Biogene Kraftstoffe flexibel nutzen

Multi-Fuel-Brenngaserzeuger für BHKW´s in Entwicklung

Der in Entwicklung befindliche Multi-Fuel-Brenngaserzeuger könnte beispielsweise in Blockheizkraftwerken zum Einsatz kommen. Foto: Gerd – fotolia.com

4. Juli 2017 – Flüssige Brenn- und Kraftstoffe bestehen schon heute aus Gemischen konventioneller und alternativer Komponenten, wie zum Beispiel Diesel und Biodiesel. Die Vielfalt alternativer Brennstoffe wird in Zukunft weiter steigen, zum Beispiel durch hydrierte Öle aus Biomassereststoffen, mit denen die Treibhausgasemissionen mobiler und stationärer Anwendungen reduziert werden könnten. Durch biogene Anteile im Brennstoff ergeben sich aber auch schwankende Eigenschaften dieser „Future Fuels“, die im motorischen Verbrennungsprozess beherrscht werden müssen. Als Lösung dieser technischen Herausforderung entwickeln das OWI Oel-Waerme-Institut, das Institut für Mikroverfahrenstechnik am Karlsruher Institut für Technologie und das Zentrum für BrennstoffzellenTechnik in einem Forschungsprojekt einen neuartigen Brenngaserzeuger. 

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Bioöle aus Abfallstoffen

Neue flüssige Brennstoffe für den Hauswärmemarkt?

Durch Verfahrensschritte der Hydrierung kann aus alternativen Rohstoffen wie Altspeisefett oder Pflanzenölen wie Pyrolyseöl oder Tallöl hydriertes Bioöl entstehen, das ähnliche Eigenschaften wie Heizöl besitzt. Foto: TU Bergakademie Freiberg

31. Mai 2017 – Flüssige regenerative Energieträger müssten im Rahmen der Energiewende auf eine breitere Rohstoffbasis gestellt werden, damit sie einen höheren Beitrag zum Klimaschutz leisten können. Bei der Suche nach alternativen Rohstoffen ist die Nutzung von Abfallstoffen (Altspeisefette, Pyrolyseöl, Tallöl, etc.) zur Herstellung von synthetischen Brennstoffen mittels Hydrierung eine bisher noch wenig erforschte Option. Die Hydrierung von Pflanzenölen ist ein zunehmend bedeutsamer Prozess zur Gewinnung von hochwertigen Brenn- und Kraftstoffkomponenten aus nachwachsenden Rohstoffen. Ihre Eigenschaften sind denen von Diesel und Heizöl sehr ähnlich. Das Ziel der Forschung und Entwicklung ist ein Brennstoff auf dem technischen Niveau von Heizöl, der als hydriertes Bioöl (Hydrogenated Bio Oil, HBO) dem Heizöl beigemischt und als Ergänzung im Raumwärmemarkt genutzt werden könnte.

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Biogasmotor für Blockheizkraftwerke wird optimiert

Stromausbeute soll steigen

Mit Biogas betriebene BHKW´s können mit der Reformgasmotortechnologie und intelligenten Steuerungs- und Regelungstechniken Wärme und Strom noch bedarfsgerechter zur Verfügung stellen. Foto: Bertold Werkmann – fotolia.com

Mit Biogas betriebene BHKW´s können mit der Reformgasmotortechnologie und intelligenten Steuerungs- und Regelungstechniken Wärme und Strom noch bedarfsgerechter zur Verfügung stellen. Foto: Bertold Werkmann – fotolia.com

11. Mai 2017 – Blockheizkraftwerke (BHKW) mit Biogasmotoren wandeln regenerativ erzeugtes Biogas in Strom und Wärme, die in Strom- bzw. Nahwärmenetze eingespeist werden können. Dabei wird technisch bedingt mehr Wärme als Strom erzeugt. Um den Anteil der Stromwandlung von BHKW´s zu erhöhen, strebt ein neues Forschungsprojekt nun die Steigerung des elektrischen Wirkungsgrads von Blockheizkraftwerken mit Biogasmotoren an. Das Konzept sieht vor, dass in das BHKW eine Reformereinheit integriert und mit dem Gasmotor gekoppelt wird. 

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Elektromobilität

Weiterentwicklung von Kraftstoffen für den Einsatz in Plug-in-Hybridfahrzeugen

Die Qualität von Kraftstoffen im Tank von Hybridfahrzeugen ist Gegenstand eines Forschungsprojekts, an dem das Oel-Waerme-Institut beteiligt ist. Foto: stlee000 – fotolia.com

13. April 2017 – Die Autos der Zukunft sollen auch elektrisch fahren. Schon heute steigt der Anteil an Hybridfahrzeugen, die einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor und eine externe Lademöglichkeit für ihre Batterie haben (Plugin Hybrid Electric Vehicles, PHEV). Das wirkt sich auf das Tankverhalten aus, denn durch den Hybridantrieb sinkt der effektive Kraftstoffverbrauch und der Kraftstoff verbleibt länger im Tank als bisher. Die Folge: die Kraftstoffe können stärker altern. Zudem kann zukünftig ihre Zusammensetzung innerhalb bestehender Normen durch die zunehmende Beimischung von synthetischen und Biokraftstoffen variieren. Daraus entstehen neue Fragen zu ihrer Verwendbarkeit bei langen Verweilzeiten von zum Teil mehr als 6 Monaten im Kraftstoffversorgungssystem.

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Erfolgreiche Inbetriebnahme

Brennstoffzellensystem für Schiffe produziert Strom

Integration des Wasserstofferzeugers in den Container mit dem Brennstoffzellensystem. Foto: OWI

Integration des Wasserstofferzeugers in den Container mit dem Brennstoffzellensystem. Foto: OWI

2. Februar 2017 – Das im Forschungsprojekt „SchiffsIntegration Brennstoffzelle“ (SchIBZ) aufgebaute Stromaggregat auf Basis von Dieselkraftstoff und SOFC-Brennstoffzellen hat Ende 2016 die Stromproduktion aufgenommen. Nach der erfolgreichen Inbetriebnahme erreichte das System eine Leistungsabgabe von knapp 30 kW bei einem maximalen Bruttowirkungsgrad von 56 %. Im Vergleich zu klassischen Dieselgeneratoren, die Wirkungsgrade von bis zu 40 % erreichen, ist das Brennstoffzellenstromaggregat nicht nur energieeffizienter, sondern auch deutlich leiser und schadstoffärmer. Für die Schifffahrt ist die Reduzierung von Emissionen in Hafenbereichen sowie auf Küsten- und Flussfahrten aufgrund zunehmender nationaler und internationaler Reglementierungen zwingend erforderlich.

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Kraftstoffe in automotiven Anwendungen

Technische Lösungen für Kraftstoffe und kraftstoffführende Komponenten

Titelseite des Folders Technische Lösungen für Kraftstoffe und kraftstofführende Komponenten in automotiven Anwendungen3. Januar 2017 – Technische Entwicklungen von automotiven Anwendungen stehen immer wieder vor neuen Herausforderungen. Die häufigsten Ziele sind dabei die Erhöhung der Effizienz und der Betriebssicherheit, die Reduzierung der Emissionen sowie die Verlängerung der Lebensdauer von Bauteilen. Das Oel-Waerme-Institut und seine Muttergesellschaft, die TEC4FUELS GmbH, unterstützen Unternehmen bei ihren Aktivitäten in der Forschung und Entwicklung und im Testing in den Bereichen Kraftstoffe und kraftstoffführende technische Komponenten.

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Wirtschaftlichkeit von Industrieöfen erhöhen

Berechnungsmethodik könnte künftig die Lebensdauer metallischer Bauteile bewerten

Schaden an einem metallischen Strahlheizrohr durch hohe thermische Belastung.

Schaden an einem metallischen Strahlheizrohr durch hohe thermische Belastung. Foto: M. Hellenkamp, Fakultät für Georessourcen und Materialtechnik, RWTH Aachen

12. Dezember 2016 – Die Gebrauchsdauer thermisch hochbelasteter Komponenten in Thermoprozessanlagen wird dadurch begrenzt, dass es infolge der Beanspruchungen zu bleibenden Verformungen, oxidativem Metallabtrag und Rissbildungen kommt. Über die Optimierung der Komponenten können die Standzeiten von Industrieöfen verlängert und Instandhaltungskosten verringert werden. Die Wechselwirkung der verschiedenen Einflussgrößen ist insbesondere bei Temperaturwechselbeanspruchung, sehr hohen Temperaturen und relativ niedrigen mechanischen Lasten noch nicht richtig verstanden. Praxisübliche ingenieurmäßige Ansätze beschreiben das Verhalten der Werkstoffe unter diesen Bedingungen bisher mit unbefriedigender Genauigkeit.

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Neue Brennstoffzellen-KWK-Generation entwickelt

EU-Forschungsprojekt erfolgreich abgeschlossen

Eine neue Brennstoffzellen-KWK-Anlage absolvierte erfolgreiche Testläufe auf dem Prüfstand. Foto: OWI

Eine neue Brennstoffzellen-KWK-Anlage absolvierte erfolgreiche Testläufe auf dem Prüfstand. Foto: OWI

29. November 2016 – Im Rahmen eines europäischen Forschungsprojekts wurde der Betrieb einer neuen Kraft-Wärme-Kopplungsanlage (KWK) auf Basis von Brennstoffzellen demonstriert. Die zentrale Idee des Projektes ist, die Hochtemperatur-Polymerelektrolytmembran- (HT-PEM) Brennstoffzellentechnologie als KWK-Konzept für Anwendungen bis 100 kW elektrischer Leistung nutzbar zu machen. Die Technologie war in diesem Leistungsbereich bisher noch nicht verfügbar und erforderte daher die Neuentwicklung für die speziellen Anforderungen in Bezug auf Effizienz, Kosten und Lebensdauer der Brennstoffzellen. Die wesentlichen Einzelkomponenten des Systems sind ein Brenngaserzeuger und der Brennstoffzellen-Stack.

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Brenn-, Kraft und Schmierstoffe im Fokus

Tätigkeitsbericht 2014/ 2015 des OWI erschienen

Der Jahresbericht 2014/ 2015 des OWI Oel-Waerme-Instituts widmet sich im Schwerpunkt dem Thema Brenn-, Kraft- und Schmierstoffe.

Der Jahresbericht 2014/ 2015 des OWI Oel-Waerme-Instituts widmet sich im Schwerpunkt dem Thema Brenn-, Kraft- und Schmierstoffe. Foto: OWI

28. Oktober 2016 – Mit seinem neuen Tätigkeitsbericht gibt das Oel-Waerme-Institut (OWI) einen Einblick in seine Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten. Das An-Institut der RWTH Aachen beschäftigt sich mit der energieeffizienten und betriebssicheren Nutzung konventioneller und regenerativer Energieträger. Das Schwerpunktthema des aktuellen Berichts sind „Brenn-, Kraft- und Schmierstoffe“. Ein Gastbeitrag von Prof. Dr. Christian Küchen, dem Hauptgeschäftsführer des Mineralölwirtschaftsverbands e.V., ordnet das Thema ein in das Spannungsverhältnis der politischen Ziele beim Klimaschutz und der nach wie vor großen Bedeutung von Mineralölprodukten für die Wirtschaft und zeigt mögliche Entwicklungspfade auf.

Aus der Sicht der Forschung am OWI hat sich den letzten Jahren durch neue technische Entwicklungen bei der Herstellung von Brenn- und Kraftstoffen (Fuels) eine zunehmende Diversifikation ergeben, die auch einen Einfluss auf die Zusammensetzung und Qualität der Betriebsstoffe mit sich brachte.

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Aus Diesel und Wasser wird „sauberer“ Strom

Meilenstein im „Brennstoffzellen“-Projekt „SchIBZ“

Auf der MS Forester soll der Seetest des Brennstoffzellensystems stattfinden. (Foto: Reederei Rörd Braaren)

Auf der MS Forester soll der Seetest des Brennstoffzellensystems stattfinden. (Foto: Reederei Rörd Braaren)

21. Oktober 2016 – Die Reformertechnologie des OWI Oel-Waerme-Instituts ermöglicht die Wandlung von Dieselkraftstoff und Wasser zu einem Brenngas mit hohem Wasserstoffgehalt. Derartige Reformer können in Brennstoffzellensysteme integriert werden, die Strom erzeugen. In einem laufenden Forschungsprojekt soll ein Reformer des OWI Dieselkraftstoff und Wasser in Wasserstoff für den Betrieb von Brennstoffzellen wandeln, so dass der daraus erzeugte Strom zukünftig für die Energieversorgung an Bord von seegehenden Schiffen hocheffizient und umweltschonend genutzt werden kann.

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