Herstellung und Verwendung sind technisch möglich
13. Dezember 2022 – Die Herstellung und Verwendung eines neuen klimaschonenden Dieselkraftstoffs aus biogenen Rest- und Abfallstoffen sind technisch machbar und im EU-Forschungsprojekt REDIFUEL erfolgreich demonstriert worden. Die Forschungspartner entwickelten zu Demonstrationszwecken eine Produktionsanlage, in der Restholz und Baumrinde (Lignozellulose) in einem Fischer-Tropsch-Prozess in ein Synthesegas überführt und zu flüssigen Rohstoffen und Waxen verarbeitet wurden. In einem anschließenden Verfahren, der Hydroformulierung, wurden die im Rohstoff enthaltenen Aldehyde in Alkohol umgewandelt, so dass das REDIFUEL zu 30 % aus Alkohol und 70 % aus Paraffinen bestand.
Ein Future Fuel wird in ein Glas gegossen. Foto: Тихон Купревич – AdobeStock
Dieser Kraftstoff minderte im Vergleich zu mineralölbasiertem Diesel die CO2-Emissionen (bis zu 56 %) und hatte einen etwas höheren Wirkungsgrad bei der Verbrennung (ca. 3 %). Der Verbrauch eines mit REDIFUEL betriebenen Fahrzeugs war vergleichbar mit Dieselbetrieb. Das Emissionsverhalten war insgesamt ähnlich wie bei konventionellem Diesel, die Rußemissionen sanken sogar um 10 bis 15 %.
Die OWI Science for Fuels gGmbH und die TEC4FUELS GmbH haben in dem Projekt die chemisch-physikalischen Eigenschaften des REDIFUELS, das Mischungsverhalten mit anderen Kraftstoffen, das Alterungsverhalten, die Lagerungsstabilität und die Kompatibilität mit den Materialien und Bauteilen von Dieselkraftstoffsystemen untersucht. Die Kraftstoffanalytik von OWI ergab, dass der Reinkraftsoff die in der Dieselkraftstoffnorm EN 590 festgelegten Werte für die untere Dichte unter- und den Wassergehalt überschreitet. Die Einhaltung der unteren Dichte war allerdings möglich in Kraftstoffmischungen, die mindestens 50 % konventionellen Diesel und REDIFUEL enthalten. Daher sind diese Mischungen weitgehend normkonform. Der höhere Wassergehalt hatte im Projekt keine Auswirkungen auf den Motorbetrieb.
REDIFUEL ist kompatibel mit Dieselmotoren
Die Überprüfung der Lagerungsstabilität und des Alterungsverhaltens unterschiedlicher Mischungen des REDIFUEL durch OWI ergab, dass die Oxidationsstabilität mit handelsüblichen Additiven (Antioxidantien) verbessert werden sollte, um die Stabilität mineralölbasierter Dieselkraftstoffe zu erreichen. Darüber hinaus haben OWI und FEV in Testläufen den Motorverschleiß untersucht. Die im Motoröl erkennbaren Verschleißerscheinungen ergaben keine signifikanten Unterschiede zwischen einem Motorbetrieb mit verschiedenen REDIFUEL-Mischungen und herkömmlichem Dieselkraftstoff. Auch mit Blick auf die Kraftstoff-Schmierstoff-Interaktion war REDIFUEL mit herkömmlichem Diesel vergleichbar.
TEC4FUELS untersuchte die Kompatibilität des neuen Kraftstoffs mit den Komponenten eines marktüblichen Common-Rail-Systems für Dieselmotoren. Für die Untersuchung wurden die Systemkomponenten in einem Hardware-in-the-Loop-Prüfstand aufgebaut und das REDIFUEL in einem Kreislauf durch die Komponenten geführt, ohne ihn zu verbrennen. Durch ein verändertes Untersuchungsdesign konnte die Laufzeit des Prüfstands von 500 auf 100 Stunden und die benötigte Kraftstoffmenge von 60 auf 30 Liter reduziert werden. Dabei entstanden wie erwartet Ablagerungen an den Injektoren, die aber durch die Beimischung von Deposit-Control-Additiven wieder aufgelöst bzw. vermeidbar waren.
Das Fazit: REDIFUEL in verschiedenen Mischungen ist ein alternativer Kraftstoff, der in Bezug auf Lagerungsstabilität, Kraftstoff-Schmierstoff-Interaktion, Motorverschleiß und Kraftstoff-Material-Kompatibilität ähnliche Qualitäten wie konventioneller Dieselkraftstoff besitzt. Daher eignet sich REDIFUEL als drop-in-Kraftstoff für Bestands- und Neufahrzeuge.
Das EU-Forschungsprojekt „REDIFUEL“ wurde von der Europäischen Union im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 unter dem Förderkennzeichen Nr. 817612 gefördert.
