Köln/Burscheid – Bei der nachhaltigen Mobilität der Zukunft geht es um Fahrzeuge, die möglichst klimaneutral, kostengünstig und hocheffizient auf den Straßen unterwegs sind. Neben der E-Mobilität und dem Einsatz von Wasserstoff spielen hier synthetische Kraftstoffe, die bei herkömmlichen Diesel- oder Otto-Motoren eingesetzt werden können, eine große Rolle.

Dazu gibt es in Deutschland seit April 2019 das Forschungsprojekt Namosyn, an dem auch die Kölner Deutz AG und das Burscheider Unternehmen Federal-Mogul beteiligt sind. Insgesamt sind bei diesem bundesweiten Forschungsprojekt 37 Partner von den Hochschulen und Fraunhofer-Instituten bis zu Automobilzulieferern und -herstellern an Bord. Der Name des Projekts steht für „Nachhaltige Mobilität mit synthetischen Kraftstoffen“. Dabei geht es darum, solche Kraftstoffe zu entwickeln und diese in Otto- und Dieselmotoren zu testen.

Synthetische Krafstoffe könnten herkömmliche Flüssigkraftstoffe ersetzen

„Wenn man neben zukünftigen Fahrzeugen mit synthetischen Kraftstoffen auch Fahrzeuge nutzen kann, die bereits heute im Einsatz sind, lassen sich kurzfristig deutlich die Emissionen zugunsten des Klimas reduzieren“, sagt Dr. Steffen Hoppe, Direktor Technologie Global für Kolbenringe und Zylinderlaufbuchsen bei Federal-Mogul in Burscheid.

Die Kölner Deutz AG arbeitet zusammen mit dem Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe der TU Darmstadt in einem Teilprojekt an dem motorisches Verhalten von nachhaltigen, synthetischen Kraftstoffen. Die Gesamtzielsetzung ist, eine wissenschaftlich fundierte Basis für die Entscheidung über ein Gesamtkonzept für die Einführung von nachhaltigen, synthetischen, flüssigen Kraftstoffen für eine straßengebundene Mobilität der Zukunft zu schaffen. Deutz hat hierzu dem Institut von Prof. Christian Beidl einen modernen Industriemotor zur Verfügung gestellt, an dem die besonderen Verbrennungseigenschaften von Oxymethylenether (OME) als Ersatz für fossilen Dieselkraftstoff eingehend untersucht werden.

Im Labor werden Otto- und Dieselmotoren für neue Kraftstoffe umgerüstet

„Es ist zu erwarten, dass flüssige, regenerativ hergestellte Kraftstoffe in Zukunft einen erheblichen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele leisten werden. Ebenfalls CO2-freie Alternativen sind ein Batterie-betriebene oder mittels einer Brennstoffzellen angetriebene Elektrofahrzeuge. Gerade bei den mobilen Arbeitsmaschinen spielt das Thema ununterbrochene Arbeitsleistung bei hoher Auslastung eine erhebliche Rolle. Hier sind flüssige Kraftstoffe aufgrund ihrer sehr hohen Energiedichte nahezu unschlagbar.

Mit einem erfolgreichen Abschluss des Forschungsvorhabens können den Kunden neben elektrischen Antrieben in Zukunft mit den untersuchten OME-Kraftstoff ebenfalls klimaneutrale Antriebssysteme zur Verfügung gestellt werden, die eine identische Arbeitsleistung wie gewohnte Dieselmotoren bieten“, sagt Markus Müller, Senior VP Product Development bei der Deutz AG.

Köln ist ein Zentrum für synthetische Kraftstoffe

In Burscheid laufen bei Federal Mogul Tests unter realen Fahrbedingungen auf den Prüfständen für Motoren. Ziel ist, zu erfahren, wie Otto- und Dieselmotoren auf die neuen Kraftstoffe optimiert werden können. Aufgabe des Burscheider Unternehmens ist es, durch innovative Kolbenringdesigns in Verbindung mit den neuen Kraftstoffen Fahrzeuge mit nahezu schadstofffreien Emissionen zu ermöglichen.

Um die Markteinführung deutlich zu beschleunigen, werden in Burscheid ebenfalls Mischungen von herkömmlichen und synthetischen Kraftstoffen erprobt. „Wir vertreten die Ansicht, dass der Verbrennungsmotor als primärer Mobilitätsantrieb, entweder alleine oder in einem Hybridantriebssystem, auch in Zukunft die Hauptlösung für Fahrzeuge wie Pkw, Lkw, Schiffsantriebe, Baumaschinen und Maschinen in der Landwirtschaft sein wird. Als führender Hersteller von Komponenten wie Kolben, Ventilen und Lagern bieten wir Lösungen für die Verbesserung von modernen Verbrennungsmotoren mit synthetischen Kraftstoffen und Wasserstoff zur Emissions- und zur Reibungsreduzierung in Verbindung mit der Verringerung des Kraftstoffverbrauchs“, sagt Hoppe.

„Zu den Vorteilen der synthetischen Kraftstoffe gehört, dass diese bei ihrer Zusammensetzung speziell auf die Bedürfnisse designt werden können. Das sorgt für eine möglichst effiziente und schadstoffarme Verbrennung im Motor. Um eine hohe Effizienz der Motoren mit synthetischen Kraftstoffen zu erreichen, sind je nach Motortyp Anpassungen an Motorsteuerung und Hardware sinnvoll“, erläutert Bartosch Gadomski, Senior Test-Ingenieur Motorenprüfstand.

Köln ist für die Zukunft der synthetischen Kraftstoffe einer der zentralen Standorte: „Hier können mehrere Argumente genannt werden. Zuerst die Firma Deutz als zukunftsorientiertes Unternehmen und Hersteller von Antriebssystemen für Arbeitsmaschinen. Wir wissen wie man Motoren baut und kommen bestens mit unterschiedlichen Kraftstoffe zurecht. Weiterhin ist zu beachten, dass Shell in Godorf und Wesseling einen sehr großen Standort hat, der derzeit im Förderprojekt ReFhyne einen 10 MW Elektrolyseur zur Wasserstoff-Herstellung aufbaut, also einem wesentlichen Grundstoff für die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen.

Blickt man weiter in die Zukunft, dann werden neue regenerativ hergestellte Kraftstoffe neben elektrischen Antrieben mittels Batterie und/oder Brennstoffzelle auch in den Ballungsgebieten eine wesentlichen Beitrag zur CO2-Reduzierung beitragen“, sagt Müller.