Im Straßen-, Schiffs- und Flugverkehr dominieren immer noch klimaschädliche fossile Kraftstoffe. Zunehmend kommen jedoch auch klimafreundlichere alternative Kraftstoffe und Antriebe zum Einsatz. Im Bereich der Treibhausgasminderung bei Kraftstoffen ist das UBA im Rahmen der 37. und 38. Bundes-Immissionsschutzverordnung (BImSchV) auch für den Vollzug zuständig. Unsere Mobilität basiert zurzeit zu großen Teilen auf der Verbrennung flüssiger Kraftstoffe in Verbrennungskraftmaschinen. Da das Verkehrsaufkommen in Deutschland stetig wächst, stagnieren trotz vorhandener Effizienzgewinne durch den Einsatz von moderneren Motoren und Flugzeugturbinen die absoluten Treibhausgasemissionen des Verkehrs auf einem hohen Niveau. Für die notwendige deutliche Reduktion der Treibhausgasemissionen des Verkehrs für einen ausreichenden Klimaschutzbeitrag des Verkehrs sind neben weiteren Effizienzverbesserungen bei Motoren und einer weitreichenden Elektrifizierung des Straßenverkehrs auch ein Umstieg auf nachhaltige alternative Kraftstoffe in der Schifffahrt und der Luftfahrt notwendig. Konventionelle Kraftstoffe Bei konventionellen Kraftstoffen handelt es sich um Mineralölprodukte. Im Jahr 2019 entfielen ca. 94 Prozent des Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor auf diese Kraftstoffe. Die dominierenden Kraftstoffe im deutschen Verkehrssektor sind die im Straßenverkehr eingesetzten Diesel- und Ottokraftstoffe. Ottokraftstoff wird unter dem Namen E5 oder E10 vermarktet und bezeichnet Benzin, das einen bestimmten Anteil an Ethanol enthalten darf. Während "E" für Ethanol steht, gibt die Zahl "5", beziehungsweise "10" an, wieviel Prozent Ethanol das Benzin maximal enthalten kann. Bei dem im Benzin typischerweise enthaltenen Ethanol handelt es sich um biogen bereitgestelltes Ethanol – kurz Bioethanol – das hauptsächlich aus zucker- und stärkehaltigen Pflanzen wie Zuckerrohr, Zuckerrübe, Getreide und Mais Pflanzen gewonnen wird. Die Mindestanforderungen für Ottokraftstoffe sind in der Norm DIN EN 228 festgeschrieben. Im weiteren Sinne sind alle Kraftstoffe, die in Ottomotoren genutzt werden können, Ottokraftstoffe, also unter anderem auch Flüssiggas (LPG) bzw. Erdgas (CNG). Bei diesen handelt es sich zwar nicht um Mineralölprodukte, jedoch werden sie hauptsächlich fossil hergestellt. Da beide keine typischen Kraftstoffe sind, werden diese oft den „alternativen Kraftstoffen“ zugeordnet. Dieselkraftstoff – auch vereinfacht Diesel genannt – wird nach den in der Norm DIN EN 590 definierten Mindestanforderungen an Tankstellen unter dem Namen B7 geführt und bezeichnet Diesel aus Mineralöl mit einer Beimischung von maximal sieben Prozent Biodiesel. In Deutschland wird Biodiesel vorwiegend aus Rapsöl hergestellt. Der Großteil des Biodiesels wird jedoch importiert und aus Abfall- und Reststoffen sowie aus Palmöl sowie Rapsöl hergestellt. Palmöl als Ausgangstoff für hydrierte Pflanzenöle (HVO - Hydrogenated Vegetable Oils) spielt im Bereich des Dieselkraftstoffes zumindest für das Jahr 2020 auch eine entscheidende Rolle. Durch die Überarbeitung der Treibhausgasminderungsquote (THG-Quote) ist die Verwendung von Palmöl seit dem 1. Januar Jahr 2022 deutlich beschränkt und ab 2023 beendet, da der Anbau von Ölpalmen einer der Haupttreiber für die Rodung von Regenwald ist. Im Flugverkehr wird größtenteils aus Erdöl hergestelltes Kerosin getankt. Kerosin bezeichnet Kraftstoffe, die sich für den Einsatz in Flugturbinen eignen. In der Binnenschifffahrt wird schwefelreduzierter Binnenschiffsdiesel verwendet. In der Seeschifffahrt kommen Marinediesel- und Marinegasöle sowie Schweröle mit unterschiedlichem Schwefelgehalt und ggf. notwendigen Abgasnachbehandlungssystemen (Kraftstoffnorm: ISO 8217) zum Einsatz. Sowohl im Binnen- als auch im Seeverkehr werden mehr und mehr Schiffe mit Flüssigerdgas ( LNG – Liquified Natural Gas) oder – in ersten Modellanwendungen – mit LPG (Liquified Petroleum Gas), auch Autogas genannt, Methanol oder Biodiesel betrieben. Mehr Informationen hierzu finden Sie auf unserer Themenseite zur Seeschifffahrt. Nur durch den Ersatz von mineralölbasierten Kraftstoffen durch klimafreundliche Alternativen kann der Verkehrssektor den notwendigen Beitrag zur Senkung seiner Treibhausgasemissionen leisten. Um diese Energiewende im Verkehr zu erreichen, ist die Entwicklung und Innovation bei alternativen Antriebstechnologien von zentraler Bedeutung. Perspektivisch sollte Strom aus erneuerbaren Energiequellen zur Energieversorgung im Verkehr direkt genutzt werden, d. h. ohne weitere Umwandlungsschritte zu strombasierten Kraftstoffen, sofern dies, wie etwa im Pkw-Verkehr, technisch möglich ist. Alternative Kraftstoffe Alternative Kraftstoffe sind entweder bezüglich der Bereitstellung alternativ, also "biogen" oder "synthetisch", oder es handelt sich um andere Kraftstoffe als Alternative zu Benzin oder Diesel. Biogene Kraftstoffe, oder auch Biokraftstoffe, werden vor allem aus Pflanzen, Pflanzenresten und ‑abfällen oder Gülle gewonnen. Synthetische Kraftstoffe unterscheiden sich von konventionellen Kraftstoffen durch ein geändertes Herstellungsverfahren und oft auch durch andere Ausgangsstoffe als Mineralöl. Biokraftstoffe wie Bioethanol oder Biodiesel leisten bereits seit vielen Jahren einen Beitrag zur Minderung der Treibhausgasemissionen des Verkehrssektors. Biokraftstoffe sind entweder flüssige (zum Beispiel Ethanol und Biodiesel) oder gasförmige (Biomethan) Kraftstoffe, die aus Biomasse hergestellt werden und für den Betrieb von Verbrennungsmotoren in Fahrzeugen bestimmt sind. Man unterscheidet Biokraftstoffe der ersten und zweiten Generation, wobei eine klare Abgrenzung der Kraftstoffe beider Generationen schwierig ist. Bei der Erzeugung von Biokraftstoffen der ersten Generation wird nur die Frucht (Öl, Zucker, Stärke) genutzt, während ein Großteil der Pflanze als Futtermittel Verwendung finden kann. Biokraftstoffe der zweiten Generation sind noch in der Entwicklung und werden aus Pflanzenmaterial hergestellt, das nicht als Nahrung verwendet werden kann, zum Beispiel aus Ernteabfällen, Abfällen aus der Landwirtschaft oder Siedlungsmüll. Zu dieser Generation, dessen Vertreter auch „fortgeschrittene Biokraftstoffe“ genannt werden, gehört auch solches Bioethanol, das aus zellulosehaltigen Materialien wie Stroh oder Holz gewonnen wird. Generelle Informationen zur energetischen Nutzung von Biomasse und zu den Nachhaltigkeitsanforderungen sind auf unserer UBA-Themenseite zur Bioenergie zusammengestellt. Synthetische Kraftstoffe sind Kraftstoffe, die durch chemische Verfahren hergestellt werden und bei denen, im Vergleich zu konventionellen Kraftstoffen, die Rohstoffquelle Mineralöl durch andere Energieträger ersetzt wird. XtL-Kraftstoffe sind synthetische Kraftstoffe, die ähnliche Eigenschaften und chemische Zusammensetzungen wie konventionelle Kraftstoffe aufweisen. Sie entstehen durch die Umwandlung eines Energieträgers zu einem kohlenstoffhaltigen Kraftstoff, der unter Normalbedingungen flüssig ist. Das "X" wird in dieser Schreibweise durch eine Abkürzung des ursprünglichen Energieträgers ausgetauscht. "tL" steht für "to Liquid". Aktuell sind in dieser Schreibweise die Abkürzungen GtL (Gas-to-Liquid) bei der Verwendung von Erdgas beziehungsweise Biogas, BtL (Biomass-to-Liquid) bei der Verwendung von Biomasse und CtL (Coal-to-Liquid) bei der Verwendung von Kohle als Ausgangsenergieträger gebräuchlich. Zur Herstellung von Power-to-X (Power-to-Gas/ PtG oder PtL )-Kraftstoffen wird Wasser unter Einsatz von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. In einem Folgeschritt kann der gewonnene Wasserstoff in Verbindung mit anderen Komponenten – hier vor allem Kohlenstoffdioxid – zu Methan (PtG-Methan) oder flüssigem Kraftstoff (PtL) verarbeitet werden. Der gewonnene Wasserstoff (PtG-Wasserstoff) kann jedoch auch direkt als Energieträger im Verkehr, zum Beispiel in Brennstoffzellen-Fahrzeugen genutzt werden. Mehr Informationen hierzu finden Sie in den vom UBA beantworteten „Häufig gestellten Fragen zu Wasserstoff im Verkehr“ . Elektrischer Antrieb: Strom als Energieversorgungsoption Energetisch betrachtet, ist der Einsatz von PtG -Wasserstoff in Brennstoffzellen-Pkw bzw. von PtG-Methan und PtL in Verbrennungsmotoren von Pkw hochgradig ineffizient. Für dieselbe Fahrleistung muss etwa die drei- beziehungsweise sechsfache Menge an Strom im Vergleich zu einem Elektro-Pkw eingesetzt werden, wie die folgende Abbildung veranschaulicht. Da erneuerbarer Strom, beispielsweise aus Wind und Photovoltaik, und die notwendigen Ressourcenbedarfe für die Energieanlagen nicht unbegrenzt zur Verfügung stehen, muss auch mit erneuerbaren Energien sparsam umgegangen werden. Am effizientesten ist die direkte Stromnutzung im Verkehr, beispielsweise über Oberleitungen für Bahnen. Ähnlich effizient ist die Stromnutzung über batterieelektrisch betriebene Fahrzeuge. Deswegen sollte zur möglichst effizienten Defossilisierung des Straßenverkehrs ein weitgehender Umstieg auf batterieelektrisch betriebene Fahrzeuge angestrebt werden, wo immer dies technisch möglich ist. Vollzugsaufgaben des UBA zur 38. BImSchV In Deutschland sind Inverkehrbringer von Kraftstoffen gesetzlich verpflichtet, den Ausstoß von Treibhausgasen (THG) durch die von ihnen in Verkehr gebrachten Kraftstoffe um einen bestimmten Prozentsatz zu mindern. Dies regelt die im seit 1. Januar 2022 gültigen Gesetz zur Weiterentwicklung der Treibhausgasminderungsquote festgeschriebene THG‑Quote. Im Rahmen der THG-Quote hat das Umweltbundesamt ( UBA ) verschiedene Vollzugsaufgaben. Eine Aufgabe regelt die Verordnung zur Festlegung weiterer Bestimmungen zur Treibhausgasminderung bei Kraftstoffen (38. BImSchV ): Das UBA bescheinigt auf Antrag Strommengen, die im Straßenverkehr genutzt wurden. Weitere Informationen finden Sie auf der entsprechenden Themenseite zur 38. BImSchV .
Liquid hydrocarbon fuels are ideal energy carriers for the transportation sector due to their exceptionally high energy density and most convenient handling, without requiring changes in the existing global infrastructure. Currently, virtually all renewable hydrocarbon fuels originate from biomass. Their feasibility to meet the global fuel demand and their environmental impact are controversial. In contrast, SUN-to-LIQUID has the potential to cover future fuel consumption as it establishes a radically different non-biomass non-fossil path to synthesize renewable liquid hydrocarbon fuels from abundant feedstocks of H2O, CO2 and solar energy. Concentrated solar radiation drives a thermochemical redox cycle, which inherently operates at high temperatures and utilizes the full solar spectrum. Thereby, it provides a thermodynamically favourable path to solar fuel production with high energy conversion efficiency and, consequently, economic competitiveness. Recently, the first-ever production of solar jet fuel has been experimentally demonstrated at laboratory scale using a solar reactor containing a ceria-based reticulated porous structure undergoing the redox cyclic process. SUN-to-LIQUID aims at advancing this solar fuel technology from the laboratory to the next field phase: expected key innovations include an advanced high-flux ultra-modular solar heliostat field, a 50 kW solar reactor, and optimized redox materials to produce synthesis gas that is subsequently processed to liquid hydrocarbon fuels. The complete integrated fuel production chain will be experimentally validated at a pre-commercial scale and with record high energy conversion efficiency. The ambition of SUN-to-LIQUID is to advance solar fuels well beyond the state of the art and to guide the further scale-up towards a reliable basis for competitive industrial exploitation. Large-scale solar fuel production is expected to have a major impact on a sustainable future transportation sector.
Problemstellung: Die Bodenfruchtbarkeit hängt maßgeblich vom Humusgehalt ab, der eine bedeutende Rolle für Nährstoff- und Wasserspeicherung des Bodens übernimmt und als Kohlenstoffsenke dient. Bei der landwirtschaftlichen Produktion von Biomasse wird Humus abgebaut und Nährstoffe bei der Ernte vom Feld gefahren. Die Rückführung von Nährstoffen und humusbildenden Substanzen ist somit Grundlegend für eine nachhaltige Bewirtschaftung landwirtschaftlich genutzter Flächen. Ob und in welcher Menge diese Rückführung in Form von Gärresten aus der Biogasproduktion langfristig ausreichend sein kann, ist derzeit noch offen. Besonderes Augenmerk muss auf Nutzungsrichtungen wie BtL-Produktion (biomass to liquid) liegen, bei der keine humuswirksamen Reststoffe anfallen. Zielsetzung: Das Ziel dieses 10-jährigen Versuchs ist die Überprüfung der langfristigen Nachhaltigkeit landwirtschaftlicher Produktion von Silomais und Weizen zur Verwertung als Ausgangssubstrate für Biogas und BtL. Dazu wird eine zweigliedrige Fruchtfolge mit und ohne Strohabfuhr mit unterschiedlichen Stufen organischer Düngung über Gärreste und Rindergülle sowie ausschließlich mineralischer Düngung verglichen. Umfangreiche Erhebungen zum Humusgehalt und den Humusfraktionen, den bodenphysikalischen Eigenschaften sowie dem Bodenleben stehen im Fokus. Zum Ende der Versuchslaufzeit sollten erwartete Veränderungen der Bodeneigenschaften messtechnisch nachweisbar sein, so dass die nutzungsbedingten Produktionstechniken auf ihre langfristige Anwendbarkeit bewertet werden können. Arbeitsschwerpunkte: Untersuchung unterschiedlicher Stufen organischer Düngung im Vergleich zu ausschließlich mineralischer Düngung im Hinblick auf Langzeiteffekte an vier bayerischen Standorten - Vergleich der Strohabfuhr bzw. Ganzpflanzenernte gegenüber dem Strohverbleib auf dem Feld - Einfluss unterschiedlicher Düngevarianten und Nutzungspfade auf bodenphysikalische und -chemische Eigenschaften durch Untersuchungen hinsichtlich Nmin- und Humusgehalte zur Erstellung von Nährstoff- und Humusbilanzen sowie Aggregat- und Texturzuständen - Effekte unterschiedlicher Düngevarianten und Nutzungspfade auf bodenbiologische Eigenschaften durch Untersuchungen der Meso- und Lumbricidenfauna sowie der mikrobiellen Aktivität.
Das EU finanzierte Projekt DEMEAU ist ein dreijähriges Demonstrationsprojekt für vielversprechende Technologien zum Nachweis und zur Eliminierung von organischen Spurenstoffen im Wasserkreislauf. DEMEAU führt Ökobilanzen und Umweltbelastungsstudien für vier Technologiegruppen durch und fördert deren Anwendung. Die Technologien sind: künstliche Grundwasseranreicherung sowie Hybridlösungen von Keramikmembranfiltration und fortentwickelten Oxidationstechniken sowie Bioassays. Das DEMEAU Konsortium besteht aus 17 Mitgliedern aus fünf EU-Ländern und umfasst Wasserversorgungsunternehmen mit deren Unterstützung die Anwendung der vielversprechenden Technologien demonstriert wird. Ziel des Projektes ist es, die Eignung und Wirtschaftlichkeit der innovativen Methoden und Technologien weiterzuentwickeln und im technischen Betrieb zu untersuchen.
Ziel des von der AiF geförderten Projektes ist es, einen Leitfaden zur Entscheidungs- und Planungshilfe für den wirtschaftlichen Einsatz von Mikro-Gasturbinen in kmU zu erstellen. Diese herstellerneutrale Analyse soll den kmU diese neue Technologie nahe bringen und ihnen eine Untersuchung der Einsatz- und Nutzungsmöglichkeiten im eigenen Unternehmen ermöglichen. Im Rahmen des Projektes werden zum einen umfangreiche Messungen an einer Mikro-Gasturbine durchgeführt, um detaillierte Kenntnisse über das Betriebsverhalten zu erhalten. Zu diesem Zweck hat das IUTA eine Mikro-Gasturbine erworben und in ihr eigenes Energieversorgungsnetz integriert. Hier wird die neue Technologie vor allem zur Bereitstellung von Prozesswärme über Thermoöl eingesetzt, womit sie die erste in Deutschland installierte Mikro-Gasturbine zur Prozesswärmeerzeugung ist. Zum anderen wird die Mikro-Gasturbine theoretisch analysiert. Hier werden einerseits Studien durchgeführt, welche möglichen Einsatzbereiche zur Prozesswärmeerzeugung in der Praxis gegeben sind, wobei neben thermodynamischen Untersuchungen insbesondere Wirtschaftlichkeitsanalysen im Vordergrund stehen. Zudem wird bei den theoretischen Untersuchungen die Frage geklärt ob der Einsatz von Mikro-Gastubinen mit variablem Rekuperator-Bypass, zur Anpassung an den Wärmebedarf, gegenüber dem Einsatz mit voller Rekuperation und nachgeschalteter Zufeuerung sinnvoll ist. Vom LTT werden die folgenden Aufgaben bearbeitet: Projektstudien: Im Rahmen des Projektes werden folgende Einsatzbereiche der Mikro-Gasturbine genauer analysiert: Dampf-Erzeugung, Thermo-Öl- und Warmwassererheitzung für Temperaturen größer als 100 Grad C, Direkttrocknung und Kopplungsmöglichkeiten von Mikro-Gasturbinen mit Absorptionskälteanlagen. Hierbei werden Branchen auf den Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Analyse konkreter Anwendungsfälle aus der Praxis, wobei die Beispiele sowohl aus energetischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht betrachtet werden. Rekuperator-Bypass: Da nur die Anlagen des Herstellers Bowman über einen Rekuperator-Bypass zur Anpassung an den thermischen Bedarf verfügen, wird diese Einsatz-Variante mit der Möglichkeit des voll rekuperierten Betriebes mit nachgeschalteter Zufeuerung untersucht. Hierbei werden sowohl energetische exergetische als auch wirtschaftliche Untersuchungen durchgeführt. Einsatzmöglichkeiten in km U: Ziel dieses Arbeitspunktes ist das Ausarbeiten von Kriterien für den Einsatz von Mikro-Gasturbinen in kmU. Dabei werden die aus den vorherigen Untersuchungen erarbeiteten Erkenntnisse konkret für kmU zusammengefasst. Aus den an beiden Forschungsstellen erhaltenen Erkenntnissen werden anschließend die folgenden Aufgaben gemeinsam bearbeitet: Ermittlung von Entwicklungspotenzialen, Identifikation relevanter kmU für den Einsatz von Mikro-Gasturbinen, Erstellung eines Leitfadens zur Entscheidungs- und Planungshilfe, Verbreitung der Entscheidungs- und Planungshilfe:
Die Herstellung von Bio-SNG (Synthetic natural gas) ist eine Möglichkeit, Rest- und Abfallbiomasse durch thermochemische Konversion einer energetischen Nutzung zugänglich zu machen. Diese Synthese bietet sich dabei aus mehreren Gründen an: - Kleinere Anlagen realisierbar (10 - 100 MW), angepasst an lokal anfallende Biomasse. - Hohe Effizienz besonders bei Trigeneration (Strom, Wärme, Kraftstoffe) und damit hohes CO2Einsparpotenzial. - Im Vergleich zur Btl-Technologie geringes technisches und wirtschaftliches Risiko, damit ist schnellerer Markteintritt möglich. - Großes Marktpotenzial für Methan (Transportsektor, stationäre Anwendung, stoffliche Nutzung). -Vorhandene Verteiler- und Nutzer-Infrastruktur (Erdgas-Netz). - Verbrennung von Methan etabliert. - Schritt in Richtung H2-Wirtschaft. Bio-SNG ist aufgrund der bereits für die Synthese erforderlichen Reinigungsschritte gut für die NetzEinspeisung und anschließende Verstromung in dezentralen Brennstoffzellen-Anlagen geeignet. Dadurch ist die Umwandlung des Energieträgers in elektrische Energie mit entsprechend hohemWirkungsgrad und damit CO2-Einsparpotenzial erreichbar. Aufgrund der unterschiedlichen Struktur von Erzeuger- und Nutzerseite kann durch Einspeisung in das bestehende Erdgasnetz und Verstromung in dezentralen Brennstoffzellen-KWK-Systemen eine räumliche und zeitliche Entkopplung von Erzeugung und Nutzung erreicht werden. Die zurzeit entwickelten Brennstoffzellen-Systeme für den Bereich KWK werden in der Regel für Methan/Erdgas als Brennstoff konzipiert, um eine direkte Ankopplung an das Erdgasnetz zu ermöglichen. Dies gilt sowohl für Systeme zur Hausenergieversorgung (Leistungsbereich ca. 1 bis 10 kWel) als auch für stationäre KWK-Anlagen (Leistungsbereich ca. 0,1 bis 1 MWel). CUTEC kann bereits auf wesentliche Verfahrensschritte dieser Prozesskette zurückgreifen. So ist ein Technikums-Wirbelschichtvergaser vorhanden, die notwendige Gasreinigung wird zurzeit entwickelt. Zur Darstellung der gesamten Prozesskette (Biomassevergasung bis Stromerzeugung mit Brennstoffzelle) fehlt allerdings die Anlagentechnik zur SNG-Synthese. Zwar sind Synthesereaktoren und -anlagen im Technikumsmaßstab verfügbar, aufgrund der speziellen Randbedingungen der SNG-Synthese (Druck- und Temperaturbereich, hohe Exothermie) muss die vorhandene Ausstattung jedoch deutlich erweitert und angepasst werden. Hier ist insbesondere das Reaktorkonzept auf einen mehrstufigenadiabaten Hordenreaktor mit Zwischenkühlung umzustellen und entsprechende Mess-, Steuer- und Regelungstechnik zu implementieren. Ein weiterer Aspekt ist die Implementierung eines angepassten Kühlkonzeptes. welche für die SNG-Synthese neu zu entwickeln ist.
Bei der Bewertung der Wirtschaftlichkeit von Verfahren zur Synthese regenerativer Kraftstoffe spielt im Hinblick auf die insgesamt sehr komplexe Verfahrenskette die betrachtete Anlagenkapazität eine wichtige Rolle. Zur Ausnutzung der Kostendegradation durch Erhöhung der Ausbringungsmenge sind großtechnische Anlagen zu bevorzugen. Dem stehen zunehmende Transportentfernung und damit stark ansteigende Kosten für die Biomassebereitstellung und - Logistik gegenüber. Großtechnische Syntheseanlagen einerseits und der dezentrale Anfall von Biomasse andererseits sind somit kaum kompatibel zueinander. Aus diesem Grund sind viele der bisher vorgeschlagenen Synthesen nicht oder nur sehr begrenzt für dezentrale, kleine Anlagen kleiner als 200 MWtherm geeignet. Die Technologie 'Synthesegaserzeugung aus holzfremder Biomasse Kraftstoffherstellung aus Synthesegas' ist unabhängig vom gewählten Produkt zurzeit nicht im dezentralen Maßstab (kleiner als 200 MVVtherm) kommerziell verfügbar. Mit dem upscaling des Technikumsreaktor und der damit verbundenen Umsatzsteigerung für langkettigere Kohlenwasserstoffe ist es möglich, BtL-Kraftstoff für Motorenprüfstandsversuche herzustellen. Mit der Verfahrenskopplung Vergaser und Fischer-Tropsch Anlage konnte CUTEC bereits in einem anderen Projekt (RENEW) zeigen, dass die Herstellung von BtL-Dieselkraftstoff aus Stroh-Synthesegas technisch möglich ist. Das beantragte Forschungsvorhaben soll Kapazität und Umsatz der Baugruppe FTS (Fischer- Tropsch Synthese) soweit steigern, dass mit einem vertretbaren Versuchsaufwand von drei Wochen eine ausreichende Menge an BtL für den Motorprüfstand hergestellt wird. Zur maximalen Ausnutzung des Energieinhalts der Biomasse sollen in einem zweiten FTS-Reaktor die Koppelprodukte LPG (Liquified petroleum gas) und Methan hergestellt werden. Die bisher erzielten Erfolge bei der Synthesegasherstellung und - aufbereitung sollen so zu aussagekräftigen Mengen an Kraftstoffen führen.
Objective: This project aims to develop, assess and train on various production chains for motor vehicle fuels ligno-cellulosic biomass sources will be used as feedstock to produce synthesis gas from which various vehicle fuels can be derived: CH4, methanol/DME, ethanol (thermo-chemical and enzymatic pathway) and a novel biomass-to-liquid (BTL) fuel. The project will develop and evaluate the respective processing technologies with a view to producing cost effective premium fuels for current and future combustion engines from a wide bandwidth of feedstock. Within 4 vertical subprojects, alternative thermo-chemical gasification, enzymatic fuel production and fuel synthesis processes will be considered, while 2 horizontal subprojects are directed towards technology assessment and training. Two pilot-produced fuels (DME and BTL) will be submitted to extensive motor-tests by 4 leading European car manufacturers within this project. Other fuels will be made available for tests in various other European R&D projects. It is envisaged that this project will lead to the introduction of favourably priced biomass-derived fuels for motor vehicles, from 2010 onwards. Apart from achieving scientific and technological results, RENEW has the vision to develop commonly agreed strategic recommendations, based on an understanding among relevant players in industry, agriculture and research concerning the technological and market potential of different bio-fuels and their production technologies. RENEW is novel and hugely important to Europe. It offers major Kyoto Protocol benefits, enhances the sustainability and security of vehicle fuel supply, and has positive Regional socio-economic impacts. RENEW involves 31 partners, including 7 SME, from 9 EU MS and AS countries. The consortium has the necessary 'critical mass' to achieve its goals and develop the technology to commercial stage beyond the end of the project.
Lignocellulose (Holz, Stroh) soll in Sumpfphasenreaktoren unter gleichzeitiger destillativer Entfernung von niedermolekularen Spaltprodukten verflüssigt werden. Das beantragte Projekt hat zum Ziel nachzuweisen, dass eine Stabilisierung der Sumpfphase für den kontinuierlichen Dauerbetrieb nach dem Prinzip der Reaktivdestillation grundsätzlich möglich ist. Weiterhin sollen analytische Methoden zur Charakterisierung von Sumpf- und Produktölphasen weiterentwickelt und optimiert werden. Es erfolgt eine Arbeitsteilung zwischen HAW Hamburg (HAW) und Thünen Institut für Holzforschung Hamburg (TIHF).HAW erprobt den Langzeitbetrieb der Biomasseverflüssigung durch Reaktivdestillation experimentell im Labormaßstab, erstellt Massen- und Energiebilanzen zur Beurteilung der Wirtschaftlichkeit und stellt Daten zur Auslegung einer Pilotanlage zur technischen Realisierung des Verfahrens bereit. TIHF entwickelt analytische Methoden zur Charakterisierung von Sumpfphase und Produkten weiter und optimiert diese auf die Anwendung für die Biomasseverflüssigung in der Sumpfphase mittels Reaktivdestillation.
Ziel der Untersuchungen in diesem Forschungsprojekt ist es, verschiedene Varianten für das das am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) in der Entwicklung befindliche bioliq©-Verfahren zur Herstellung von synthetischen Kraftstoffen aus Biomasse zu bewerten und vergleichbar zu machen. Die Entwicklung des bioliq©-Verfahrens ist ein dynamischer Prozess, innerhalb dessen sich ständig neue Varianten für die technische Ausführung des Verfahrens ergeben. Des Weiteren wird der Entwicklungsprozess von vielen zusätzlichen Faktoren, wie beispielsweise politischen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen, gesetzlichen Vorgaben oder auch ökonomischen Aspekten beeinflusst. Unter Berücksichtigung dieser Rahmenbedingungen gilt es, Richtgrößen zu erarbeiten, die es ermöglichen, Aussagen über die weitere Entwicklung der Technologie in Bezug auf die Konkurrenzfähigkeit zu Kraftsoffen fossiler Herkunft zu treffen. Mit Hilfe des bioliq©-Verfahrens lassen sich minderwertige, aschereiche Biomassen in synthetische Kraftstoffe und organische Chemieprodukte umwandeln. Dieses BtL-Verfahren bietet die Möglichkeit, im Gegensatz zu den bereits weit verbreiteten Verfahren zur Herstellung von biogenen Kraftstoffen der ersten Generation, die gesamte Pflanze in Kraftstoff umzusetzen. Neben den daraus resultierenden Vorteilen in Bezug auf den Ackerflächenbedarf, entsteht durch das bioliq©-Verfahren keine Konkurrenzsituation zwischen der Nahrungsmittelproduktion und der Kraftstoffherstellung. Vielmehr können die bei der Nahrungsmittelproduktion anfallenden Abfallprodukte und Pflanzenreste als Einsatzstoff für das bioliq©-Verfahren verwendet werden. Es handelt sich um ein mehrstufiges Verfahren, das zunächst Biomasse, die über große Acker- und Waldflächen verteilt anfällt, in dezentralen Anlagen zu einer pumpfähigen Suspension, dem sogenannten Slurry, verflüssigt, der im Vergleich zur Ausgangsbiomasse eine um den Faktor zehn gesteigerte volumenbezogene Energiedichte aufweist und somit wirtschaftlich transportiert werden kann. Aus diesen zahlreichen dezentralen Anlagen, wird der produzierte Slurry per Bahn in eine große zentrale Anlage transportiert. In dieser zentralen Anlage finden die Vergasung des Slurrys, die anspruchsvolle Aufbereitung und die Umwandlung des Synthesegases in synthetischen Kraftstoff statt.
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