Ziel: Entwicklung neuartiger Katalysatoren zur Verbesserung des Verfahrens der Erzeugung von Alkylatbenzin. Methoden: Katalysator-Herstellung, Katalysator-Modifizierung, katalytische Umsetzung fluessiger Gemische aus Isobutan und Alkenen; Aufklaerung der Ursachen der Katalysatordesaktivierung.
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von maßgeschneiderten Gerätebenzinen speziell für den Einsatz in Kleinmotoren. Diese sollen bis zu 100% auf Basis nachwachsender Rohstoffe erzeugt werden und ein deutliches Innovationspotenzial, wie z.B. die Reduktion von Emissionen und Kraftstoffverbrauch, aufweisen. Mit Hinblick auf ihre Marktfähigkeit sollen akzeptable Produktionskosten, hohe Verfügbarkeit und eine sichere Handhabung gewährleistet sein. Im ersten Schritt werden anhand motorischer Basisuntersuchungen mit gängigen Kraftstoffen (Superbenzin, Gerätebenzine, Alkohol-Kraftstoffe, etc.) die chemisch-physikalischen Anforderungen an optimale Kraftstoffe definiert. Parallel hierzu werden biobasierte Kraftstoffe bzw. Kraftstoffkomponenten hergestellt. Am IKFT werden hierzu zwei Ansätze verfolgt: Die Herstellung von C2+-Alkoholen, insbesondere Butanol, und die Herstellung von Alkylatbenzinen aus biomassebasierten Olefinen. Durch Laboranalysen der biobasierten Kraftstoffe werden im Abgleich mit den definierten Anforderungen maßgeschneiderte Gerätebenzin-Formulierungen identifiziert. Diese werden einerseits in motorischen Untersuchungen überprüft und andererseits auf ihre Werkstoffverträglichkeit (Motor und Peripherie) und Mischbarkeit mit Motorölen hin beurteilt. Abschließend werden die biobasierten Gerätebenzin-Formulierungen bezüglich ihrer ökologischen, motorischen und wirtschaftlichen Eignung für den Markt bewertet.
Schwerpunkt dieses Forschungsprojektes ist die Entwicklung von maßgeschneiderten Bio-Gerätebenzinen speziell für den Einsatz in Kleinmotoren, wie z.B. in handgeführten Arbeitsgeräten. Die Bio-Gerätebenzine sollen dabei bis zu 100% auf der Basis nachwachsender Rohstoffe erzeugt werden können. Überdies sollen Emissionsuntersuchungen beim Einsatz der entwickelten Kraftstoffformulierungen in Kleinmotoren durchgeführt und technologische Innovationspotenziale, wie etwa eine Reduktion der Emissionen, herausgearbeitet werden, die sich z.B. durch eine Erweiterung der Brenngrenzen oder höhere Klopffestigkeit sowie geringere Selbstentflammungsneigung ergeben. Ziel ist die Markteinführung eines solchen Biokraftstoffes für Kleinmotoren. Zur Erreichung des geplanten Vorhabenzieles werden die einzelnen Paket (AP) mit entsprechender zeitlicher und persönlicher Zuordnung gegliedert: AP1: Projektmanagement-Projekt Steuerung und Koordination der einzelnen Projektpartner; AP2: Herstellung von Alkylatbenzinen aus Bioolefinen; AP3: Motorische Basisuntersuchungen; AP3: Motorische Untersuchung der Biokraftstoffe; AP5: Kraftstoffanalytik und Kraftstoffformulierung; AP6: Auswahl Kraftstoff Formulierung und ökonomische Betrachtung.
Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Entwicklung von maßgeschneiderten Bio-Geräte-Benzinen speziell für den Einsatz in Kleinmotoren, wie z.B. handgeführten Arbeitsgeräten. Die Bio-Gerätebenzine sollen dabei bis zu 100% auf der Basis nachwachsender Rohstoffe erzeugt werden können. Ziel ist die Markteinführung eines solchen Biokraftstoffes für Kleinmotoren. Überdies sollen Emissionsuntersuchungen beim Einsatz der entwickelten Kraftstoffformulierungen in Kleinmotoren durchgeführt und technologische Innovationspotenziale, wie etwa eine Reduktion der Emissionen, herausgearbeitet werden, die sich z.B. durch eine Erweiterung der Brenngrenzen oder höhere Klopffestigkeit sowie geringere Selbstentflammungsneigung ergeben. Zur Erreichung des geplanten Vorhabensziels werden die einzelnen Arbeitspakete (AP) mit entsprechender zeitlicher und personeller Zuordnung gegliedert: AP1: Projektmanagement-Projektsteuerung und Koordination der einzelnen Projektpartner; AP2: Herstellung von Alkylatbenzinen aus Bioolefinen; AP3: Motorische Basisuntersuchungen; AP4: Motorische Untersuchung der Biokraftstoffe; AP5: Kraftstoffanalytik und Kraftstoffformulierung; AP6: Auswahl Kraftstoffformulierung und ökonomische Betrachtung.
Der Verkehr verbraucht in Deutschland rund 30 Prozent der gesamten Endenergie und basiert noch nahezu vollständig auf fossilen Kraftstoffen, womit eine entsprechende Abhängigkeit von Importen gegeben ist. Die aktuelle energiepolitische Diskussion zeigt, dass auch der Verkehrssektor einen Beitrag zur Energiewende leisten muss. Angesichts knapper Ressourcen und zunehmender Verkehrsleistung besteht die Herausforderung darin, die im Energiekonzept der Bundesregierung für den Verkehrssektor definierten Reduktionsziele zu erreichen: bis 2020 Reduktion des Endenergieverbrauchs um rund 10 Prozent, bis 2050 um 40 Prozent (jeweils gegenüber 2005). Um den dazu nötigen Veränderungsprozess einzuleiten, stellt die Bundesregierung in ihrem Energiekonzept 2010 die Notwendigkeit einer Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie heraus. In diesem Sinne soll nunmehr die Kraftstoffstrategie aus dem Jahr 2004 aktualisiert und auf ein breites, verkehrsträgerübergreifendes Fundament gestellt werden. Mit IFOK als federführendem Partner wird ein Hauptaugenmerk darauf gelegt, die Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie als partizipativen Prozess mit den relevanten Akteuren aus Wirtschaft, Gesellschaft, Wissenschaft und Politik zu gestalten. Das Wuppertal Institut übernimmt als Fachpartner die wissenschaftliche Begleitung. Zur Ausgestaltung gehören die Recherche und Aufbereitung von notwendigen technischen, ökologischen und ökonomischen Grunddaten der verschiedenen Kraftstoffe (die derzeit gängigen fossilen Kraftstoffe, Biokraftstoffe der ersten und zweiten Generation, Wasserstoff, etc.) und Antriebe (vom konventionellen Verbrennungsmotor bis zu verschiedenen elektrischen Optionen). Ebenso werden im Sinne einer möglichst ganzheitlichen Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie Aspekte von Verkehrsverlagerung, -vermeidung und -verbesserung mit in die Untersuchung aufgenommen. Adressiert werden die Sektoren des Straßen-, Schienen-, See- und Luftverkehrs, jeweils sowohl Personen- als auch Gütertransport. Der Zeithorizont wird so gewählt, dass ein weiter Ausblick bis 2050 erfolgt und die Zwischenziele 2020 (kurzfristig) und 2030 (mittelfristig) betrachtet werden. Anhand von Langfrist-Szenarien werden die unterschiedlichen Optionen und Stellschrauben sowie deren Auswirkungen auf den gesamten Verkehrssektor detailliert untersucht. Im Ergebnis werden dem BMBVS Handlungsempfehlungen zur Ausgestaltung einer nachhaltigen Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie an die Hand gegeben, die aufgrund des partizipativen Dialogprozesses während der Bearbeitung eine breite Zustimmung der relevanten Akteure haben.
Verbesserung der Mess- und Pruefverfahren der Otto- und Dieselmotoren und der Nachverbrennungsverfahren sowie Verbesserung der Konstruktion von Otto- und Dieselmotoren. Erarbeiten wissenschaftlich-technischer Grundlagen fuer die Beurteilung des Standes der Technik und der technischen Entwicklung als Voraussetzung fuer die Konkretisierung von Zielvorstellungen und den Entwurf von Rechtsnormen.
Die Studie prognostiziert, dass der Wegfall von Bleizusaetzen zum Benzin (infolge der Veraenderungen in der Raffinerieindustrie) zu erhoehten Kosten fuer den europaeischen Autofahrer fuehren wird, ungeachtet etwaiger Veraenderungen in der Qualitaetsstruktur des angebotenen Benzins. Die optimale Octanzahl fuer die Herstellung von bleifreiem Benzin liegt bzgl. des Energieverbrauchs bei 95,0, bzgl. des Kostenaufwands bei 94,0. Bei der energieoptimalen Octanzahl betraegt der Mehrverbrauch fuer die Herstellung von bleifreiem Benzin: 0,033 Tonnen Rohoel pro Tonne Benzin, 0,90 US-Cent je Liter Benzin (US-Dollar 12,1 je Tonne). Wenn bleifreies Benzin anstelle von verbleitem Benzin eingefuehrt werden soll, ist zu beruecksichtigen, dass den Raffineriebetreibern fuer Planung, Konstruktion und Bau groesserer neuer Verfahrensanlagen ein Zeitraum von mindestens drei Jahren zugestanden werden muss. Bei bleifreiem Benzin mit ROZ ueber 93 sind Kapitalinvestitionen erforderlich. Umgekehrt koennen, falls bleifreies Benzin neben bleihaltigem Benzin auf den Markt kommen soll, zusaetzliche Verteilungs- und Vertriebskosten entstehen.
Teil 1: Edelmetallkatalysatoren auf Metalltraegern wurden an zwei Fahrzeugen, Typ Audi 80, im AMA-Dauertest mit verbleitem Kraftstoff (Pb-Gehalt 0,15 g/l) ueber 50.000 bzw. 80.000 km betrieben. Sie erfuellten danach die UBA-Vorschlagswerte 7/76 fuer CO, ueberschritten jedoch leicht dem Summenwert fuer HC + NOx. Ein signifikanter Kraftstoffmehrverbrauch wurde nicht festgestellt. In einem Strassendauertest ueber rund 50.000 km mit dem gleichen Kraftstoff konnten in der Tendenz aehnliche, aber leicht bessere Emissionen erzielt werden. Bei einem weiteren Strassendauertest unter Verwendung eines dem Katalysator vorgeschalteten Pb-Absorbers wurden ueber 18.000 km deutlich bessere HC und CO-Konvertierungen gegenueber der Betriebsweise ohne diese Schutzvorrichtung ermittelt. Teil 2: Die Verwendung des Katalysatorschutzes ergab eine deutliche Verbesserung der HC-Konvertierung waehrend der ersten ca. 18.000 km gegenueber dem Katalysator ohne dieses System. Jedoch trat nach ca. 23.000 km eine starke Desaktivierung in Verbindung mit einem mechanischen Schaden ein. Der Test wurde deshalb abgebrochen. In einem danach ausgefuehrten Motortest erreichte der Katalysator mit Katalysatorschutzsystem deutlich bessere Konvertierungen als Katalysatoren frueherer Ausfuehrung. Die Ursachen fuer die starken Aktivitaetsverluste und den mechanischen Schaden sind nicht mehr zu ermitteln.
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