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Der Baum im Tank - Kraftstoffe aus Biomasse

20 Prozent des CO2-Ausstoßes in Deutschland gehen auf das Konto des Straßenverkehrs. Im Exzellenzcluster „Maßgeschneiderte Kraftstoffe aus Biomasse“ an der RWTH Aachen arbeitet ein interdisziplinäres Forschungsteam an einer Lösung: Sie wollen aus Biomassebestandteilen nachhaltige Kraftstoffe herstellen.

Es gibt zahlreiche Ansätze, erneuerbare Energien für den Verkehrssektor nutzbar zu machen. Die Umwandlung von Biomasse in flüssige Kraftstoffe gehört dabei zu spannendsten aber gleichzeitig auch anspruchsvollsten Ansätzen. Seit 2007 beschäftigen sich im DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft) geförderten Exzellenzcluster „Maßgeschneiderte Kraftstoffe aus Biomasse" (Tailor-Made Fuels from Biomass - TMFB) an der RWTH Aachen mehr als 70 Forscher aus den Bereichen Chemie, Biologie, Verfahrenstechnik und Maschinenbau mit der Herausforderung, neue alternative Kraftstoffe aus Biomasse zu entwickeln, die nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelerzeugung stehen. Neben 27 Instituten und Lehrstühlen der RWTH Aachen sind auch je ein Fraunhofer und Max-Planck-Institut beteiligt.

Fortschrittsmotor Klimaschutz:

  • Treibstoffentwicklung ohne Nahrungsmittel-konkurrenz
  • Interdisziplinärer Forschungsansatz
  • Parallele Entwicklung von Treibstoff und Verbrennungsmotor
  • Ganzheitliche Senkung der CO2- und Schadstoffemissionen
  • Entwicklung von 3-4 Beispielkraftstoffen

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Foto: TMFB/Thilo Vogel

Mechanische Vorbehandlung von lignozelluloser Biomasse mit Hilfer einer Schneckenpresse durch TMFB-Wissenschaftler der mechanischen Aachener Verfahrenstechnik.



Die Energiedichte flüssiger Kraftstoffe ist wesentlich höher als die von gasförmigen Kraftstoffen oder auch Batterien. Daher dürfte insbesondere für den Mittel- und Fernverkehr sowie für den Schwerlastverkehr der Verbrennungsmotor mit flüssigen Kraftstoffen das Antriebssystem der Wahl bleiben. Das langfristige Ziel der Arbeiten in TMFB ist die Definition und Erforschung optimaler Kombinationen von erneuerbaren Kraftstoffkomponenten, deren Herstellungsprozessen und optimierten Verbrennungsprozessen.

Ganzheitlich - Von der Pflanze bis zum Motor

Eine nachhaltige Verwendung vom pflanzlichen Rohstoffe bis zur rußfreien Verbrennung kann nur gelingen, wenn die gesamte Wertschöpfungskette betrachtet wird. Genau diesen Ansatz verfolgt und optimiert man in Aachen, so dass die entwickelten Kraftstoffe eine ganzheitliche Senkung der CO2- und Schadstoffemissionen erlauben werden.

Große Ziele – konkrete Ergebnisse

Bis 2017 soll der Fuel Design Prozess als interdisziplinäres Werkzeug zur Identifikation nachhaltiger Kraftstoffe etabliert sein und 3 bis 4 Beispielkraftstoffe entwickelt worden sein. Als Biomasse wird v. a. Lignozellulose aus Holz oder Stroh betrachtet. Für die neu entwickelten Kraftstoffe müssen gleichzeitig auch die Motoren angepasst werden (z. B. Dichtungen, Zündsystem, angepasste Brennverfahren). Im Exzellenzcluster wurden bereits neue Prozesse und Methoden entwickelt, die Methodik des „Fuel Designs“ konnte bereits anhand mehrerer neuartiger Kraftstoffe erfolgreich demonstriert werden.
 


Foto: TMFB/Thilo Vogel

„Durch die ganzheitliche Entwicklung neuartiger Biokraftstoffe sind deutliche CO2-Einsparungen im Vergleich zu konventionellen Kraftstoffen möglich, da diese nicht nur effizient und ökologisch hergestellt werden können, sondern gleichzeitig eine weitere Optimierung der Motoren ermöglichen“.

Prof. Dr.-Ing. Stefan Pischinger, Sprecher des Exzellenzclusters



Partner und Förderer


Partner:
  • Fuel Design Center
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  • Andere Förderung