Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben gezeigt, dass Refuels in fast allen Fahrzeugen eingesetzt und in absehbarer Zeit in großen Mengen hergestellt werden können. Das Projekt war groß angelegt: Mit Partnern aus der Wirtschaft wurden umfangreiche Anwendungstests in Flotten gefahren.
Aus erneuerbaren Quellen hergestellte synthetische Kraftstoffe, sogenannte Refuels, gelten als möglicher Gamechanger im Kampf gegen den Klimawandel. Sie versprechen eine bis zu 90%ige CO2-Reduktion gegenüber herkömmlichen Treibstoffen und erlauben auch die weitere Nutzung der bestehenden Fahrzeugflotten mit Verbrennungsmotor – und der gesamten Tank-Infrastruktur von der Herstellung über den Transport bis zum Vertrieb.
Klimafreundliche und wirtschaftliche Lösung
„Der Einsatz klimaneutraler Kraftstoffe ist vor allem dann sinnvoll, wenn batterieelektrische Lösungen noch keine echten Alternativen darstellen. Insofern freut es mich sehr, dass das KIT nun eindrucksvoll belegen konnte, dass Refuels für bestimmte Anwendungsgebiete eine gleichermaßen klimafreundliche und wirtschaftliche Lösung sind“, sagt Berthold Frieß, Ministerialdirektor im Ministerium für Verkehr Baden-Württemberg, anlässlich der Präsentation der Ergebnisse des Projekts „Refuels – Kraftstoffe neu denken“.
Das Verkehrsministerium hat das Projekt im Rahmen des Strategiedialogs Automobilwirtschaft Baden-Württemberg (SDA) mit 5 Mio. Euro gefördert, weitere 15 Mio. Euro kamen aus der Wirtschaft.
Bestehende Fahrzeugflotten umweltfreundlich weiter nutzen
„Auf flüssige Kraftstoffe werden wir auf absehbare Zeit nicht verzichten können, etwa im Bereich des Schwerlastverkehrs, der Schiff- und Luftfahrt, aber auch in der Auto-Bestandsflotte“, erklärt Prof. Thomas Hirth, Vizepräsident für Transfer und Internationales des KIT.
„Im Projekt haben wir jetzt gezeigt, dass Refuels sowohl bei alten und neuen Autos als auch bei Nutzfahrzeugen oder Lokomotiven funktionieren“, führt er weiter aus. „Kurz, sie sind heute voll und ganz alltagstauglich!“
Bild: Markus Breig, KIT
Hergestellt und getestet haben die Forschenden des KIT Benzin und Diesel. Dabei erreichten sie eine CO2-Reduktion von 22 bis 81 %, je nach Mischungsverhältnis zwischen synthetisierten und fossilen Kraftstoffen, eingesetzten Ausgangsstoffen und Energien.
„Wir konnten tonnenweise Refuels herstellen, die in den bestehenden Kraftstoffnormen für Otto- und Dieselkraftstoffe liegen und im Serieneinsatz in unterschiedlichen Motoren keine Beeinträchtigung bei Leistung oder Verschleiß gezeigt haben“, erläutert Dr. Olaf Toedter vom Institut für Kolbenmaschinen des KIT.
Industrielle Produktionsanlage in Karlsruhe geplant
Als nächsten Schritt wollen die Projektpartner auf dem Gelände der Miro-Raffinerie in Karlsruhe eine industrielle Produktionsanlage für Refuels errichten. „Perspektivisch wollen wir fossile Rohstoffe durch erneuerbare Energieträger ersetzen“, erklärt Dr. Andreas Krobjilowski, technischer Geschäftsführer der Miro.
Viele der dazu erforderlichen Technologien und Prozesse seien in Deutschland bereits vorhanden. „Wir bei Miro verfügen über das Know-how und die Erfahrung, derartige neue und innovative Anlagen zu errichten und zu betreiben“, so Krobjilowski.
Derzeit noch nicht ausreichend verfügbar seien jedoch bezahlbare Mengen grünen Wasserstoffs, um auf eine treibhausgasneutrale Produktion umzustellen. Hergestellt werden sollen die Vorprodukte für die Refuels-Kraftstoffe – etwa synthetisiertes Fischer-Tropsch-Öl oder Methanol – deshalb in Ländern, die über mehr Wind- oder Sonnenenergie verfügen als Deutschland, beispielsweise Chile oder Südspanien.
Die eigentlichen Refuels wie Benzin, Diesel oder Kerosin könnten dann in heimischen Raffinerien wie Miro produziert werden. „Für den dringend erforderlichen schnellen Markthochlauf brauchen wir jedoch Klarheit und langfristige Sicherheit für die Anrechnung von erneuerbaren, strombasierten Kraftstoffen auf die Treibhausgasminderungsquote“, betont Krobjilowski.
Reine Refuels-Kraftstoffe in Reichweite
Weiter arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, den Refuels-Anteil an den Kraftstoffmischungen innerhalb der bestehenden Kraftstoffnormen zu steigern – „bis hin zum Refuels-Reinkraftstoff“, sagt Toedter. Bereits laufende Tests verliefen vielversprechend. Allerdings fehlten dafür noch klare regulatorische Rahmenbedingungen, denn in Deutschland seien bisher nur bis zu 33 % Beimischung von Refuels erlaubt.
Projekt mit ganzheitlichem Ansatz
Im Projekt „Refuels – Kraftstoffe neu denken“ haben Forschende seit 2018 Herstellung und Einsatz von erneuerbaren Kraftstoffen ganzheitlich betrachtet. Sechs Institute des KIT arbeiteten gemeinsam mit zahlreichen Partnern aus Energiewirtschaft, Mineralöl-, Automobil- und Zulieferindustrie unter dem Dach des Strategiedialogs Automobilwirtschaft des Landes Baden-Württemberg an der Bereitstellung und Einführung von Refuels.
Zwei Pilot- und weitere Technikanlagen des KIT lieferten regenerative Kraftstoffe, die aufbereitet, charakterisiert und in Versuchsmotoren sowie Fahrzeugen getestet wurden. So konnten Syntheseverfahren und auch deren Nutzung optimiert werden, um beispielsweise neben CO2 auch Rohemissionen zu reduzieren. (jk)
