Die Technologie hinter Biokraftstoffen und synthetischen Kraftstoffen entwickelt sich weiter und eröffnet neue Möglichkeiten zur Emissionsreduzierung. Alessandro Ferrari gibt der Zeitschrift Automotive Powertrain Technology International einen Einblick.
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"Wir sind der festen Überzeugung, dass wir über die Fähigkeiten und Instrumente sowie die richtige Unternehmensgröße verfügen, um auf intelligente Weise Marktsynergien zu finden, die Kohlenwasserstoffströme zu nutzen, sie zu defossilisieren und diese Zukunftsfähigkeit auf dem Markt zu schaffen", Alessandro Ferrari, Head of Development Performance Fuels, Haltermann Carless (Copyright: privat)
Hinweis: Der folgende Beitrag wurde im Magazin Automotive Powertrain Technology International (Seiten 54/55) veröffentlicht. Text verfasst von Laurence Butcher.
Defossilisierung des Verkehrs mit nachhaltigen Kraftstoffen
Es wird immer offenkundiger, dass nachhaltige Kraftstoffe ein wesentliches Element bei der Defossilisierung des Verkehrs sein werden, sowohl in der Automobilindustrie als auch in anderen Sektoren wie der Luft- und Schifffahrt. Die Elektrifizierung wird einen gewissen Teil der Fahrzeugflotte ausmachen, dennoch wird es noch mehrere Jahrzehnte lang dauern, Anwendungen mit hohem Energiedichtebedarf zu elektrifizieren, daher wird es noch eine hohe Bestandsflotte von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren in der Zukunft geben.
Die Entwicklung von nachhaltigen Kraftstoffen nimmt Fahrt auf und an der Entwicklung echter "Drop-in"Lösungen (damit ist gemeint, dass keine technische Änderungen am Motor notwendig sind) ist Halterman Carless, ein Unternehmen der HCS Group mit über 160 Jahren Erfahrung in der Kohlenwasserstoffindustrie, führend beteiligt. "Als Unternehmen wollen wir weg von fossilen Brennstoffen", sagt Alessandro Ferrari, Leiter der Entwicklung Performance Fuels bei Haltermann Carless. Das Unternehmen ist nicht nur ein Hersteller und Lieferant von Kraftstoffen für die Automobilindustrie; es ist auch das erste Unternehmen, dass eine Produktionsanlage für nachhaltigen Flugkraftstoff (SAF) in Deutschland anstrebt und dazu bereits eine Liefervereinbarung mit Lufthansa unterzeichnet hat. Darüber hinaus entwickelt das Chemieunternehmen nachhaltige industrielle Lösungsmittel und andere erneuerbare Chemikalien.
Die HCS Group ist sich bewusst, dass der globale Energieträger für den Transport vielfältig sein muss, wie Herr Ferrari erläutert. "Wir glauben, dass die weltweite nachhaltige Mobilität ein Mix aus verschiedenen Lösungen erfordert. Fossilfreie Kraftstoffe werden eine grundlegende Rolle bei der Verringerung der Treibhausgasemissionen der bestehenden Fahrzeugflotte und auch der nächsten Generationen von Verbrennungsmotoren spielen." Dieser letzte Punkt ist sehr wichtig. Verbrennungsmotoren werden auf absehbare Zeit weiter produziert werden, und ihre Effizienz wird steigen. "Das bedeutet unter anderem, dass die Motorenentwicklung zu Maßnahmen wie höheren Verdichtungsverhältnissen, Vorkammerzündkerzen und magerer Verbrennung übergehen wird, was wiederum fossilfreie Kraftstoffe mit höherer Klopffestigkeit erfordert."
Herausforderungen an die nachhaltigen Kraftstoffe
Relativ gesehen ist die Branche der nachhaltigen Kraftstoffe noch in den Anfängen, doch die Entwicklung schreitet schnell voran. Ferrari nennt einige der wichtigsten Herausforderungen. "Für eine maximale Reduzierung der Treibhausgase (THG) will man natürlich einen Kraftstoff, der zu 100 % frei von fossilen Komponenten ist. Gleichzeitig soll dieser Kraftstoff aber immer noch den Vorschriften entsprechen und sein Preis darf in einem ausgewogenen Verhältnis zwischen Leistung und Kosten stehen". Er weist darauf hin, dass die Kosten für die Ausgangsstoffe aufgrund der relativ geringen Produktionsmengen derzeit noch hoch sind. "Da es sich noch um ein Nischenprodukt handelt, gibt es noch keine Hochskalierung."
Dann gibt es noch die Motoren-spezifischen Herausforderungen zu bewältigen. "Der Kraftstoff muss mit allen Motorteilen, Kraftstoffleitungen, Tanks und anderen Komponenten kompatibel sein, was auch eine Frage der Garantie für die Fahrzeughersteller ist. Dann ist da noch die Verbrennungsleistung, nicht nur der Wirkungsgrad, sondern auch die Emissionen, die nicht nur aus CO2 bestehen. Unser Ziel ist eine saubere Verbrennung, niedrige Emissionen ohne technische Veränderungen am Motor."
Synthetischen Kraftstoffen und Biokraftstoffen wird oft vorgeworfen, dass sie keine effiziente Nutzung erneuerbarer Energien darstellen. Global betrachtet ist es jedoch so, dass die Regionen mit dem größten Potenzial für die kostengünstige Erzeugung erneuerbarer Energie nicht unbedingt dort liegen, wo sie am meisten gebraucht wird. Synthetische Kraftstoffe sind ein ideales Mittel, um diese Energie zu übertragen, ohne weitere Infrastrukturen aufzubauen. Alessandro Ferrari unterstreicht auch, dass es Möglichkeiten gibt, Kraftstoffe in jeder Phase des Produktionsprozesses zu defossilisieren.
Die Treibhausgasemissionen dieser Brennstoffe sollten über den gesamten Lebenszyklus des Produkts betrachtet werden. Das bei der Verbrennung freigesetzte CO2 wurde ursprünglich aus der Atmosphäre entnommen. Deshalb spricht man bei diesen Kraftstoffen von Neutralität der Treibhausgasemissionen.
Er merkt außerdem an, dass „die Treibhausgasemissionen von Biokraftstoffen im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen um ca. 72 % bis 75 % reduziert werden, da die Biomasse selbst ein System zur Kohlenstoffbindung ist. Durch die Verwendung erneuerbarer Energien für die synthetischen Kraftstoffe kann eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen in der Well-to-Wheel Betrachtung [Quelle bis zum Rad] um mehr als 92 % erreicht werden".
Entwicklung leistungsfähiger Kraftstoffe: Der Motorsport ist ein wichtiges Versuchsfeld für Innovationen
Während das Angebot an herkömmlichen Biokraftstoffen und synthetischen Kraftstoffen auf vielen Märkten noch begrenzt ist, hat der globale Motorsport nachhaltige Kraftstoffe mit großer Begeisterung aufgegriffen. In den letzten fünf Jahren haben mehrere hochkarätige Rennserien nachhaltige Kraftstoffe eingeführt. Die Geschwindigkeit, mit der sie diese Änderung durchführen, beeindruckt Alessandro Ferrari. Die HCS Group selbst ist über ihre Motorsport-Marken Carless und ETS Racing Fuels stark in die Kraftstoffentwicklung für Rennfahrzeuge und Oldtimer/Classic Cars involviert.
"Im Jahr 2021 hat die WTCR einen Anteil von 15 % an erneuerbaren Energien in ihren Kraftstoffen vorgeschrieben, und im Jahr darauf hat die WRC,die FIA-Rally Weltmeisterschaft, mit Hybridsystemen direkt auf 100 % erneuerbare Kraftstoffe umgestellt, komplett ", betont Alessandro Ferrari. "Man muss die Leistung der FIA anerkennen, die den Mut hatte zu sagen, lasst uns einen anderen Weg ausprobieren und auf 100 % erneuerbare Kraftstoffe umsteigen." Auch andere Rennserien sind diesem Beispiel gefolgt, darunter die WEC, World Endurance Championship (100 % Biokraftstoff) und die Formel 1, die den 100 % Anteil an erneuerbaren Kraftstoffen für 2026 anstrebt.
Aus diesem Grund ist der Motorsport ein so wichtiges Versuchsfeld, das Marken wie Haltermann Carless und ETS Racing Fuels einen optimalen Rahmen für die Entwicklung von Kraftstoffen bietet, die Hand in Hand mit den neuesten Fortschritten in der Motorentechnologie gehen. "Wir befinden uns noch in einer Evolutionsphase. Die Kraftstoffe der nächsten Generation, an denen wir arbeiten, werden verbesserte Eigenschaften haben. Das ist erreichbar durch eine genauere Formulierung der Kraftstoffe. Man könnte die Entwicklung auch durch eine Modifizierung der Antriebe erreichen, aber das ist nicht der Sinn eines „Drop-in“Kraftstoffs. Wir wollen zunächst erreichen, dass die Kraftstoffe in jedem Fahrzeug und mit jeder existierenden Technologie funktionieren."
"In der Vergangenheit - und immer noch - war der einfachste Weg zur Herstellung von nachhaltigen Kraftstoffen die Anwendung eines höheren Alkoholgehaltes. Allerdings sind diese Kraftstoffe nicht 100 % kompatibel mit den existierenden Fahrzeugen. Die heutige Technologie erlaubt hochwertige Kraftstoffe herzustellen, die sehr gut auf die Motoren abgestimmt sind.
Entwicklungen von Schmierstoffen, Kraftstoffen und Motoren gehen Hand in Hand
Neben den Kraftstoffen, so Alessandro Ferrari, ergeben sich weitere Vorteile aus der Entfernung fossiler Bestandteile aus anderen kohlenwasserstoffbasierten Flüssigkeiten, einschließlich Schmiermitteln. "Das wird mit der Entwicklung von Kraftstoffen und Motoren einhergehen. In Zukunft werden noch viele Motoren entwickelt werden, für die neue Kraftstoffe und Schmierstoffe benötigt werden.“
Alessandro Ferrari ist der Meinung, dass der Markt für eine verstärkte Produktion von fossilfreien Kraftstoffen bereits vorhanden ist, aber "die Vorschriften müssen weltweit nachziehen und ihre breite Einführung fördern, auch indem sie Investitionssicherheit bieten. Glücklicherweise scheint der Trend in diese Richtung zu gehen".
Es liegt dann an Unternehmen wie der HCS Group und Haltermann Carless, sicherzustellen, dass sie für die Markterschließung bereit sind. "Wir sind der festen Überzeugung, dass wir über die Fähigkeiten und Instrumente sowie die richtige Unternehmensgröße verfügen, um auf intelligente Weise Marktsynergien zu finden, die Kohlenwasserstoffströme zu nutzen, sie zu defossilisieren und diese Zukunftsfähigkeit auf dem Markt zu schaffen", sagt er.
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Über Haltermann Carless
Haltermann Carless ist ein international führender Anbieter von hochwertigen Kohlenwasserstofflösungen in den Bereichen Mobilität, Life Science, Industrie und Energie. Mit Zugang zu erneuerbaren Ressourcen von strategischen Partnern treibt das Unternehmen die Entwicklung nachhaltiger Produkte voran und leistet damit einen wertvollen Beitrag zur Defossilisierung und zur Verringerung der Treibhausgasemissionen. Das Unternehmen, das zur HCS Group gehört, beschäftigt rund 500 Mitarbeiter und verfügt über Produktionsstandorte in Deutschland, Großbritannien, Frankreich und den USA. Weitere Information: www.haltermann-carless.com
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