Die aktuelle Ausgabe des Wissenschaftsmagazins SciTech Europa berichtet über die Arbeit und die Ziele von C3-Mobility. Die Herstellung und Applikation von E-Kraftstoffen auf der Basis von grünem Methanol für den Personen- und Güterverkehr stehen dabei im Fokus.
Am 27. und 28. März fand unser 2. Konsortialtreffen bei unserem Partner Opel in Rüsselsheim statt. Dabei standen nicht nur die nächsten Schritte im Mittelpunkt, auch erste Ergebnisse und Meilensteine konnten bereits präsentiert werden.
Die Konferenz markierte den Auftakt der Forschungsinitiative „Energiewende im Verkehr“ (EniVer) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, die in den kommenden drei Jahren 16 Projektverbünde im Bereich innovativer Technologien und Konzepte für synthetische Kraftstoffe fördert.
Unser gemeinsames Treffen in Aachen läutet den Start des Projekts ein.
Der Volkswagen Konzern besteht aus 12 unabhängigen Marken aus sieben europäischen Ländern. Jede Marke hat ihren eigenständigen Charakter und operiert selbstständig im Markt. Dabei erstreckt sich das Angebot von Motorrädern über Kleinwagen bis hin zu Fahrzeugen der Luxusklasse. Im Bereich der Nutzfahrzeuge beginnt das Angebot bei Pick-up-Fahrzeugen und reicht bis zu Bussen und schweren Lastkraftwagen. In weiteren Geschäftsfeldern werden im Volkswagen Konzern Großdieselmotoren für maritime und stationäre Anwendungen, Turbolader und -maschinen, Spezialgetriebe, Kompressoren und chemische Reaktoren hergestellt. Konzernweit wurden Ende des Jahres 2017 rund 642.000 Mitarbeiter beschäftigt. Damit ist der Volkswagen Konzern einer der größten weltweit aktiven Automobilhersteller. Im Jahr 2017 wurden über 10 Millionen Automobile an Kunden ausgeliefert (Pkw-Weltmarktanteil von 12,1%) und damit ein jährlicher Umsatz von 230,7 Milliarden Euro erzielt. Die Kosten für Forschung und Entwicklung beliefen sich im selben Jahr auf rund 13,1 Milliarden Euro. Damit investiert der Volkswagen-Konzern mehr als jedes andere Unternehmen der Welt in Zukunftstechnologien. Am Jahresende 2017 waren in der Forschung und Entwicklung rund 49.000 Mitarbeiter beschäftigt, der Anteil an der Gesamtbelegschaft beträgt ca. 7,7%.
Volkswagen hat sich zudem zum Konzernziel gesetzt, nicht nur ökonomisch, sondern auch ökologisch eine weltweite Spitzenposition einzunehmen. Die übergeordnete Vision lautet, zu einem weltweit führenden Anbieter nachhaltiger Mobilität zu werden. Diese übergeordnete Strategie wird in der Marke Volkswagen innerhalb der Strategie „Transform – 2025“ definiert und umgesetzt. Ein Anspruch ist, den CO2-Fußabdruck der Fahrzeugflotte um 25% zu reduzieren. Ein zentrales Element ist dabei die Verwendung CO2-neutraler Kraftstoffe.
Im Rahmen des Gesamtprojektes C3-Mobility können Lösungsansätze wie MtG erforscht und bewertet werden. Volkswagen ist bestrebt, diese Potenziale im Teilprojekt „MtG/EtOH – Hochoktaniger und CO2-neutraler Kraftstoff für Ottomotoren“ zu identifizieren und in das Unternehmen einfließen zu lassen.
Bisherige Arbeiten/ Partnerdarstellung:
Die ERC ist einer der führenden Hersteller von Additiven für fossile und biogene Kraft- und Brennstoffe in Europa.
Die ERC Gruppe ist spezialisiert auf die Entwicklung, Herstellung, Vertrieb und Anwendungstechnik von Additiven zur Verbrennungsverbesserung, Emissionsreduzierung und Korrosionsverhütung. Hierzu zählt sowohl die motorische, als auch die atmosphärische Verbrennung.
Darüber hinaus beschäftigt sich die ERC Gruppe auch mit dem Anlagenbau (z.B. Brenner, Steuersysteme, Dosiersysteme) im Bereich der industriellen Energiegewinnung. Die ERC stellt für die Additive die unterschiedlichsten anlagenspezifischen Dosiersysteme her, ist aber auch für namhafte externe Auftraggeber im Bereich der Steuerungs- und Regeltechnik in Förder-, Kälte- und Klimaanlagen tätig. Außerdem zählen eigene Vertriebsgesellschaften in Polen, in der Tschechischen Republik und in Indien zur ERC Gruppe.
Die ERC verfügt über langjährige Erfahrungen auf den Gebieten der Verbrennungsoptimierung und Emissionsreduzierung. ERC Produkte tragen dazu bei, den Wirkungsgrad zu steigern, Energie einzusparen und die durch Emissionen verursachte Umwelt-Belastung zu mindern.
Die ERC ist und war neben ihrer allgemeinen Forschung und Erfahrungen auf dem Feld der Injektorablagerungen (äußere und innere) an drei der bedeutendsten deutschen Forschungsprojekte zu diesem Thema beteiligt.
ERC hat an verschiedenen regionalen und internationalen Forschungsprojekten mitgearbeitet. Als Mitglied von Forschungskonsortien war sie u.a. an den Europäischen Projekten „BIOAEROSOLS“, „FBCOBIOW“ sowie einigen nationalen Forschungsvorhaben aktiv (z.B. über AIF, FNR, PtJ, FVV).
Die ERC hat zwei von der AiF geförderte Forschungsprojekte in Kooperation mit der Technischen Universität Dresden durchgeführt. Im ersten Projekt Opti-Link wurde ein Produkt geschaffen, mit dem der NOx-Rohgasgehalt im Rauchgas einer Abfallverbrennungsanlage online vorauszuberechnen ist. Im Projekt SNCR 4.0 wurde eine Plattform entwickelt. An diese sind mehrere ebenfalls erarbeitete Module angeschlossen. So wurden die Daten aus einer Abfallverwertungsanlage zentriert und so ausgewertet, dass sich hinsichtlich der Entstickung der Rauchgase eine optimale Operationsweise der Gesamtanlage vorschlagen lässt.
Über die aktiven Verbandstätigkeiten bei der UNITI, der DGMK, der FVV, dem BDH sowie in verschiedenen Arbeitskreisen des DIN ist ERC fachlich und politisch breit vernetzt und verfügt hierdurch über breite anwendungstechnische und gesellschaftspolitische Kenntnisse.
Aktuell ist die ERC an Projekten zu den nachhaltigen und regenerativen Energieträgern beteiligt: dies sind SAVEbio und Kopernikus P2X.
In einem weiteren durch PTJ geförderten Projekt „FlexiFuels“ werden durch ERC Additivierungsstrategien der Marinekraftstoffe untersucht mit dem Ziel die Inkompatibilitäten und schädliche Auswirkungen vorherzusagen und zu vorbeugen.
Motivation /Beteiligung der Firma ERC Additiv GmbH im Projekt/ Wissenschaftliche und/ oder technische Verwertbarkeit:
Die Umwandlung von regenerativ erzeugtem Strom in stoffliche Energieträger oder chemische Produkte eröffnet die Möglichkeit, energetisch und wirtschaftlich höherwertige Produkte über neue Verwertungsketten mit reduziertem „CO2 footprint“ zu erzeugen. Die potenziellen ökologischen und ökonomischen Vorteile sind dabei nicht auf den energetischen Sektor beschränkt, sondern bieten Chancen in einer Vielzahl von Märkten, die für den Wirtschafts-standort und die Exportnation Deutschland essenzielle Bedeutung haben.
Die in dem Clusterprojekt C³-Mobility adressierten Technologien sind dabei so ausgelegt, dass sie zu Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik führen, die nicht alleine aus der Verwendung von „Überschussstrom“ resultieren.
Die wissenschaftlich-technischen und wirtschaftlichen Erfolgsaussichten des Forschungsvorhabens werden aufgrund der ausgewiesenen Kompetenzen des Konsortiums, bestehend aus Universitäten, Großforschungseinrichtungen, Industrieunternehmen, Verbänden und Organisationen, als sehr hoch eingeschätzt. Um Synergien zu nutzen und Doppelung von Aktivitäten zu vermeiden, sollen aktuelle und während der Projektlaufzeit hinzukommende Aktivitäten im nationalen Umfeld als assoziierte Projekte (AP) in den Entwicklungsprozess eingebunden werden.
Die erzielten Forschungsergebnisse sollen in Form von Artikeln in wissenschaftlichen Fachzeitschriften und als Konferenzbeiträge dem Fachpublikum öffentlich zugänglich gemacht werden.
Wirtschaftliche Verwertbarkeit:
Ein entsprechend formuliertes Additiv kann dabei helfen, die Vermarktungs- und Verwendungs-chancen von alternativen Kraftstoffen im Markt zu verbessern und damit umgekehrt auch ein entsprechendes Produktionsvolumen für das Additiv generieren.
Im Moment kann man zur wirtschaftlichen Verwertung keine Aussage treffen, da das Volumen und die Nachfrage nach den alternativen Kraftstoffen noch sehr gering sind. Dies liegt unter anderem dadurch begründet, dass sich der Einsatz von den „Future Fuels“ in den Verbrennungsmotoren als risikobehaftet rausgestellt hat.
Des Weiteren ist der Erkenntnisgewinn über die Spezifik der zu untersuchenden Kraftstoffe (Polarität, komplett neue Wertenbereiche der physiko-chemischen Eigenschaften), deren Potential zu schädlichen Auswirkungen auf den Motor und Kraftstoffsystem (Korrosion, Stabilität, Schmierung, Zersetzung, Polymermaterialverträglichkeit) wird als erfolgsbringend gesehen. Dies begründet das aktive Interesse und die Beteiligung der ERC GmbH als eines zukunftsorientierten Unternehmens an dem Projekt „C³-Mobility“.
Previous work of the applicants / partner presentation:
ERC is one of the leading manufacturers of additives for fossil and biogenic fuels in Europe.
The ERC Group specializes in the development, manufacture, distribution and application technology of additives for combustion improvement, emission reduction and corrosion prevention. This includes both engine and atmospheric combustion.
In addition, the ERC Group is also involved in plant engineering (e.g. burners, control systems, metering systems) in the field of industrial energy production. ERC manufactures a wide variety of plant-specific metering systems for additives, but also works for well-known external clients in the field of control and regulation technology in conveying, refrigeration and air-conditioning systems. In addition, the ERC Group has its own sales companies in Poland, the Czech Republic and India.
ERC has many years of experience in the fields of combustion optimization and emission reduction. ERC products help to increase efficiency, save energy and reduce environmental pollution caused by emissions.
ERC is and has been involved in three of the most important German research projects on this topic, in addition to its general research and experience in the field of injector deposits (external and internal).
ERC has participated in several regional and international research projects. As a member of research consortia, it has been active in the European projects „BIOAEROSOLS“, „FBCOBIOW“ and some national research projects (e.g. via AIF, FNR, PtJ, FVV).
The ERC has carried out two AiF funded research projects in cooperation with the Technical University of Dresden. In the first project Opti-Link, a product was created to predict online the raw NOx gas content in the flue gas of a waste incineration plant. In the SNCR 4.0 project, a platform was developed. Several modules, which were also developed, are connected to this platform. For example, data from a waste incineration plant were centered and evaluated in such a way that an optimal mode of operation for the entire plant can be suggested with regard to the denitrification of the flue gases.
Through its active association activities at UNITI, DGMK, FVV, BDH as well as in various working groups of DIN, ERC is broadly networked both technically and politically and thus has a broad knowledge of application technology and socio-political issues.
Currently, ERC is involved in projects on sustainable and renewable energy sources: these are SAVEbio and Kopernikus P2X.
In another PTJ funded project „FlexiFuels“, ERC is investigating additivation strategies of marine fuels with the aim of predicting and preventing incompatibilities and harmful effects.
Motivation / participation of ERC Additiv GmbH in the project / scientific and/or technical applicability:
The conversion of regeneratively generated electricity into material energy carriers or chemical products opens up the possibility of producing energetically and economically higher-value products via new utilization chains with a reduced „CO2 footprint“. The potential ecological and economic advantages are not limited to the energy sector, but offer opportunities in a variety of markets that are essential for Germany as a business location and export nation.
The technologies addressed in the C³-Mobility cluster project are designed in such a way that they lead to advantages over the state of the art that do not result from the use of „surplus electricity“ alone. The scientific-technical and economic prospects of success of the research project are considered to be very high due to the proven competencies of the consortium, consisting of universities, major research institutions, industrial companies, associations and organizations. In order to exploit synergies and avoid duplication of activities, current activities and those that will be added during the project period in the national environment are to be integrated into the development process as associated projects (AP).
The research results achieved are to be made publicly available to the expert public in the form of articles in scientific journals and as conference contributions.
Commercial exploitability:
An appropriately formulated additive can help to improve the marketing and utilization opportunities for alternative fuels in the market and, conversely, generate a corresponding production volume for the additive.
At the moment, it is not possible to make any statement on the economic utilization, as the volume and demand for alternative fuels are still very low. One of the reasons for this is that the use of „future fuels“ in internal combustion engines has proven to be risky.
Furthermore, the gain of knowledge about the specificity of the fuels to be investigated (polarity, completely new ranges of values of physico-chemical properties), their potential for harmful effects on the engine and fuel system (corrosion, stability, lubrication, decomposition, polymer material compatibility) is considered to be worthwhile. This justifies the active interest and participation of ERC GmbH as a future-oriented company in the project „C³-Mobility“.
Als größter Motorradhersteller Europas ist die KTM AG Holdinggesellschaft einer Gruppe von Premium-Powersport-Marken — darunter KTM, Husqvarna Motorcycles und GASGAS — sowie Hersteller spezialisierter Hochleistungskomponenten (WP Suspension) und Sportwagen (KTM X-BOW).
Die KTM AG umfasst ein breites Produktportfolio, das eine ständig wachsende Motorradmodellpalette beinhaltet und alle wesentlichen Motorleistungskategorien und Leistungsklassen von 50 bis 1300 ccm abdeckt. Ihre gemeinsame Vision ist es, ein weltweit führender und unabhängiger Motorrad- und Komponentenhersteller mit verschiedenen Marken und außergewöhnlichen Produkten zu sein.
Allein durch die Leidenschaft von 4000 Mitarbeitern, hat sich die KTM AG erst soweit entwickeln können, was sich nun ebenfalls an der Qualität unserer Motorräder bemerkbar macht. Wie bisher, ist das Ziel sicherzustellen, dass jedes einzelne Produkt das Qualitäts- und Markenversprechen einhält.
Wir wollen den Umweltschutz aktiv mit dem Projekt „Closed Carbon Cycle Mobility“ unterstützen. Ziel soll es sein in ferner Zukunft synthetisch hergestellten Kraftstoff auf Basis von Methanol als Alternativkraftstoff auf dem Markt einzuführen. Mit Basismessungen untersuchen wir den Kraftstoff auf seine Verbrennungseigenschaften und vor allem gasförmige Emissionen. So soll an einer Lösung für den steigenden Individualverkehr geforscht werden und die KTM AG ihren Anteil zu einer CO2-reduzierten Mobilität leisten.
As Europe’s largest motorcycle manufacturer, KTM AG is the holding company of a group of premium powersport brands – including KTM, Husqvarna Motorcycles and GASGAS – as well as a manufacturer of specialized high-performance components (WP Suspension) and sports cars (KTM X-BOW).
KTM AG encompasses a broad product portfolio that includes a constantly growing range of motorcycle models and covers all major engine performance categories and power classes from 50 to 1300 cc. Their common vision is to be a world leading and independent motorcycle and component manufacturer with different brands and exceptional products.
It is only through the passion of 4000 employees that KTM AG has been able to develop so far, which is now also reflected in the quality of our motorcycles. As before, the goal is to ensure that each and every product lives up to the quality and brand promise.
We want to actively support environmental protection with the „Closed Carbon Cycle Mobility“ project. The aim is to introduce synthetically produced fuel based on methanol as an alternative fuel on the market in the distant future. We are using basic measurements to examine the fuel for its combustion properties and, above all, gaseous emissions. In this way, research is to be carried out into a solution for increasing private transport and KTM AG is to make its contribution to CO2-reduced mobility.
Wir sind ein mittelständisches Familienunternehmen, das maßgeschneiderte Energielösungen für verschiedenste Branchen und Anwendungen bietet. Bereits seit 70 Jahren versorgen wir Haushalte, Betriebe, Tankstellen und öffentliche Einrichtungen mit umweltschonendem Flüssiggas. Mit mehr als 82.000 Kunden und einem Umsatz von rund 235 Millionen Euro gehören wir zu den größten Flüssiggasversorgern in Deutschland. Neben der Gründerfamilie ist SHV Energy unser Mitgesellschafter, der Weltmarktführer im Vertrieb von Flüssiggas ist.
PRIMAGAS versteht sich als zukunftsgewandtes Unternehmen, für das innovative Produkte und Anwendungen einen besonderen Stellenwert haben. Wir bieten deutschlandweit exklusiv Bio-LPG an, ein aus nachwachsenden Rohstoffen produziertes Flüssiggas, das CO2-Emissionsreduktionen von bis zu 80% gegenüber herkömmlichem Flüssiggas ermöglicht.
Die Übernahme von Aufgaben im Forschungsverbund C³-Mobility sehen wir als Chance, auch im Verkehrssektor unseren Teil zum Klimaschutz beizutragen und dem Anspruch von PRIMAGAS gerecht zu werden, die Zukunft aktiv mitzugestalten. Daher beteiligt sich PRIMAGAS aktiv an der Erforschung von Anwendungsmöglichkeiten für erneuerbaren DME, auch um die eigene Produktpalette von biogenen und erneuerbaren Kraft- und Brennstoffen zu erweitern und um den Kunden weitere nachhaltige Lösungen in verschiedensten Anwendungsbereichen anbieten zu können.
PRIMAGAS wird – zusammen mit SHV Energy – das über Jahrzehnte erworbene Wissen und know-how im Flüssiggasbereich einbringen, um Transport, Logistik und Tankinfrastruktur für erneuerbaren DME im Rahmen des C³-Mobility Konsortiums zu gewährleisten und bereitzustellen.
We are a medium sized, family owned company that offers tailor made energy solutions across a wide range of sectors and applications. For more than 70 years we have been supplying enviromental friendly LPG to households, companies, petrol stations and public institutions. With more than 82,000 customers and a turnover of around 235 million euros, we are one of the largest LPG suppliers in Germany. PRIMAGAS is a joint venture between the founder’s family and SHV Energy, the largest distributor of LPG in the World
PRIMAGAS sees itself as a future-oriented company for which innovative products and applications are of particular importance. We exclusively offer bio-LPG throughout Germany, an LPG produced from renewable raw materials that enables CO2 emissions to be reduced by up to 80% compared to conventional LPG.
We consider our participation in the C³-Mobility consortium as an opportunity to contribute our part to climate protection within the transport sector and to live up to PRIMAGAS’s claim to actively shape the future. PRIMAGAS is therefore actively exploring renewable DME as an addition to our portfolio of bio based and renewable fuels, enabling us to offer a wider range of sustainable solutions to our customers in different sectors, including automotive applications.
We will use our existing knowledge and expertise in LPG infrastructure, in partnership with SHV Energy, to provide transport, logistics and refuelling infrastructure for renewable DME in the C³-Mobility consortium.
Die RWE Power AG (RWE P), Essen/Köln, ist im RWE Konzern mit ihren rund 10.300 Beschäftigten verantwortlich für die Stromerzeugung aus Braunkohle und Kernenergie. Sie betreibt im Rheinland drei Braunkohlentagebaue. Die Produktion (2019: 65 Mio. t) dient überwiegend zur Stromerzeugung in den eigenen Kraftwerken; so wurden 2019 rund 70 TWh elektrische Energie bereitgestellt. Die Braunkohle wird aber auch zu festen Brenn- und Filterstoffen veredelt. Darüber hinaus steuert das Unternehmen Betrieb, Nachbetrieb und Rückbau der kerntechnischen Anlagen von RWE. Die Kraftwerke dieses Geschäftsfelds speisen eine Gesamtleistung von rund 14 Gigawatt ins Netz ein.
Bei RWE P werden die Abtrennung und Nutzung von CO2 sowie die Kohlenstoffkreislaufwirtschaft als wichtige Optionen zur Erreichung der Klimaschutzziele gesehen. CO2 aus regenerativen Quellen, z.B. aus Klärschlamm, kann zukünftig ein begehrter Rohstoff für die Herstellung von synthetischen Treibstoffen, sog. e-fuels, werden. RWE P war und ist Partner in verschiedenen nationalen, europäischen und internationalen Projekten zur Entwicklung von CO2-Abscheidung und -Nutzung. Als Teil des Innovationszentrums ist bei RWE P in Niederaußem seit 2009 eine CO2-Wäsche-Pilotanlage mit mehr als 80.000 Stunden in Betrieb. Auch die Pilotanlagen der CO2-Nutzungsprojekte MefCO2, ALIGN-CCUS, OCEAN und LOTER.CO2M, die sich der Herstellung von synthetischer Treibstoffen (Methanol und Dimethylether) und Spezialchemikalien aus CO2 und regenerativem Wasserstoff und der Demonstration der gesamten Prozessketten im 24/7-Betrieb widmen, wurden bzw. werden hier betrieben.
RWE Power AG (RWE P), Essen/Cologne, is responsible for power generation from lignite and nuclear energy within the RWE Group with its approximately 10,300 employees. It operates three opencast lignite mines in the Rhineland. The production (2019: 65 million t) is mainly used to generate electricity in the company’s own power plants; thus, around 70 TWh of electrical energy was provided in 2019. However, the lignite is also refined into solid fuels and filter materials. In addition, the company manages the operation, post-operation and dismantling of RWE’s nuclear facilities. The power plants in this business area feed a total output of around 14 gigawatts into the grid.
At RWE P, the capture and use of CO2 and carbon cycle management are seen as important options for achieving climate protection targets. CO2 from renewable sources, e.g. from sewage sludge, may become a sought-after raw material for the production of synthetic fuels, so-called e-fuels, in the future. RWE P has been and is a partner in various national, European and international projects for the development of CO2 capture and utilization. As part of the Innovation Center, a CO2 scrubbing pilot plant has been in operation at RWE P in Niederaussem since 2009 with more than 80,000 hours of operation. The pilot plants of the CO2 utilization projects MefCO2, ALIGN-CCUS, OCEAN and LOTER.CO2M, which are dedicated to the production of synthetic fuels (methanol and dimethyl ether) and specialty chemicals from CO2 and renewable hydrogen and the demonstration of the entire process chains in 24/7 operation, were or are also operated here.
SHV Energy NV (SHVE) is the largest distributor of LPG in the world, covering 4 continents and 28 different countries under brands such as Calor Gas, Ipragaz, Liquigas, Primagaz, Gaspol, Pinnacle Propane and Supergasbras. Primagas Energie GmbH & Co., one of the biggest LPG distributors in Germany, is a joint venture between the founder’s family and SHV Energy.
SHV Energy is aware of the need to move towards renewable fuels and has an ambition to reach 100% renewably sourced energy by 2040. SHV Energy was the first company to commercialise bioLPG in March 2018, and now sells bioLPG in 8 European countries, including Germany.
SHV Energy is actively exploring renewable DME as an addition to their portfolio of bio based and renewable fuels, enabling them to offer a wider range of sustainable solutions to their customers in different sectors, including automotive applications. SHV Energy will use their existing knowledge and expertise in LPG infrastructure, in partnership with Primagas, to provide transport, logistics and refuelling infrastructure for renewable DME in the C³-Mobility consortium.
Coming soon
Coming soon
SHV Energy NV (SHVE) ist der größte Flüssiggasversorger weltweit und auf vier Kontinenten und in 28 Ländern mit Unternehmen wie Calor Gas, Ipragaz, Liquigas, Primagaz, gaspol, Pinnacle Propane und Supergasbras vertreten. Die deutsche PRIMAGAS, eine der deutschen Marktführer im Flüssiggassektor, ist ein joint venture der Gründerfamilie Aretz und der SHV Energy.
SHV Energy ist überzeugt, dass die Zukunft in erneuerbaren Kraft- und Brennstoffen liegt und hat sich deshalb das Ziel gesetzt, seine Produktpalette bis 2040 komplett auf erneuerbare Energieträger umzustellen. SHV Energy vertreibt seit 2018 als erstes Unternehmen weltweit BioLPG.
SHV Energy beteiligt sich darüber hinaus aktiv an der Erforschung von Anwendungsmöglichkeiten für erneuerbaren DME, auch um die eigene Produktpalette von biogenen und erneuerbaren Kraft- und Brennstoffen zu erweitern und um den Kunden weitere nachhaltige Lösungen in verschiedensten Anwendungsbereichen anbieten zu können.
SHV Energy wird – zusammen mit PRIMAGAS – das über Jahrzehnte erworbene Wissen und know-how im Flüssiggasbereich einbringen, um Transport, Logistik und Tankinfrastruktur für erneuerbaren DME im Rahmen des C³-Mobility Konsortiums zu gewährleisten und bereitzustellen.
Gegründet 1949 von Hans Liebherr, umfasst die heutige Firmengruppe Liebherr über 130 Gesellschaften auf allen Kontinenten und beschäftigt mehr als 46.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Im Jahr 2018 erwirtschaftete Liebherr einen konsolidierten Gesamtumsatz von über 10 Milliarden Euro. Die Firmengruppe vereint elf Produktsparten: Erdbewegung, Mining, Fahrzeugkrane, Turmdrehkrane, Betontechnik, Maritime Krane, Aerospace und Verkehrstechnik, Werkzeugmaschinen und Automationssysteme, Hausgeräte, Komponenten und Hotels. Die Business Unit Fuel Injection Equipment entwickelt und produziert am Standort in Deggendorf (Deutschland) und Bulle (Schweiz) Common-Rail-Systeme, die gezielt auf die hohen Anforderungen von Medium- und Heavy-Duty-Anwendungen im Onroad- und Offroad-Bereich ausgelegt sind.
Eine vollumfängliche CO2-neutrale Mobilität ist nur möglich, wenn für alle Anwendungen, unabhängig von Ihren spezifischen Leistungs- und Reichweitenanforderungen, das Potential erneuerbarer Energien nutzbar gemacht werden kann. Genau hier bieten strombasierte CO2-neutrale Kraftstoffe, aufgrund ihrer vergleichsweise hohen Energiedichte Möglichkeiten, welche heute durch batterieelektrische Speicher oder auch Wasserstoff nicht gegeben sind. Auch über mobile Anwendungen hinaus sind flüssige Energiespeichermedien ein wesentlicher Schlüssel zur zeitlich unbeschränkten und aus logistischer Sicht einfach zu handhabenden Energiespeicherung. Geringe Emissionen und geringe bzw. keine Toxizität vieler strombasierter Kraftstoffe eröffnen ein zusätzliches Potential für die Zukunft.
Wir sehen im Rahmen von C3-Mobility eine hervorragende Möglichkeit unsere Kernkompetenzen im Bereich Kraftstoffeinspritzung, in einem Verbund verschiedenster hochwertiger Partner effektiv und effizient einzubringen, um das Zukunftspotential strombasierter Kraftstoffe zu untersuchen.
Founded in 1949 by Hans Liebherr, today’s Liebherr Group comprises more than 130 companies on all continents and employs more than 46.000 people. In 2018, Liebherr generated consolidated sales of more than 10 billion €. The group comprises eleven product lines: earthmoving, mining, mobile cranes, tower cranes, concrete technology, maritime cranes, aerospace and traffic engineering, machine tools and automation systems, home appliances, components and hotels. The Business Unit Fuel Injection Equipment develops and produces common-rail systems at its sites in Deggendorf (Germany) and Bulle (Switzerland), which are specifically designed to meet the high demands of medium and heavy-duty applications in the on-road and off-road sectors.
Complete CO2-neutral mobility is only possible, if the potential of renewable energies can be harnessed for all applications, regardless of your specific performance and range requirements. Exactly here, electricity-based CO2-neutral fuels offer possibilities due to their comparatively high energy density, which are not available today due to battery electric storage or even hydrogen. Even beyond mobile applications, liquid energy storage media are an essential key to energy storage that is unlimited in time and easy to handle from a logistical point of view. Low emissions and low or no toxicity of many current-based fuels open up additional potential for the future.
We see C3-Mobility as an excellent opportunity to effectively and efficiently contribute our core competencies in the field of fuel injection to a network of various high-quality partners in order to investigate the future potential of current-based fuels.
Daimler AG is one of the most successful automotive companies in the world. With its Mercedes-Benz Cars, Daimler Trucks, Mercedes-Benz Vans, Daimler Buses and Daimler Financial Services divisions, Daimler is one of the largest suppliers of premium passenger cars and the world’s largest manufacturer of commercial vehicles. Diesel engines, which are constantly being further developed, have a long tradition at Daimler in both, the passenger car and commercial vehicle sectors. The use of new alternative fuels opens up new potential for diesel engines.
Increasingly tight legislation on CO2 and pollutants is forcing automakers to develop alternative propulsion technologies. One way to do this is by regeneratively produced oxygenate fuels, e.g. Oxymethylene ether (OME) and octanol. Daimler aims to evaluate these fuels in terms of their emissions and combustion properties. From this, necessary adaptation measurements for both the hardware (piston nozzle geometry) and the operating strategy should be derived and defined. Here, on the one hand, the oxygenate fuels are to be examined in pure form. On the other hand, different blending rates are also considered and evaluated to ensure a possible drop-in capability. In this way, Daimler contributes to a CO2-free mobility and air pollution control.
As an independent supplier of diesel, gas and electrified drives for mobile machinery, DEUTZ AG develops innovative technologies for the emission-free mobility of the future. With sophisticated CO2-free and CO2-reduced drive concepts DEUTZ is already doing pioneering work today for high-quality, environmentally friendly and efficient drives for tomorrow’s industrial, agricultural and commercial vehicle applications.
While electrified drives are well suited to dynamically utilized machines in small to medium performance ranges, high load collectives in heavy machinery represent a challenge. Here, the battery capacity required for longer journeys under full load and outside an available charging infrastructure exceeds the technical possibilities. In order to meet this requirement, DEUTZ AG is pushing ahead with the development of further solutions for the off-road sector in addition to electrification.
In the future, alternative fuels will play a decisive role in reducing CO2 emissions. DEUTZ is actively committed to the development of a drive technology based on liquid C3-fuels (Closed-Carbon Cycle). According to the current state of technical research, such fuels are ideally suited as energy suppliers for combustion engines for specific drive systems and are characterized by a high volumetric energy density and a simple storage option.
In addition to improving the ecological balance of the drive technology on offer, DEUTZ innovations also focus on optimum off-road applications and minimized fuel consumption for customers.
The FH Aachen is a university with a practice-oriented educational tradition. Since 2015, the department for high and ultra-high frequency technology has been embedded in the Institute for Microwave and Plasma Technology (IMP). Since 2006, it has been researching the generation of plasmas at 2.45 GHz for various applications at Aachen University of Applied Sciences. The IMP is a leader in the generation of MW plasmas with transistor amplifiers up to 200 W and 50 % efficiency. Thanks to a novel RF transformation technology, the IMP is able to safely ignite plasmas even at low power levels. The new control technology helps to feed the MW energy with high efficiency. The IMP develops various plasma excitation technologies such as spark plugs, scalpels and lamps. Plasma jets are also being developed for surface, low-temperature and project-relevant high-temperature treatment methods.
Since 2005, the Institute for Microwave and Plasma Technology (IMP) at Aachen University of Applied Sciences has been researching novel GHz plasmas that allow a similarly wide range of applications as laser technology. For example, work has been and is being done on new types of lamps, welding equipment, scalpels and plasma jets (with a large number of applications) within the framework of research projects. Since its inception, the IMP has also been researching a GHz ignition technology, that now permits lean-burn engine operation with starting pressures of over 40 bar and the associated CO2 savings of typically 27%. The IMP would like to contribute this novel technology and its further development in the form of the world’s first hybrid glow spark plug to the C3-Mobility project and thus provide a part for research into energy-efficient and climate-neutral engines for CO2-neutral fuels.
The Institute of Energy Process Engineering and Chemical Engineering (IEC) of TUBAF is responsible for the proposed subproject of the C3-Mobility Network. With the professorships of Reaction Engineering (RT; Prof. Kureti) and Energy Process Engineering and Thermal Residue Treatment (EVT; Prof. Meyer), two working groups are involved which are particularly well known in the project-relevant areas of Catalyst Development (RT) and Synthesis Gas Technology (EVT).
The professorship RT has a proven expertise in the fields of heterogeneous catalysis and reaction technology, especially with regard to exhaust gas purification, CO2 reduction and fuel production. Particular attention is paid to the knowledge-based development of new catalytic materials and processes. This concept includes the detailed characterization of catalysts as well as investigations on mechanism and kinetics. Based on this knowledge, the targeted design of highly active catalysts is carried out. In addition, there is in-depth expertise in kinetic modelling and process modelling and optimization. In the field of fuel production, the focus is on CO2 mechanization, CO2 methanolization, Fischer-Tropsch synthesis, the MtG process and vegetable oil hydrogenation. The preparation, testing and physical-chemical characterization of the catalyst materials before and after gasoline synthesis is considered to be of comprehensive importance. The corresponding analysis equipment and systems as well as the relevant expert reports are available at the TUBAF Institute. The aim is to develop catalysts and optimize the process parameters for the MtG process. This is done at an MtG plant with a micro reactor, which is already available in the professorship before the start of the project. In addition to this MtG laboratory test facility, another small MtG facility exists in the RT professorship, where thematically similar MtG experiments were carried out in advance. As a result of the developed, optimized catalyst, kinetic investigations are carried out at the MtG laboratory plant, on the basis of which a kinetic model is created in order to obtain a detailed understanding of the complex reaction sequences. On this basis, the technical process will be further optimized.
In addition to its laboratory analytical knowledge and experience in the operation of small and large-scale pilot plants, the professorship EVT will primarily contribute to the joint research project the large-scale pilot plant for gasoline synthesis (STF plant) constructed within the framework of the research project „Development of a new technology for the production of high-octane gasoline from synthesis gas“ (duration 2008 – 2013). The novel syngas-to-fuel process, which does not require the otherwise usual, complex product post-treatment, was developed in the aforementioned research project together with the project partner CAC, converted to pilot scale and successfully tested at the IEC. The high-octane gasoline is synthesized in two stages: An upstream methanol synthesis process, which processes up to 700 m3/h (normal) synthesis gas, is followed in a second reactor by gasoline synthesis with a nominal output of 120 l of gasoline per hour. As part of the research project applied for, the STF large-scale pilot plant is to be retrofitted and thus upgraded for gasoline production on a 2×20-tonne scale in order to guarantee stable test operation over several weeks while maintaining the constant qualities of the high-octane gasoline and thus the provision of the gasoline quantities required for the fuel tests taking place at the C3-Mobility project partners.
The subproject of the Institute of Energy Process Engineering and Chemical Engineering (IEC) of the TU Bergakademie Freiberg contributes to the research-based use of regenerative fuel based on methanol. It has a volume of € 3.3 million and is fully funded by the BMWi (duration: 01.09.2018 – 31.08.2021). In addition to the development of advanced catalysts and their testing by the Project Leader Professorship for Reaction Engineering, the large-scale gasoline synthesis pilot, plant (STF) at the Professorship for Energy Process Engineering and Thermal Residue Treatment, will be converted to a new reactor concept by the project partner Chemieanlagenbau Chemnitz GmbH and upgraded for several weeks of test campaigns for the production of high-octane gasoline of constant quality. In the years 2019 and 2020, 10 to 20 tons of gasoline each will be produced in two test runs using purchased „green“ methanol and made available to the C3-Mobility project partners for fuel tests and vehicle fleet tests. Synthesis processes and test results will be extensively evaluated by IEC scientists on the basis of material and economic indicators.
Umicore is a materials technology group to which Umicore AG & Co. KG, based in Hanau-Wolfgang, Germany. Its activities focus on three business segments: Catalysis, Energy & Surface Materials and Recycling. Umicore is a global leader in manufacturing of automotive catalysts and a variety of precious metal products, with the particular strength to offer the complete cycle. Umicore generates the majority of its sales with clean technologies, such as rechargeable battery materials and recycling. A high proportion is invested in research and development.
Umicore has many years of experience in the development of automotive catalysts for passenger cars, trucks and other vehicles, as well as the ability to test catalysts in complete systems and vehicles (engine and vehicle chassis dynamometers). In addition to the chemical-catalytic and material know-how, engine technical knowledge has also been built up within the framework of many years of cooperation, which enables us to understand system technical backgrounds and use them for catalyst development.
The development of exhaust after-treatment systems for the use of climate-neutral fuels in diesel engines, planned in the subproject with TU Darmstadt and AVL, is demanding. Based on its long experience in the development of catalysts for a wide variety of applications and problems, Umicore expects to contribute to the successful completion of the subproject.
Innogy is a leading European energy company acting in the fields of renewable electricity production, gas and electricity grid operation, sale of electricity and gas as well as energy services to private and industrial customers. For several years, innogy has been engaged in Power-to-Gas and Power-to-Liquids.
In order to achieve its climate targets, Germany is currently relying mainly on the three levers of energy efficiency, low CO2 power generation and sector coupling (electrification). In addition to the direct use of electricity in other sectors (heat, mobility), we will not be able to do without a significant amount of renewable fuels, especially those produced from electricity. Therefore, innogy has been involved in various areas of the production and use of renewable fuels for several years. As an associated partner, we are happy to support the project with our energy industry and energy system expertise in order to ensure, that the newly developed approaches and ideas are embedded in the energy industry framework.
AVL is the world’s largest private and independent company for the development of driving systems. AVL develops and improves all types of driving systems, as a competent partner to the engine and automotive industries. Founded in Graz in 1948, the AVL Group employs more than 9,500 people worldwide. 12.5% of sales are invested in research. AVL Deutschland GmbH, headquartered in Mainz-Kastel, represents AVL’s range of products and services in Germany. The simulation methods required for the development work are developed and marketed within the Advanced Simulation Technology (AST) division. One of the applications for the simulation software is the three-dimensional flow calculation of various media. Today, the CFD software AVL FIRE™ is one of the leading development tools for engine combustion simulation.
In the C3-Mobility subproject D2, AVL develops simulation methods for the investigation of combustion processes with novel fuels. The results promise new valuable insights into the physico-chemical processes involved in the combustion of new fuels and fuel blends and serve to validate the simulation methods used in industry in a well-founded and much more precise manner. In subproject D4a, exhaust after-treatment components suitable for the use of OME/diesel blends are investigated and evaluated using the simulation software AVL BOOST™. A corresponding adaptation of the exhaust after-treatment is being developed in order to enable further emission potentials when using OME/diesel blends.
AVL qpunkt Deutschland GmbH, based in Ingolstadt, was founded in 2010 and is active in the field of thermal management and air conditioning. Solutions in the area of Powertrain Engineering (PTE) are developed and made available to national and international customers. Since February 2014, AVL qpunkt Deutschland GmbH has been a member of the AVL Group, which currently bundles thermal and climate expertise. In the C3-Mobility subproject D3, the influence of alternative fuels on the thermal management system is investigated and evaluated by means of the multidisciplinary system simulation software AVL CRUISE™ M. The project is based on a multidisciplinary approach. Through interdisciplinary networking of simulation and testing, simulation models can be validated with experimental data and their quality will further be improved. With the help of the overall energetic consideration of the vehicle, new findings can be gained for the optimization of thermal management and for the development of intelligent operating strategies for different fuels and fuel blends, thus enabling a reduction in consumption and emissions, optimum engine cooling and ensuring driving comfort.
AVL ist das weltweit größte private und unabhängige Unternehmen für die Entwicklung von Antriebssystemen. AVL entwickelt und verbessert alle Arten von Antriebssystemen als kompetenter Partner der Motoren- und Fahrzeugindustrie. 1948 in Graz gegründet, beschäftigt die AVL Gruppe weltweit mehr als 9.500 Mitarbeiter. 12,5% des Umsatzes werden in Forschung investiert.
Die AVL Deutschland GmbH mit Hauptsitz in Mainz-Kastel vertritt das Produkt- und Dienstleistungsspektrum der AVL in Deutschland. Die für die Entwicklungsarbeiten notwendigen Simulationsmethoden werden innerhalb des Geschäftsbereiches Advanced Simulation Technology (AST) entwickelt und vermarktet. Anwendung für die Simulationssoftware ist unter anderem die dreidimensionale Strömungsberechnung unterschiedlichster Medien. Die CFD Software AVL FIRE™ ist heute eines der führenden Entwicklungswerkzeuge zur motorischen Verbrennungssimulation.
Im C³-Mobility-Teilprojekt D2 entwickelt AVL Simulationsmethoden zur Untersuchung von Brennverfahrens mit neuartigen Kraftstoffen. Die Ergebnisse versprechen neue wertvolle Einblicke in die physikalisch-chemischen Vorgänge bei der Verbrennung neuer Kraftstoffe und Krafstoff-Blends und dienen einer fundierten und wesentlich genaueren Validierung der industriell eingesetzten Simulationsmethoden. Im Teilprojekt D4a werden für den Einsatz von OME-/Diesel-Blends geeignete Abgasnachbehandlungskomponenten mittels der Simulationsoftware AVL BOOST™ untersucht und bewertet. Eine entsprechende Anpassungen der Abgasnachbehandlung wird erarbeitet, um weitere Emissionspotenziale beim Einsatz von OME-/Diesel-Blends zu ermöglichen.
Die AVL qpunkt Deutschland GmbH mit Sitz in Ingolstadt wurde im Jahr 2010 gegründet und ist im Bereich Thermomanagement und Klimatisierung tätig. Hierbei werden Lösungen im Bereich Powertrain Engineering (PTE) für nationale und internationale Kunden entwickelt und zur Verfügung gestellt. Seit Februar 2014 ist die AVL qpunkt Deutschland GmbH Mitglied der AVL Group, bei der aktuell Thermal- und Klimakompetenzen gebündelt werden. Im C³-Mobility-Teilprojekt D3 wird der Einfluss alternativer Kraftstoffe auf das Thermomanagementsystem mittels der multidisziplinären Systemsimulationsoftware AVL CRUISE™ M untersucht und bewertet. Durch interdisziplinäre Vernetzung von Simulation und Versuch können Simulationsmodelle mit experimentellen Daten validiert und deren Qualität weiter erhöht werden. Mit Hilfe der gesamtenergetischen Betrachtung des Fahrzeugs lassen sich neue Erkenntnisse zur Optimierung des Thermomanagements und zur Entwicklung intelligenter Betriebsstrategien für verschiedene Kraftstoffe und Kraftstoff-Blends gewinnen, wodurch eine Verbrauchs- und Emissionsreduzierung, optimale Motorkühlung und Sicherstellung von Fahrkomfort ermöglicht wird.
Die Chemieanlagenbau Chemnitz GmbH (CAC) ist ein international etabliertes Unternehmen für Anlagenbau und Verfahrenstechnik und erfahrener Ansprechpartner für umfassende Engineering-Leistungen. Seit 1964 werden am Standort Chemnitz Chemieanlagen für verschiedene Märkte im In- und Ausland geplant, geliefert und in Betrieb genommen. Die CAC entwickelte sich zu einer spezialisierten eigentümergeführten Firma für den internationalen Chemieanlagenbau.
Synthetische Kraftstoffe sind ein wichtiger Schlüssel bei der Erreichung der gesellschaftlich gesteckten Klimaschutzziele. Die Klimaschutzziele erfordern eine umfangreiche Transformation und bieten die Möglichkeit neue Märkte zu erobern. Die notwendige Transformation wird sich auch im Anlagenbau widerspiegeln und eröffnet die Chance neue Technologien zu entwickeln.
Im C3-Mobility Projekt will CAC mit seinen Partnern die Anwendbarkeit einer neuen Technologie zur Herstellung vom synthetischen Benzin in industriellem Maßstab aufzeigen.
Chemieanlagenbau Chemnitz GmbH (CAC) is an internationally established company for plant construction and process engineering and an experienced contact for comprehensive engineering services. Since 1964, chemical plants have been planned, supplied and commissioned at the Chemnitz site for various markets in Germany and abroad. CAC has developed into a specialized owner-managed company for international chemical plant construction.
Synthetic fuels are an important key to achieving society’s climate protection goals. The climate protection targets require a comprehensive transformation and offer the opportunity to conquer new markets. The necessary transformation will also be reflected in plant construction and opens up the opportunity to develop new technologies. In the C3-Mobility project, CAC and its partners want to demonstrate the applicability of a new technology for the production of synthetic gasoline on an industrial scale.
Die BMW Group ist einer der führenden Motorenentwickler. Dazu zählen neben den konventionellen Verbrennungsmotoren auch die Elektromotoren für batterieelektrische (BEV) und Plug in Hybrid Fahrzeuge. BMW Motoren gehören zu den besten und umweltverträglichsten weltweit. Die Faszination der BMW Group wird nicht nur durch Produkte und Technik bestimmt, sondern auch durch die von Erfindern, Pionieren und Konstrukteuren geprägte Unternehmensgeschichte. Heute ist die BMW Group mit 30 Produktions- und Montagestätten in 14 Ländern, sowie einem globalen Vertriebsnetzwerk der weltweit führende Premium-Hersteller von Automobilen und Motorrädern, sowie Anbieter von Premium-Finanz- und Mobilitätsdienstleistungen.
Die BMW Group steht vor enormen Herausforderungen: Wertewandel, demografischer und technologischer Wandel führen kontinuierlich zu neuen Anforderungen und Lösungen im Bereich der individuellen Mobilität. Insbesondere neue technologische Trends und Entwicklungen bieten auch Chancen – für das Automobil, die Industrie, Gesellschaft und Kunden. Aus diesem Grund richten wir unsere Strategie stetig auf künftige Herausforderungen aus. Vor dem Hintergrund einer steigenden Individualmobilität und einem stetig zunehmenden Verkehrsaufkommen kann eine erfolgreiche Energiewende zu Nachhaltigkeit und Klimaschutz nur gelingen, wenn sie systemisch vollzogen wird. Daher erforschen wir im Rahmen Verbundprojektes „Closed Carbon Cycle – Mobility: Klimaneutrale Kraftstoffe für den Verkehr der Zukunft“ das ottomotorische Potenzial von MtG und Kraftstoffmischungen auf feste und gasförmige Emissionen.
The BMW Group is one of the leading engine developers. In addition to conventional combustion engines, this also includes electric motors for battery electric (BEV) and plug-in hybrid vehicles. BMW engines are among the best and most environmentally friendly in the world. The fascination of the BMW Group is not only determined by products and technology, but also by the company’s history, which has been shaped by inventors, pioneers and designers. Today, with 30 production and assembly facilities in 14 countries and a global sales network, the BMW Group is the world’s leading premium manufacturer of automobiles and motorcycles as well as a provider of premium financial and mobility services.
The BMW Group faces enormous challenges: Changes in values, demographics and technology are continuously leading to new requirements and solutions in the field of individual mobility. In particular, new technological trends and developments also offer opportunities – for the automobile, industry, society and customers. For this reason, we are constantly aligning our strategy to future challenges. Against the background of increasing individual mobility and a steadily increasing volume of traffic, a successful energy turnaround to sustainability and climate protection can only succeed if it is implemented systematically. For this reason, we are researching the gasoline engine potential of MtG and fuel blends for solid and gaseous emissions as part of the joint project „Closed Carbon Cycle – Mobility: Climate-neutral fuels for the transport of the future“.
Mit unserem skid-mounted Small-Scale Methanol Plant „FlexMethanol“ stellen wir aus überschüssigem Strom und CO2 Methanol her und leisten damit einen bedeutenden Beitrag zur Erreichung der Klimaschutzziele. Das strombasierte Methanol findet als global handelbares Gut neben der chemischen Industrie, dem Energiesektor vor allem Anwendung im Treibstoffmarkt. Dort bietet es neben seinen ausgezeichneten Kraftstoffeigenschaften die Möglichkeit in bestehende Infrastrukturen nahtlos integriert zu werden. Mit unserer über 5-jährigen Erfahrung im Bereich der Methanol-Anlagenplanung unterstützen wir die Arbeiten der C3-Mobility mit unserer Expertise, um die europäische Methanolindustrie in den kommenden Jahren zu etablieren.
With our skid-mounted small-scale methanol plant „FlexMethanol“, we produce methanol from surplus electricity and CO2 and thus make a significant contribution to achieving our climate protection targets. As a globally tradable commodity, electricity-based methanol is used not only in the chemical industry and the energy sector, but above all in the fuel market. In addition to its excellent fuel properties, it offers the possibility of seamless integration into existing infrastructures. With more than 5 years of experience in the field of methanol plant planning, we support the work of C3-Mobility with our expertise to establish the European methanol industry in the coming years.
Synthetic fuels, sustainably produced from solar energy, are currently being discussed in many different ways. A Well-to-Wheel CO2 balance (WtW-CO2) results in no, or only very low, CO2 emissions, since only the chemically bound CO2 in the manufacturing process is released again, when used in combustion engines.
In addition to sustainably produced paraffinic fuels, which are very similar to fossil petrol or diesel fuels, there are also fuels with a high oxygen content. Oxymethylene ether (OME) is a promising fuel for self-igniting engines. OME is characterized by excellent combustion with the lowest soot emissions, some of which are below the measurability limit. The thermal efficiency is usually in the same range, or better, than when using diesel fuel.
Continental supports the introduction of sustainable fuels. In order to assess the attractiveness, but also the still existing challenges, of introducing OME as a blend or pure fuel, Continental is participating in the C3-Mobility project and will conduct basic studies on the use of OME together with project partners. Furthermore, the development of a cooperative vehicle for demonstration purposes is planned.
Synthetische Kraftstoffe, nachhaltig aus Sonnenenergie hergestellt, werden zurzeit vielfältig diskutiert. Bei einer Well-to-Wheel CO2 Bilanzierung (WtW-CO2) ergeben sich hier keine, oder nur sehr geringe, CO2-Emissionen, da nur das im Herstellungsprozess chemisch gebundene CO2 bei der Nutzung in Verbrennungsmotoren wieder freigesetzt wird.
Neben nachhaltig hergestellten, paraffinischen, und damit dem fossilen Benzin- oder Dieselkraftstoff sehr ähnlichen Kraftstoffen, sind hier auch stark sauerstoffhaltige Kraftstoffe zu nennen. Für selbstzündende Motoren ist Oxymethylenether (OME) ein vielversprechender Kraftstoff. OME zeichnet sich durch eine hervorragende Verbrennung mit niedrigsten, zum Teil unter der Messbarkeitsgrenze befindlichen Rußemissionen aus. Der thermische Wirkungsgrad ist meist im gleichen Bereich, oder besser als bei der Nutzung von Dieselkraftstoff.
Continental unterstützt die Einführung nachhaltiger Kraftstoffe. Um die Attraktivität, aber auch die noch bestehenden Herausforderungen bei der Einführung von OME als Blend- oder auch als Reinkraftstoff zu bewerten, nimmt Continental an dem C3-Mobility Projekt teil, und wird gemeinsam mit Projektpartnern Basisuntersuchungen zur Nutzung von OME durchführen. Des Weiteren ist die Entwicklung eines kooperationsübergreifenden Fahrzeugs zu Demonstrationszwecken geplant.
DENSO AUTOMOTIVE Deutschland GmbH, a subsidiary of DENSO EUROPE B.V. and DENSO CORPORATION Japan, is a systems supplier for the automotive industry, including injection systems. For research purposes, DENSO already has experience with DME-compatible injection systems and is represented in Germany at its development locations in Wegberg and Eching.
Die Daimler AG ist eines der erfolgreichsten Automobilunternehmen der Welt. Mit den Geschäftsfeldern Mercedes-Benz Cars, Daimler Trucks, Mercedes-Benz Vans, Daimler Buses und Daimler Financial Services gehört Daimler zu den größten Anbietern von Premium-Pkw und ist der größte, weltweit aufgestellte Nutzfahrzeug-Hersteller. Dieselmotoren, die ständig weiterentwickelt werden, haben bei Daimler sowohl im Pkw-, als auch im Nutzfahrzeugbereich, eine lange Tradition. Durch die Verwendung von neuen alternativen Kraftstoffen werden dem Dieselmotor neue Potenziale eröffnet.
Die sich verschärfende Gesetzgebung für CO2 sowie Schadstoffe zwingen die Automobilhersteller alternative Antriebstechnologien zu entwickeln. Eine Möglichkeit dazu stellen regenerativ erzeugte Oxygenat-Kraftstoffe wie z.B. Oxymethylenether (OME) und Oktanol dar. Ziel von Daimler ist es, diese Kraftstoffe hinsichtlich ihrer Emissionierung und Verbrennungseigenschaften zu bewerten. Daraus sollen notwendige Anpassungsmaßnahmen sowohl für die Hardware (Kolben- Düsengeometrie) als auch für die Betriebsstrategie abgeleitet und definiert werden. Hierbei sollen einerseits die Oxygenat-Kraftstoffe in Reinform untersucht werden. Andererseits werden auch verschiedene Blendraten betrachtet und bewertet, um eine mögliche Drop-In Fähigkeit sicherzustellen. Auf diesem Wege will Daimler einen Beitrag zur CO2-freien Mobilität sowie zur Luftreinhaltung leisten.
DENSO AUTOMOTIVE Deutschland GmbH, als Tochterfirma von DENSO EUROPE B.V. und DENSO CORPORATION Japan, ist ein Systemzulieferer für die Automobilindustrie u.a. auch für Einspritzsysteme. Für Forschungszwecke hat DENSO bereits Erfahrung mit DME tauglichen Einspritzsystemen und ist am Entwicklungsstandort Wegberg und Eching in Deutschland vertreten.
Als unabhängiger Anbieter von Diesel-, Gas- und elektrifizierten Antrieben für mobile Arbeitsmaschinen entwickelt die DEUTZ AG innovative Technologien für eine emissionsfreie Mobilität der Zukunft. Mit anspruchsvollen CO2-freien und CO2-reduzierten Antriebskonzepten leistet DEUTZ schon heute Pionierarbeit für qualitative, hochwertige, umweltfreundliche und effiziente Antriebe bei Industrie-, Landtechnik und Nutzfahrzeug-Anwendungen von morgen.
Während sich elektrifizierte Antriebe in dynamisch ausgelasteten Maschinen in kleinen bis mittleren Leistungsbereichen gut eignen, stellen hohe Lastkollektive in schweren Maschinen eine Herausforderung dar. Hier übersteigt die erforderliche Batteriekapazität bei längeren Fahrten unter Volllast und außerhalb einer verfügbaren Ladeinfrastruktur die technischen Möglichkeiten. Um dieser Anforderung zu begegnen, treibt die DEUTZ AG neben der Elektrifizierung die Entwicklung weiterer Lösungen für den Off-Road Bereich voran.
So werden bei der Reduzierung von CO2-Emissionen zukünftig alternative Kraftstoffe eine entscheidende Rolle spielen. DEUTZ setzt sich aktiv für die Entwicklung einer auf flüssigen C3-Kaftstoffen (Closed-Carbon Cycle) beruhenden Antriebstechnik ein. Nach aktuellem technischen Forschungsstand eignen sich solche Kraftstoffe als Energielieferant für Verbrennungsmotoren optimal für spezifische Antriebssysteme und zeichnen sich dabei durch eine hohe volumetrische Energiedichte und eine einfache Speichermöglichkeit aus.
Neben einer Verbesserung der ökologischen Bilanz der angebotenen Antriebstechnik, stehen damit die optimale Anwendbarkeit im Off-Road-Bereich und ein minimierter Kraftstoffverbrauch auf Kundenseite im Fokus der DEUTZ Innovationen.
FEV ist ein unabhängiges international anerkanntes Unternehmen in der Konstruktion und Entwicklung von Antriebssträngen, Antriebsaggregaten und Brennern sowie ein Hersteller von Prototypen und Messsystemen. FEV hat derzeit mehr als 4400 Mitarbeiter an verschiedenen Standorten weltweit. FEV ist an der Initiative „European Green Vehicle Initiative“ PPP zur Förderung der Wettbewerbsfähigkeit und Beschäftigung in der Industrie in Europa beteiligt und engagiert sich aktiv in ERTRAC und EARPA. Als Zulieferer führt FEV die Entwicklungsstrategien des Fahrzeugsantriebsstrangs und der Antriebseinheit von der ersten Konzeptphase über die Fertigungsfreigabe unter direkter Umsetzung der neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse durch. FEV verfügt über langjährige Erfahrung in der Entwicklung neuer Antriebssysteme sowie in der Abänderung bestehender Konstruktionen. Die Fähigkeiten und Erfahrungen von FEV erstrecken sich vom Stromversorgungssystem-Packaging und der Integration von Antriebsstrangsystemen, der Steuerung integrierter Antriebsstrangfunktionen, der Zertifizierung und Kalibrierung bis hin zur Zulassung. Die Leitung und Auswertung von Untersuchungen mittels optischer Verfahren ist integraler Bestandteil der Verbrennungsoptimierung des Motors. Sie helfen die Verbrennung sauberer und effizienter zu gestalten und dienen der Validierung reaktiver 3D-CFD-Simulationen. FEV entwickelt und nutzt mathematische Modelle für die Analyse von mechanischen Belastungen und Schall und Akustik, Verbrennungs- und Strömungsprozessen, thermischem und mittlerem Strömungsmanagement sowie für Katalyseprozesse. Die Themen Brennverfahrens-, Funktionsentwicklung sowie Motor- und Fahrzeugkalibrierung hören insbesondere zu den Hauptgeschäftsfeldern der FEV.
FEV is an independent, internationally recognized company in the design and development of powertrains, power units and burners, as well as a manufacturer of prototypes and measurement systems. FEV currently has more than 4400 employees at various locations worldwide. FEV is involved in the European Green Vehicle Initiative PPP to promote competitiveness and employment in European industry and is actively involved in ERTRAC and EARPA. As a supplier, FEV carries out the development strategies of the vehicle powertrain and drive unit from the first concept phase, through production release, directly implementing the latest scientific findings. FEV has many years of experience in the development of new drive systems and in the modification of existing designs. FEV’s capabilities and experience range from power system packaging and powertrain integration, control of integrated powertrain functions, certification and calibration to approval. The management and evaluation of investigations using optical methods is an integral part of engine combustion optimisation. They help to make combustion cleaner and more efficient and serve to validate reactive 3D CFD simulations. FEV develops and uses mathematical models for the analysis of mechanical loads and noise and acoustics, combustion and flow processes, thermal and medium flow management, as well as for catalysis processes. The topics of combustion process and function development, as well as engine and vehicle calibration, are particularly relevant to FEV’s main business areas.
Ford-Werke GmbH is a subsidiary of the world’s fifth largest automobile manufacturer Ford Motor Company. Since 1994, about 350 scientists and engineers from over 25 nations are working at the Research and Innovation center of Ford-Werke in Aachen in collaboration with universities, well-known institutes, competitors and suppliers to achieve an ecologically compatible and safe mobility. Within the development of a new generation of engines and alternative powertrain technologies, powertrains with alternative fuels have already been implemented into Ford’s vehicle portfolio and were brought to serial production (CNG, LPG; Ethanol, E-Powertrains, Fuel cell, H2 combustion engine). Also the cooperation with several national and international consortia in the research field of alternative diesel fuels can be mentioned here (CLEAN, OPTFUEL, BIOENG, xME, Kopernikus PtX).
From the point of view of Ford Werke GmbH, the development of climate-neutral fuel solutions promises immense potential for sustainable mobility in the future. In line with the Ford policy, the development of attractive, affordable, but also environmentally compatible mobility solutions is a central concern for everyone. Climate-neutral fuels can play a decisive role here, as existing conventional drive concepts can be operated CO2-neutral (WtW-based) and with low emissions. There are basically two strategies for use in existing vehicle fleets (orifice plates for fossil and renewable fuel components or retrofit solutions). Ford is interested in both approaches and is therefore carrying out corresponding investigations, ranging from engine tests to use in vehicles as part of C3-mobility.
Die FH Aachen ist eine Hochschule mit praxisorientierter Bildungstradition. Das Lehrgebiet für Hoch- und Höchstfrequenztechnik ist seit 2015 in das Institut für Mikrowellen- und Plasmatechnik (IMP) eingebettet und forscht an der FH Aachen seit 2006 an der Generation von Plasmen bei 2,45 GHz für verschiedenste Anwendungen. Das IMP ist führend in der Erzeugung von MW-Plasmen mit Transistorverstärkern bis 200 W und 50 % Wirkungsgrad. Durch eine neuartige HF-Transformationstechnik ist das IMP in der Lage, bereits bei kleinen Leistungen Plasmen sicher zu zünden. Die neuartige Ansteuerungstechnik hilft, die MW-Energie mit hoher Effizienz einzuspeisen. Das IMP entwickelt verschiedene Technologien Plasmaanregung wie Zündkerzen, Skalpell und Lampen. Weiterhin werden Plasmajets für Oberflächen-, Tief- sowie projektrelevante Hochtemperatur-Behandlungsmethoden entwickelt.
Das Institut für Mikrowellen- und Plasmatechnik IMP der FH Aachen forscht seit 2005 an neuartigen GHz-Plasmen, die ein ähnlich großes Applikationsspektrum wie die Lasertechnik erlauben. So wurde und wird u.a. an neuartigen Lampen, Schweißgeräten, Skalpellen und Plasmajets (mit einer großen Anzahl von Anwendungen) im Rahmen von Forschungsprojekten gearbeitet. Das IMP forscht seit Beginn auch an einer GHz-Zündtechnik, die nunmehr den Magermotorbetrieb mit Startdrücken über 40 Bar und den damit verbundenen CO2-Einsparungen von typischerweise 27% erlaubt. Diese neuartige Technologie, wie auch deren Weiterentwicklung in Form einer weltweit ersten hybriden Glüh-Zündkerze, möchte das IMP ins C3 Mobility-Projekt mit einbringen und somit einen Teil zur Erforschung von energieeffizienten und klimaneutralen Motoren für CO2-neutrale Kraftstoffe liefern.
Die Ford-Werke GmbH ist eine Tochtergesellschaft des weltweit fünftgrößten Automobilherstellers Ford Motor Company. Im Research und Innovation Center der Ford-Werke in Aachen arbeiten seit der Gründung 1994 rund 350 Wissenschaftler und Ingenieure aus über 25 Nationen in Zusammenarbeit mit Universitäten, namhaften Instituten, Wettbewerbern und Zulieferern daran gearbeitet Mobilität ökologisch verträglich und sicher zu machen. Bei der Entwicklung neuer Generationen von Motoren und alternativer Antriebstechniken wurden im Ford Fahrzeugportfolio bereits Antriebe mit alternativen Kraftstoffen verbaut und in Serie gebracht (CNG, LPG, Ethanol, E-Antriebe, Brennstoffzelle, H2-Verbrennungsmotor). Im Forschungsbereich der alternativen Dieselkraftstoffe ist hier die Mitarbeit in mehreren internationalen und nationalen Konsortien zu erwähnen (CLEAN, OPTFUEL, BIOENG, xME, Kopernikus PtX).
Die Entwicklung klimaneutraler Kraftstofflösungen verspricht aus Sicht der Ford Werke GmbH ein immenses Potential für die nachhaltige Mobilität der Zukunft. Im Sinne der Ford-Policy ist die Entwicklung attraktiver, bezahlbarer, aber auch umweltverträglicher Mobilitätslösungen für jedermann ein zentrales Anliegen. Klimaneutrale Kraftstoffe können hierbei eine entscheidende Rolle spielen, da die bereits vorhandenen konventionellen Antriebskonzepte CO2-neutral (WtW-basiert) und emissionsarm betrieben werden können. Für den Einsatz in bestehenden Fahrzeugflotten gibt es hierbei grundsätzlich zwei Strategien (Blenden fossiler und erneuerbarer Kraftstoffkomponenten bzw. Retrofit-Lösungen). Ford ist an beiden Ansätzen interessiert und führt deshalb entsprechende Untersuchungen von Motoruntersuchungen, bis zum Einsatz in Fahrzeugen im Rahmen von C3-Mobility aus.
Das IEK-3 leistet Forschungs- und Entwicklungsbeiträge für die Nutzung der Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnologien in Anwendungen des mobilen und stationären Sektors. Am IEK-3 wird an einem vergleichenden Überblick verschiedener alternativer Kraftstoffe und deren Produktion gearbeitet. Aufgrund der geringen Energiedichte ist Wasserstoff nicht für den direkten Einsatz in Lkws, schweren Nutzfahrzeugen und Flugzeugen geeignet. In diesen Bereichen werden auch langfristig flüssige Kraftstoffe mit hoher Energiedichte benötigt. Eine vielversprechende Möglichkeit um Wasserstoff auch hier nutzbar zu machen, ist das Power-to-Fuel-Konzept.
In C3-Mobility arbeitet das IEK-3 an der Bewertung klimaneutraler Kraftstoffe, inklusive der H2– und CO2-Bereitstellung und der Synthese von Methanol als Zwischenprodukt, der Systembewertung und, zusammen mit einer Reihe von Partnern, an Markteinführungsstrategien. Im Labor entwickelt das IEK-3 Syntheserouten für 2-Butanol und 1-Oktanol. Die Aktivitäten des IEK-3 sind mittelfristig auf die technische Machbarkeit ausgewählter Syntheseketten ausgerichtet.
The IEK-3 makes research and development contributions for the use of fuel cell and hydrogen technologies in applications of the mobile and stationary sector. The IEK-3 is working on a comparative overview of different alternative fuels and their production. Due to its low energy density, hydrogen is not suitable for direct use in trucks, heavy commercial vehicles and aircrafts. In these areas, liquid fuels with high energy density are also needed in the long term. The power-to-fuel concept is a promising way of making hydrogen usable here as well.
In C3-Mobility, IEK-3 is working on the evaluation of climate-neutral fuels, including the provision of H2 and CO2 and the synthesis of methanol as an intermediate product, system evaluation and, together with a number of partners, on market launch strategies. In the laboratory, IEK-3 develops synthesis routes for 2-butanol and 1-octanol. In the medium term, the activities of IEK-3 are oriented towards the technical feasibility of selected synthesis chains.
Das Fraunhofer ISE ist mit rund 1.200 Mitarbeitern das größte Solarforschungsinstitut Europas. Die Arbeit des Institutes reicht von der Erforschung der naturwissenschaftlich-technischen Grundlagen der Solarenergienutzung, über die Entwicklung von Prototypen bis hin zur Ausführung von Pilot-Anlagen. Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien steigt der Anteil des aus fluktuierenden Quellen stammenden Stroms. Durch Wasserelektrolyse, die am Fraunhofer ISE ebenfalls untersucht wird, kann Wasserstoff mit regenerativ erzeugtem Strom hergestellt werden. Er lässt sich dann als Sekundärenergieträger intersektoral in verschiedenen Anwendungen bedarfsgerecht einsetzen, sei es in einer nachhaltigen Mobilität, in der chemischen Industrie als Ausgangsstoff oder aber zur Nutzung in der Energiewirtschaft. Am Fraunhofer ISE entwickeln wir ferner seit mehr als 15 Jahren thermochemische Prozesse mit dem Ziel, deren Energieeffizienz zu erhöhen, CO2– sowie Abgasemissionen zu reduzieren und so der Energiewende mit innovativen verfahrenstechnischen Lösungen zum Erfolg zu verhelfen.
Im Zentrum unserer Arbeiten steht die Untersuchung von heterogen katalysierten Stoffumwandlungen in der flüssigen Phase und in der Gasphase. Ein Schwerpunkt dieser Entwicklungsarbeiten zielt auf die effiziente Synthese von Kraftstoffen unter Verwendung von Wasserstoff, der aus erneuerbaren Quellen hergestellt wird, und Kohlendioxid. Dabei betrachten wir nicht nur technologische Aspekte, sondern evaluieren auch die Wirtschaftlichkeit, sowie mittels Life-Cycle-Assessment-Methoden die Ökologie der Power-to-Liquids (PtL)-Prozesskette. Das Fraunhofer ISE deckt damit alle wichtigen Bausteine der Prozesskette strombasierter Kraftstoffe, von der Erzeugung des erneuerbaren Stroms über die Elektrolyse, bis hin zur Kraftstoffsynthese ab. Des Weiteren haben wir am Fraunhofer ISE eine Kraftstoffaufbereitungstechnolgie entwickelt, die wir als Emissionsreduktionssystem im Verbrennungsmotor einsetzten wollen. Wir wollen damit einen wichtigen Beitrag zur deutlichen Reduzierung von Emissionen in Verbrennungsprozessen leisten.
With around 1,200 employees, Fraunhofer ISE is the largest solar research institute in Europe. The institute’s work ranges from research into the scientific and technical fundamentals of solar energy use, to the development of prototypes and the construction of pilot plants. With the expansion of renewable energies, the share of electricity, coming from fluctuating sources, is increasing. By means of water electrolysis, which is also being investigated at Fraunhofer ISE, hydrogen can be produced using electricity generated from renewable sources. It can then be used as an intersectoral secondary energy source in a variety of applications, whether in sustainable mobility, in the chemical industry as a raw material or for the use in the energy industry. At Fraunhofer ISE, we have also been developing thermochemical processes for more than 15 years with the aim of increasing their energy efficiency, reducing CO2 and exhaust emissions and thus helping the energy revolution to succeed with innovative process engineering solutions.
The focus of our work is the investigation of heterogeneous catalyzed substance transformations in the liquid phase and in the gas phase. One focus of this development work is the efficient synthesis of fuels using hydrogen, produced from renewable sources and carbon dioxide. We do not only consider technological aspects, but also evaluate the economic efficiency and the ecology of the power-to-liquids (PtL) process chain by means of life-cycle assessment methods. Fraunhofer ISE thus covers all important components of the process chain for current-based fuels, from the generation of renewable electricity to electrolysis and fuel synthesis. At Fraunhofer ISE, we have also developed a fuel processing technology that we want to use as an emission reduction system in internal combustion engines. Our aim is to make an important contribution to significantly reduce emissions in combustion processes.
Das 1842 gegründete Familienunternehmen Grillo, mit Hauptsitz in Duisburg, zählt zu den Marktführern in Europa bei der Verarbeitung von Zink und Schwefel. Der weltweit agierende Konzern gliedert sich heute mit seinen ca. 1.600 Mitarbeitern in die Geschäftsbereiche Chemie, Zinkoxid, Metall und RHEINZINK.
Das Produktportfolio umfasst Schwefelchemikalien, Säuren, Natrium- und Zinksalze, sowie Zinkoxide für die verschiedensten Bereiche. Dazu kommen Zinkhalbzeuge, ferner Druckguss-Legierungen für diverse Anwendungen, sowie Bauzink für Bedachungen und Dachentwässerung.
2007 erwarb das Unternehmen die DMS Produktionsanlage am Standort Frankfurt. 2012 wurde zwecks Erreichung einer lieferanten-unabhängiger Rohstoffversorgung für die DMS Anlage eine DME Anlage errichtet, die sowohl die DMS Anlage versorgt, als auch DME für den Verkauf produziert.
Founded in 1842, the family business Grillo, headquartered in Duisburg, is one of Europe’s market leaders in the processing of zinc and sulphur. The concern, which operates worldwide, is today divided into the business divisions Chemicals, Zinc Oxide, Metals and RHEINZINK with its approx. 1,600 employees.
The product portfolio includes sulfur chemicals, acids, sodium and zinc salts as well as zinc oxides for a wide variety of applications. In addition there are zinc semi-finished products, die-cast alloys for various applications, as well as construction zinc for roofing and roof drainage.
In 2007, the company acquired the DMS production facility in Frankfurt. In 2012, in order to achieve a supplier-independent raw material supply for the DMS plant, a DME plant was built which both supplies the DMS plant and produces DME for sale.
Hyundai Motor Europe Technical Center GmbH (HMETC) ist das europäische R&D Centers der Hyundai Motor Group. Neben speziellen Entwicklungsaufgaben, die jedes Technical Center weltweit innerhalb des Konzernes erfüllt, sollen vor allem lokale (europäische) Trends erkannt werden und diese in den Konzern getragen werden. HMETC Schwerpunkte im Bereich Fahrzeugantriebe sind, neben Diesel und Benzin – Turbomotoren, vor allem die Entwicklung und Validierung von Einspritzsystemen (Otto wie Diesel) und damit verbunden natürlich auch neue, alternative bzw. regenerative Kraftstoffe und deren Interaktion mit Fahrzeug Hardware und Software.
Hyundai Motor Europe Technical Center GmbH (HMETC) is the European R&D center of the Hyundai Motor Group. In addition to special development tasks, that each Technical Center performs worldwide within the Group, it is above all local (European) trends that are to be identified and transferred to the Group. In addition to diesel and gasoline turbo engines, HMETC’s main focus in the field of vehicle drives is the development and validation of injection systems (gasoline and diesel) and, of course, new, alternative or regenerative fuels and their interaction with vehicle hardware and software.
Innogy ist ein führendes, europäisches Energieunternehmen, welches sich in den Bereichen der Erzeugung von Erneuerbaren Strom, dem Betrieb von Strom- und Gasnetzen sowie dem Verkauf von Strom- und Gas sowie Energiedienstleistungen an Privat- und Industriekunden engagiert. Bereits seit einigen Jahren engagiert sich innogy im Bereich Power-to-gas sowie Power-to-Liquids.
Zur Erreichung der Klimaziele setzt Deutschland derzeit im Wesentlichen auf die drei Hebel Energieeffizienz, CO2 arme Stromerzeugung und Sektorkopplung (Elektrifizierung). Neben der direkten Nutzung von Strom in anderen Sektoren (Wärme, Mobilität) werden wir auch zu einem nennenswerten Umfang auf erneuerbare Kraftstoffe, insbesondere aus Strom hergestellt, nicht verzichten können. Daher engagiert sich innogy schon seit einigen Jahren in verschiedenen Bereichen der Herstellung und Verwendung erneuerbarer Kraftstoffe. Als assoziierter Partner unterstützen wir das Projekt gerne mit unserer energiewirtschaftlichen und energiesystemischen Expertise, um eine Einbettung der neu entwickelten Ansätze und Ideen in die energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen sicherzustellen.
Die OWI Oel-Waerme-Institut gGmbH ist eine unabhängige, gemeinnützige und freie Forschungseinrichtung. In Zusammenarbeit mit Partnern aus Industrie und Forschung forscht und entwickelt das OWI an Konzepten und Technologien auf dem Gebiet der Wärme- und Stromerzeugung. Der Schwerpunkt liegt auf der energieeffizienten und schadstoffarmen Nutzung flüssiger, fossiler und regenerativer Brenn- und Kraftstoffe. Gegenstand der Forschung und Entwicklung sind die Bereiche Herstellungsverfahren, Stoffeigenschaften, Anwendung und Speicherung, Konzeptentwicklung sowie Technologiebewertung und -transfer. Das Ziel der Arbeiten ist die Entwicklung energieeffizienter und umweltschonender Produkte, die marktfähig sind.
OWI ist Forschungsdienstleister und versteht sich als Mittler zwischen Grundlagenforschung und Anwendung. Im Rahmen des Technologietransfers bearbeitet das OWI sowohl aus öffentlichen Fördermitteln finanzierte Projekte, als auch industrielle Forschungsaufträge. Zu den Kunden gehören Hersteller von Haushaltsheizungen, Unternehmen der Automobilzulieferindustrie, der Mineralölwirtschaft und der Thermoprozesstechnik. Die Forschungsaktivitäten werden von namhaften Unternehmen und Verbänden unterstützt, die in den Branchen Geräte- und Komponentenherstellung, der Mineralölwirtschaft und als Analyse-Labore aktiv sind. Diese rund 30 Fördermitglieder des OWI kommen aus fünf europäischen Ländern.
Ein wissenschaftlicher Beirat berät das Institut in wissenschaftlichen und technischen Fragen. Seit 2007 ist das OWI ein „An-Institut der RWTH Aachen“. Das Rektorat der RWTH Aachen erkennt damit externe Institutionen als Einrichtungen an der Hochschule an, wenn sie wissenschaftliche Aufgaben erfüllen, für die die Hochschule selbst keine Kapazitäten hat, und sofern ihre Forschungs- und Entwicklungsprojekte dem Technologietransfer in die Industrie dienen. OWI wahrt dabei aber seine rechtliche und wirtschaftliche Selbständigkeit als gemeinnützige gGmbH. Wissenschaftlicher Leiter des OWI Oel-Waerme-Instituts ist Univ.-Professor Dr.-Ing. Herbert Pfeifer. Er ist zudem Leiter des Instituts für Industrieofenbau und Wärmetechnik an der Fakultät für Georessourcen und Materialtechnik der RWTH Aachen.
The OWI Oel-Waerme-Institut gGmbH is an independent, non-profit and independent research institution. In cooperation with partners from industry and research, the OWI researches and develops concepts and technologies in the field of heat and power generation. The focus is on the energy-efficient and low-emission use of liquid, fossil and regenerative fuels. Research and development focuses on manufacturing processes, material properties, application and storage, concept development and technology evaluation and transfer. The aim of the work is to develop energy-efficient and environmentally friendly products that are marketable.
OWI is a research service provider and sees itself as an intermediary between basic research and application. Within the framework of technology transfer, OWI handles projects financed from public funds as well as industrial research contracts. Its customers include manufacturers of domestic heating systems, companies in the automotive supply industry, the mineral oil industry and thermal process technology.
The research activities are supported by well-known companies and associations active in the fields of equipment and component manufacturing, the petroleum industry and analysis laboratories. These approximately 30 OWI supporting members come from five European countries.
A scientific advisory board advises the institute on scientific and technical issues. Since 2007, the OWI has been an „affiliated institute of RWTH Aachen University“. The Rectorate of RWTH Aachen University thus recognizes external institutions as institutions at the university if they perform scientific tasks for which the university itself has no capacity and if their research and development projects serve to transfer technology to industry. However, OWI retains its legal and economic independence as a non-profit gGmbH. The scientific director of the OWI Oel-Waerme-Institut is Professor Dr.-Ing. Herbert Pfeifer. He is also head of the Institute for Industrial Furnace Construction and Heat Engineering at the Faculty of Georesources and Materials Engineering at RWTH Aachen University.
Opel ist eine der traditionsreichsten Automobilmarken der Welt und mit einem weltweiten Absatz von über 1 Million Fahrzeugen einer der größten europäischen Fahrzeugherstellern. Das Unternehmen betreibt als Teil des globalen Produktions-, Forschungs- und Entwicklungsnetzwerks der Groupe PSA zehn Werke, sowie ein Entwicklungs- und ein Testzentrum in insgesamt sechs europäischen Ländern.
Hauptentwicklungsstandort für alle Opel-Modelle ist das Engineering Center in Rüsselsheim. Hier sind die Opel-Ingenieure und -Techniker u.a. mit der Entwicklung modernster Antriebsstränge vom Prototyp bis zum serienreifen Produkt betraut. Das Entwicklungszentrum in Rüsselsheim ist mittlerweile ein integraler Bestandteil des globalen R&D-Netzwerks der Groupe PSA und für die Entwicklung der nächsten Generation der EP-Motorenfamilie verantwortlich, die ein wichtiger Bestandteil des Antriebsportfolios des Konzerns ist und in allen PSA-Marken eingesetzt wird. Im Bereich Vorentwicklung Motorsysteme ist Kompetenz auf den Gebieten Simulation, Design, Fertigung, Funktionsentwicklung, Kalibrierung und Test gebündelt. Insbesondere die Themen Brennverfahrens- und Funktionsentwicklung, sowie der Nachweis der Zertifizierungsfähigkeit von Motorkonzepten gehören zu den Kernkompetenzen
C3-Mobility geht mit der Erforschung der Sektorenkopplung, zur weiteren Reduktion der CO2-Emissionen, wesentlich über die im automobilen Verantwortungsbereich derzeit übliche Betrachtung der Tank-to-Wheel-Kette hinaus. Die Projektteilnahme eröffnet der Opel Automobile GmbH die Möglichkeit, den effizienten Einsatz zukünftiger klimaneutraler Kraftstoffe weiterzuentwickeln. Hilfreich hierbei ist das in Rüsselsheim ansässige Center of Competence Alternative Fuels, das die globale Entwicklungsverantwortung für die Groupe PSA in diesen Punkten trägt. Des Weiteren wird Opel Expertise im Bereich der Brennverfahrensentwicklung, dem Aufbau und Test von Motoren sowie der Abstimmung von Fahrzeugen in das Projekt einbringen. In Kooperationen mit den Projektpartnern werden zukunftsfähige Lösungen entwickelt, welche die langfristige Umsetzbarkeit der Energiewende sicherstellen sollen. Darüber hinaus ergeben sich Chancen, das eigene Know-How in den Bereich der Sektor übergreifenden Nutzungsanalyse klimaneutraler Kraftstoffe zu erweitern.
Durch den ganzheitlichen Charakter des Projektes wird so ein Beitrag zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit des Forschungs-, Entwicklungs- und Produktionsstandortes Deutschland geleistet.
Opel is one of the most traditional automobile brands in the world and one of Europe’s largest vehicle manufacturers with worldwide sales of over 1 million vehicles.
As part of Groupe PSA’s global production, research and development network, the company operates ten plants, a development centre and a test centre in a total of six European countries.
The main development site for all Opel models is the Engineering Center in Rüsselsheim. Here, Opel engineers and technicians are entrusted, among other things, with the development of state-of-the-art powertrains from prototype to production-ready product. The development centre in Rüsselsheim has become an integral part of the global R&D network of Groupe PSA and is responsible for the development of the next generation of the EP engine family, which is an important part of the Group’s drive portfolio and is used in all PSA brands. In the area of pre-development engine systems, competence in the areas of simulation, design, manufacturing, function development, calibration and testing is bundled. The core competencies include, in particular, the development of combustion processes and functions as well as the certification of engine concepts.
C3-Mobility goes significantly beyond the usual view of the tank-to-wheel chain in the area of automotive responsibility with its research into sector coupling for the further reduction of CO2 emissions.
Participation in the project gives Opel Automobile GmbH the opportunity to further develop the efficient use of future climate-neutral fuels. The Rüsselsheim-based Center of Competence Alternative Fuels, which has global development responsibility for the Groupe PSA in these areas, is helpful in this respect. In addition, Opel will contribute expertise in the areas of combustion process development, engine design and testing, and vehicle tuning to the project. In cooperation with the project partners, sustainable solutions will be developed to ensure the long-term feasibility of the energy system transformation. In addition, there will be opportunities to expand one’s own know-how in the field of cross-sector utilization analysis of climate-neutral fuels.
The holistic character of the project thus contributes to securing the competitiveness of Germany as a research, development and production location.
Die Forschung am Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen Aachen (VKA) der RWTH Aachen beschäftigt sich mit den großen Herausforderungen, die mit der Nutzung von alternativen Kraftstoffen wie DME und OME verbunden sind. Um einen Motor für diese Kraftstoffe zu optimieren, müssen neben der Kraftstoffeinspritzung selber auch andere Bauteile, sowie die Motorsteuerungen angepasst werden.
Die Zweckdienlichkeit der angewandten Werkzeuge, Einrichtungen und Messtechniken, die für die Erreichung der Projektziele erforderlich sind, wurde bereits in früheren Projekten demonstriert ((EU-218512, Bio-Ethanol Engine for Advanced Urban Transport by Light Commercial Vehicle & Heavy DutY („BEAUTY“); EU-234032, POWERtrain for FUture Light-duty vehicles („POWERFUL“); AiF-16921, Diesel-Wasser-Mikroemulsionen („DWME“), Cluster of Excellence 236, Tailor-Made Fuels from Biomass („TMFB“)).
Im Rahmen dieser Projekte wurden umfangreiche Motoruntersuchungen mit alternativen Kraftstoffen durchgeführt, um den Einfluss der Molekularstruktur, der Volatilität, der Zündfähigkeit etc. auf die Gemischbildung, Verbrennung und Emissionen, sowohl für benzin-, als auch für dieselähnliche Verbrennung zu bewerten. Die untersuchten Brennstoffe reichen von herkömmlichen alternativen Brennstoffen, z.B. Ethanol und Biodiesel, zu weiterentwickelten, sauerstoffhaltigen Kraftstoffen wie Furane, langkettige Alkohole oder Ether. Dabei stehen nicht nur reine Komponenten, sondern auch Mischungen im Fokus der Forschung.
Aufgrund der intensiven Forschung zu alternativen Kraftstoffen konnte ein erhebliches Wissen über die Korrelation der Kraftstoffstruktur auf die Verbrennung generiert werden. Insbesondere die Forschung in FVV 1069 („LPG Systemvergleich“) und das BMWi-Projekt 19U15007C (BMWi 19U15007C, xME-Diesel – (Bio-) Methylether als alternative Kraftstoffe in bivalenten Diesel-Brennverfahren) führten zu detaillierten Kenntnissen in Bezug auf die Handhabung von gasförmigen Brennstoffen und der erforderlichen Infrastruktur.
Prof. Karl Alexander Heufer ist Juniorprofessor für physikalisch-chemische Grundlagen der Verbrennung an der RWTH Aachen. Wesentliches Ziel seiner Arbeit ist ein tiefgreifendes Verständnis der Reaktionsmechanismen bei Verbrennungsprozessen konventioneller, wie auch neuartiger Brennstoffe zu erlangen, um in Zukunft effizientere und sauberere Verbrennungssysteme entwickeln zu können. Dabei steht vor allem die Selbstzündungschemie bei hohen Drücken und niedrigen Temperaturen im Fokus aktueller Forschung, da sie sowohl bei den heutzutage üblichen Brennverfahren, als auch bei neuartigen Konzepten wie das HCCI-Verfahren (Homogenous Charge Compression Ignition) von entscheidender Bedeutung ist. Die Bildung von Schadstoffen in Verbrennungsprozessen ist eng mit der Kraftstoffchemie verknüpft, so dass eine Kenntnis der Reaktionsabläufe von Kraftstoffen die Grundlage für das Verständnis von Schadstoffentstehung darstellt.
Hauptsächliches Ziel der Forschung ist somit die Entwicklung detaillierter kinetischer Mechanismen, die die Chemie der untersuchten Kraftstoffe möglichst vollständig beschreiben. Diese Mechanismen werden dann mit Hilfe experimenteller Daten aus verschiedenen Anlagen validiert. Am PCFC stehen dazu sowohl eine Rapid Compression Machine, als auch ein Stoßrohr zur Verfügung, die von ihrer Auslegung und Funktionalität zum weltweiten Stand der Technik gehören.
Research at the Chair of Internal Combustion Engines Aachen (VKA) at RWTH Aachen University deals with the major challenges associated with the use of alternative fuels such as DME and OME. In order to optimize an engine for these fuels, not only the fuel injection itself, but also other components and the engine controls must be adapted.
The usefulness of the applied tools, equipment and measurement techniques required to achieve the project objectives has already been demonstrated in earlier projects ((EU-218512, Bio-Ethanol Engine for Advanced Urban Transport by Light Commercial Vehicle & Heavy DutY („BEAUTY“); EU-234032, POWERtrain for FUture Light-duty vehicles („POWERFUL“); AiF-16921, Diesel-Water Microemulsions („DWME“), Cluster of Excellence 236, Tailor-Made Fuels from Biomass („TMFB“).
Within the scope of these projects, extensive engine investigations with alternative fuels were carried out in order to evaluate the influence of molecular structure, volatility, ignition capability etc. on mixture formation, combustion and emissions, both for petrol and diesel-like combustion. The fuels investigated range from conventional alternative fuels, e.g. ethanol and biodiesel, to advanced oxygenated fuels such as furans, long-chain alcohols or ethers. Research focuses not only on pure components, but also on mixtures.
Due to intensive research on alternative fuels, considerable knowledge has been generated about the correlation of the fuel structure to combustion. In particular the research in FVV 1069 („LPG system comparison“) and the BMWi project 19U15007C (BMWi 19U15007C, xME diesel – (bio-) methyl ether as alternative fuels in bivalent diesel combustion processes) led to detailed knowledge regarding the handling of gaseous fuels and the necessary infrastructure.
Prof. Karl Alexander Heufer is junior professor for physical-chemical fundamentals of combustion at the RWTH Aachen. The main goal of his work is to gain a profound understanding of the reaction mechanisms in combustion processes of conventional, as well as novel fuels in order to develop more efficient and cleaner combustion systems in the future. Current research focuses above all on the self-ignition chemistry at high pressures and low temperatures, since it is of decisive importance, both for the combustion processes common today, and for new concepts such as the HCCI process (Homogenous Charge Compression Ignition). The formation of pollutants in combustion processes is closely linked to fuel chemistry, so that knowledge of the reaction processes of fuels forms the basis for understanding the formation of pollutants.
The main goal of the research is the development of detailed kinetic mechanisms that describe the chemistry of the investigated fuels as completely as possible. These mechanisms are then validated with the help of experimental data from different plants. The PCFC provides both, a Rapid Compression Machine and a shock tube whose design and functionality are state of the art worldwide.
Shell ist eines der weltgrößten Energieunternehmen – mit rund 92.000 Mitarbeitern in über 70 Ländern. Die weltweite Unternehmenszentrale ist in Den Haag / Niederlande. Chief Executive Officer ist Ben van Beurden. Die Mutterfirma der Shell Gruppe ist die Royal Dutch Shell plc, ein in England und Wales eingetragenes Unternehmen. Shell ist ein führendes Unternehmen in der Öl- und Gasindustrie und hat das erklärte Ziel, die weltweite Nachfrage nach Energie auf verantwortungsbewusste Weise zu decken. Sicherheit, sowie die Wahrnehmung ökologischer und sozialer Verantwortung haben dabei höchste Priorität. Shells Aktivitäten gliedern sich in die vier Geschäftsbereiche Upstream, Integriertes Gasgeschäft und New Energies, Downstream, sowie Projekte und Technologie. Das Shell Technology Centre Hamburg ist Teil des globalen Forschungsnetzes der Shell. Hier werden effizientere Kraftstoffe und Produkte, ebenso wie Technologien erforscht und entwickelt, die benötigt werden, um mehr und sauberere Energie zu erzeugen. Das Hamburger Labor gilt als das Shell Expertise-Zentrum für die Bereiche Kraftstoffe, Schmierstoffe, Marine sowie Motoren-, Getriebe- und Fahrzeugtests. Das Labor wurde 1956 gegründet. Seine rund 250 Mitarbeiter arbeiten eng mit der Industrie, Automobilherstellern und Endverbraucher zusammen.
Shell is one of the world’s largest energy companies – with around 92,000 employees in over 70 countries. The worldwide headquarters is located in The Hague, The Netherlands. Chief Executive Officer is Ben van Beurden. The parent company of the Shell Group is Royal Dutch Shell plc, a company registered in England and Wales. Shell is a leader in the oil and gas industry and has the stated goal of responsibly meeting the world’s demand for energy. Safety, as well as the perception of ecological and social responsibility have the highest priority. Shell’s activities are divided into four business areas: Upstream, Integrated Gas Business and New Energies, Downstream, and Projects and Technology. The Shell Technology Centre Hamburg is part of Shell’s global research network. It researches and develops more efficient fuels and products, as well as technologies needed to produce more and cleaner energy. The Hamburg laboratory is regarded as Shell’s centre of expertise for fuels, lubricants, marine, engine, transmission and vehicle testing. The laboratory was founded in 1956. Its approximately 250 employees work closely with industry, car manufacturers and end users.
TEC4FUELS ist ein KMU, das technische Dienstleistungen sowie Forschung und Entwicklung im Bereich technischer Produkte, Systeme und Energieträger und deren Anwendung auf dem Energiemarkt für Kraft- und Schmierstoffe anbietet und betreibt. Dazu gehört die Prüfung der Funktionsfähigkeit und Leistung von Kraftstoffen und Anwendungstechnologien unter realistischen Bedingungen. TEC4FUELS unterstützt Kunden in den folgenden Bereichen: Testing (Qualitätskontrolle durch Eignungsprüfung von technischen Komponenten sowie von Kraftstoffen und Schmierstoffen und deren Mischungen), Quality Watch (Qualitätskontrolle von Kraftstoffen in Notstromversorgungssystemen), Engineering (Technologietransfer aus der Grundlagenforschung in die Anwendung, vom Proof of Concept bis zum Prototyping) und Consulting (Technologieberatung, Technologiebewertung, Data Mining, Risikobewertung, numerische Simulation).
Das Hauptziel von TEC4FUELS in C3-Mobility ist es, weitere Erkenntnisse über die Material-, Komponenten- und Kraftstoff-Wechselwirkungen von Dieselkraftstoffgemischen (Mehrkraftstoffkonzept) und die Kraftstoffalterung von Mehrkomponentenkraftstoffen zu gewinnen. Als technischer Dienstleister im Bereich der Energie- und Verbrennungstechnik ist es für TEC4FUELS von großer Bedeutung, in der Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet Fortschritte zu erzielen. Durch das Wissen um die Vorteile und Grenzen neuer Konzepte, Kraftstoffe und Systeme kann TEC4FUELS seine Position als strategischer Partner in zukünftigen Industrieprojekten weiter ausbauen.
TEC4FUELS ist verantwortlich für die Entwicklung und Optimierung von Hardware-in-the-Loop-Tests von kraftstoffführenden Teilen. Damit soll der Machbarkeitsnachweis mittels langfristiger Bauteil- und Materialbedienbarkeit (Zusammenspiel mit verschiedenen Dieselgemischen) unter realistischen Bedingungen erbracht werden. Dieses Prüfkonzept hat sich als beschleunigtes Testen unter realistischen Bedingungen bei gleichzeitig niedrigem Kraftstoffverbrauch bewährt.
TEC4FUELS is a SME, acting as a provider of technical services conducting research and development concerning technical products, systems and energy carriers, and their application in the energy market for fuels and lubricants. That comprises the testing of operability and performance under realistic conditions. TEC4FUELS supports customers in the following fields: Testing (quality control by fit-for-purpose-testing of technical components, as well as fuels and lubricants and their blends), Quality Watch (quality control of fuels in emergency power supply systems), Engineering (transfer of technologies derived from the fundamental research into application, from proof-of concept up to prototyping), and Consulting (technological consulting, technology assessment, data mining, risk assessment, numerical simulation).
The major goal of TEC4FUELS in this project is to gain further knowledge concerning material/component/fuels-interactions of diesel fuel blends (multi-fuel concept) and the fuel aging of multicomponent fuels. As a provider of technical services in the field of energy and combustion technology, keeping ahead in research and development in this area is of utmost importance for TEC4FUELS. By knowing the benefits and limitations of new concepts, fuels and systems, TEC4FUELS is able to further develop its position of strategic partnerships in future industrial projects. TEC4FUELS is responsible for development and optimization of Hardware-in-the-Loop-Testing of fuel-leading parts. Finally, prove of concept will to be provided by means of long term component and material operability (interaction with different diesel blends) under realistic conditions. This test concept has proven to provide accelerated testing under realistic conditions, while keeping the fuel consumption low at the same time.
Das Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe der TU Darmstadt beschäftigt sich hauptsächlich, und seit vielen Jahren, mit den Schwerpunkten Motoroptimierung und Kraftstoffe, Abgasnachbehandlung, Elektrifizierung, RDE sowie Methodik. Die verschiedenen Arbeitsbereiche sind in der Regel in einer Vielzahl von Projekten miteinander verzahnt. Die vorhandene Expertise aus diesen Bereichen wird aktiv zum Erfolg dieses Vorhabens beitragen. Seit 2014 betreibt das Institut intensive Forschungsarbeit mit dem synthetischen, strombasierten Kraftstoff Oxymethylenether (OME). Dafür kommen verschiedene Versuchsträger vom Einzylindermotor der Pkw-Klasse bis zum Heavy-Duty Vollmotor zum Einsatz. Darüber hinaus hat das Institut ein Forschungsfahrzeug für den Betrieb mit OME aufgebaut. Die Erkenntnisse aus den bisherigen Forschungsarbeiten zeigen ein hohes Potential auf. Die gewonnene Kompetenz ermöglicht eine präzise Definition der in diesem Projekt zu bearbeitenden Forschungsfragen.
Der zukünftige Mix von Antriebssystemen ist keine Frage der Motoren, sondern eine Frage des Energiesystems. Synthetische, regenerative Kraftstoffe und die Beimischung solcher haben das Potential, CO2– und Schadstoffemissionen wirksam zu reduzieren. Aus Sicht des Instituts stellen solche Kraftstoffe, neben der fortschreitenden Elektrifizierung, einen elementaren Baustein für die zukünftige umweltneutrale Mobilität dar. Stetige Verbesserungen der Antriebssysteme und der Abgasnachbehandlung sorgen dafür, dass das Thema Schadstoffemissionen zukünftig nicht weiter relevant sein wird. Die entsprechenden Technologien müssen sukzessive im Markt etabliert werden. Neuartige Kraftstoffe, wie bspw. OME, können mittels CO2-neutraler Herstellung die CO2-Emissionen der Flotte senken, sofern die Anrechnung entsprechend gesetzlich verankert wird. Ein mögliches Einführungsszenario von OME in den Markt ist die Beimischung zu konventionellem Dieselkraftstoff. Dazu gilt es die Auswirkungen auf das Abgasnachbehandlungssystem zu identifizieren und weitere Potentiale im Zusammenspiel von Motor und Abgassystem zu heben.
The Institute for Internal Combustion Engines and Vehicle Propulsion Systems at TU Darmstadt is mainly concerned with engine optimization and fuels, exhaust gas after-treatment, electrification, RDE and methodology. As a rule, the various fields of work are interlinked in a large number of projects. The existing expertise from these areas will actively contribute to the success of this project. Since 2014, the institute has been conducting intensive research work with the synthetic, current-based fuel oxymethylene ether (OME). Various test vehicles ranging from single-cylinder passenger car class engines to heavy-duty full engines are used for this purpose. In addition, the institute has set up a research vehicle for operation with OME. The findings from previous research show a high potential. The competence gained enables a precise definition of the research questions to be dealt with in this project.
The future mix of drive systems is not a question of motors, but of the energy system. Synthetic, regenerative fuels and their admixtures have the potential to effectively reduce CO2 and pollutant emissions. From the Institute’s point of view, such fuels represent an elementary building block for future environmentally neutral mobility in addition to progressive electrification. Continuous improvements, in driving systems and exhaust after-treatment, ensure that the issue of pollutant emissions will no longer be relevant in the future. The corresponding technologies must be successively established in the market. Novel fuels, such as OME, can reduce the CO2 emissions of the fleet by means of CO2-neutral production, as long as the crediting is anchored in law. A possible introduction scenario for OME on the market is blending with conventional diesel fuel. To this end, the effects on the exhaust after-treatment system must be identified and further potentials, in the interaction of engine and exhaust system, must be exploited.
Der Lehrstuhl Verbrennungsmotoren ist ein interdisziplinär arbeitender Forschungs- und Entwicklungsstandort. Neben öffentlich geförderten Verbundprojekten bestehen weiterhin gute Kontakte zu Industriepartnern, die im Rahmen der Auftragsforschung vertieft werden. Dies gewährleistet stetige Aktualität und Relevanz der untersuchten Schwerpunkte. Das Portfolio erstreckt sich hierbei vom Versuch, bis hin zu komplexen Simulationsaufgaben. Dabei stehen im Haus entwickelte Regelsysteme, sowie Softwarelösungen, als auch Versuchsaufbauten zur Verfügung. Die angegliederten Werkstattkapazitäten ermöglichen dabei hohe Flexibilität und eine Verkürzung der Prozessdauern.
Die Untersuchungsmöglichkeiten zur Optimierung des Verbrennungsmotors gliedern sich von Gesamtfahrzeuguntersuchungen, über hochdynamische Motorenversuche, stationäre Verbrennungsanalysen bis hin zu Komponententest. Die Verbesserung aktueller Brennverfahren erfolgt dabei sowohl im Motorenversuch, als auch durch hochkomplexe optische Versuchsmethoden. Dabei können sowohl Einspritzsysteme im abstrahierten Hochdruckkammerversuch, als auch im optisch zugänglichen Transparentmotor analysiert und verbessert werden. Dazu stehen Hochgeschwindigkeitskameras mit bis zu 1.000.000 Bildern pro Sekunde sowie passende Bildverstärker für Spektralbereiche außerhalb des optischen sichtbaren Wellenlängenbereichs zur Verfügung. Die Möglichkeit zur permanenten Konditionierung des Versuchsträgers von -25°C bis zu 90°C erlaubt dabei eine vollumfängliche Nachbildung nahe aller relevanten Betriebszustände. Weiterhin dienen diese Methoden der Validierung hochkomplexer 3D-CFD Modelle. Hierdurch können Phänomene dargestellt werden, welche messtechnisch nicht, oder nur mit enormen Aufwand erfasst werden können. Dazu zählen sowohl hochdynamischen Strömungsprozesse, sowie lokale Verteilungen von Schadstoffen, als auch Reaktionspartnern.
Durch die Bündelung sämtlicher genannter Kompetenzen kann eine ganzheitliche und effiziente Betrachtung des Verbrennungsmotors im Haus vorgenommen werden. Weiterhin können zu den genannten Themen ebenfalls Steuerungs- und Regelungskonzepte erstellt und hochdynamisch erprobt werden. Hierdurch kann weiteres Optimierungspotential des Motors im Gesamtkonzept erschlossen werden.
Der Verkehrssektor spielt beim erreichen der Klimaschutzziele eine bedeutende Rolle. Um das globale Bedürfnis nach individueller Mobilität weiterhin zu erfüllen, ist die Erforschung kostengünstiger Antriebe mit deutlich reduziertem CO2-Ausstoss unumgänglich. Der Verbrennungsmotor bietet aufgrund seines hohen Leistungsgewichts und dem geringen Materialaufwand das optimale Herzstück dieser Bestrebung.
Der Lehrstuhl Verbrennungsmotoren der TU-Dresden beteiligt sich im Rahmen des Verbundprojektes C3-Mobility an einer zielgerichteten Erforschung von Oxymethylenether-Kraftstoffen zur signifikanten CO2-Einsparung bei PKW-Dieselmotoren. Unserer Auffassung nach bieten diese Kraftstoffe, neben der potenziellen CO2-Neutralität, außerdem zusätzliche Vorteile zur weiteren Optimierung der dieselmotorischen Verbrennung, wodurch der Ausstoß gesundheitsschädlicher Schadstoffe zusätzlich gesenkt werden kann.
The increasing CO2 concentration in the earth’s atmosphere and the resulting climatic change require an immediate and efficient reduction of anthropogenic carbon dioxide emissions. The Paris Climate Convention provides for an 80% reduction in annual emissions by 2050.
The transport sector plays an important role with a share of 23%. In order to continue to meet the global need for individual mobility, research into cost-effective drives with significantly reduced CO2 emissions is essential. Due to its high power-to-weight ratio and low material requirements, the combustion engine is the optimal heart of this endeavour.
By using synthetic, CO2-neutral fuels, the above-mentioned goals can be achieved in full.
Within the framework of the joint project C3-Mobility, the Chair of Internal Combustion Engines at the TU Dresden is participating in a targeted research project on oxymethylene ether fuels for significant CO2 savings in passenger car diesel engines. In our opinion, these fuels, in addition to their potential CO2 neutrality, also offer additional advantages for the further optimization of diesel engine combustion, which can further reduce emissions of harmful pollutants.
Umicore ist eine Materialtechnologie-Gruppe, zu der die Umicore AG & Co. KG mit Sitz in Hanau-Wolfgang, gehört. Die Aktivitäten konzentrieren sich auf drei Geschäftssegmente: Catalysis, Energy & Surface Materials und Recycling. Umicore ist ein weltweit führendes Unternehmen bei der Herstellung von Autoabgaskatalysatoren und einer Vielzahl edelmetallhaltiger Produkte, mit der besonderen Stärke, den kompletten Kreislauf anbieten zu können. Umicore erzielt den Großteil der Umsätze mit sauberen Technologien, wie beispielsweise Werkstoffen für wiederaufladbare Batterien und Recycling. Ein hoher Anteil wird in Forschung und Entwicklung investiert.
Umicore verfügt über langjährige Erfahrung in der Entwicklung von Autoabgaskatalysatoren für PKW und LKW und andere Fahrzeuge und auch Möglichkeiten zur Testung der Katalysatoren in kompletten Systemen und Fahrzeugen (Motor- und Fahrzeugrollenprüfstände).
Neben dem chemisch-katalytischen und materialkundlichen Know-how, wurde im Rahmen von langjährigen Kooperationen auch motortechnisches Wissen aufgebaut, das es erlaubt, systemtechnische Hintergründe zu verstehen und für die Katalysatorentwicklung zu nutzen.
Die in dem Teilprojekt mit der TU Darmstadt und der AVL geplante Entwicklung von Abgasnachbehandlungssystemen, für den Einsatz von klimaneutralen Kraftstoffen in Dieselmotoren, ist anspruchsvoll. Aufgrund der langjährigen Erfahrungen bei der Entwicklung von Katalysatoren für unterschiedlichste Anwendungen und Problemstellungen geht die Umicore davon aus, einen Beitrag zur erfolgreichen Bearbeitung des Teilprojektes leisten zu können.
The Volkswagen Group consists of 12 independent brands from seven European countries. Each brand has its own character and operates independently in the market. The range extends from motorcycles and small cars to luxury cars. In the commercial vehicle segment, the range starts with pick-up vehicles and extends to buses and heavy trucks. The Volkswagen Group also manufactures large diesel engines for maritime and stationary applications, turbochargers and machines, special gearboxes, compressors and chemical reactors in other business areas. The Volkswagen Group also offers a broad range of financial services.
These include dealer and customer financing, leasing, banking and insurance business, and fleet management. At the end of 2017, around 642,000 people were employed throughout the Group. This makes the Volkswagen Group one of the world’s largest automotive manufacturers. In 2017, more than 10 million automobiles were delivered to customers (12.1% share of the global passenger car market), generating annual sales of 230.7 billion euros. Research and development costs amounted to around 13.1 billion euros in the same year. This means that the Volkswagen Group is investing more than any other company in the world in future technologies. At the end of 2017, around 49,000 people were employed in research and development, accounting for around 7.7% of the total workforce.
Volkswagen has also set itself the Group goal of becoming a world leader, not only economically, but also ecologically. These goals are defined in the „TOGETHER – Strategy 2025“. The overriding vision is to become one of the world’s leading providers of sustainable mobility.
This overarching strategy is implemented in the Volkswagen brand within the „Transform – 2025“ strategy. One of the objectives is to reduce the CO2 footprint of the vehicle fleet by 25%. A central element in this is the use of CO2-neutral fuels.
As part of the overall C3-Mobility project, solutions such as MtG can be researched and evaluated.
Volkswagen is endeavoring to identify this potential in the sub-project „MtG/EtOH – high-octane and CO2-neutral fuel for petrol engines“ and to incorporate it into the company.
Für das beantragte Teilprojekt des C3-Mobility-Verbunds ist das Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (IEC) der TUBAF verantwortlich. Dabei sind mit den Professuren der Reaktionstechnik (RT; Prof. Kureti) und der Energieverfahrenstechnik und thermischen Rückstandsbehandlung (EVT; Prof. Meyer) zwei Arbeitsgruppen involviert, die in den projektrelevanten Bereichen Katalysatorentwicklung (RT) und Synthesegastechnologie (EVT) besonders ausgewiesen sind.
Die Professur RT besitzt eine ausgewiesene Expertise in den Bereichen heterogene Katalyse und Reaktionstechnik, speziell in Bezug auf Abgasreinigung, CO2-Minderung und Erzeugung von Kraftstoffen. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der wissensbasierten Entwicklung neuer katalytischer Materialien und Verfahren. Dieses Konzept beinhaltet die eingehende Charakterisierung von Katalysatoren sowie Untersuchungen zu Mechanismus und Kinetik. Basierend auf dieser Kenntnis erfolgt das gezielte Designen hochaktiver Katalysatoren. Darüber hinaus besteht eine eingehende Expertise in der kinetischen Modellierung und Prozessmodellierung bzw. -optimierung. Im Bereich Kraftstofferzeugung liegt der Fokus auf der CO2-Methanisierung, CO2-Methanolisierung, Fischer-Tropsch-Synthese, dem MtG-Prozess sowie der Pflanzenölhydrierung. Von umfassender Bedeutung wird die Präparation, Testung und physikalisch-chemische Charakterisierung der Katalysatormaterialien vor und nach der Benzinsynthese angesehen. Die entsprechenden Analysengeräte und -anlagen sowie die Expertisen dazu sind im Institut der TUBAF vorhanden. Ziel ist die Katalysatorentwicklung und Optimierung der Prozessparameter für den MtG-Prozess. Dies erfolgt an einer MtG-Anlage mit Mikroreaktor, welche schon vor Projektbeginn in der Professur vorhanden ist. Neben dieser MtG-Laborversuchsanlage existiert in der Professur RT eine weitere MtG-Kleinanlage, an der im Vorfeld thematisch ähnliche MtG-Versuche durchgeführt wurden. Resultierend aus dem entwickelten, optimierten Katalysator werden an der MtG-Laboranlage kinetische Untersuchungen vorgenommen, auf deren Grundlage ein kinetisches Modell erstellt wird, um ein eingehendes Verständnis der komplexen Reaktionsabläufe zu erhalten. Darauf basierend soll der technische Prozess weiter optimiert werden.
Die Professur EVT bringt in das Verbundforschungsvorhaben – neben ihren laboranalytischen Kenntnissen und den Erfahrungen im Betrieb klein- und großtechnischer Versuchsanlagen – vorrangig die im Rahmen des Forschungsvorhabens „Entwicklung einer neuen Technologie zur Herstellung von hochoktanigem Benzin aus Synthesegas“ (Laufzeit 2008 – 2013) errichtete Großversuchsanlage zur Benzinsynthese (STF-Anlage) ein. Das neuartige Syngas-to-Fuel-Verfahren, das ohne die sonst übliche, aufwendige Produkt-Nachbehandlung auskommt, konnte im vorgenannten Forschungsvorhaben gemeinsam mit dem Projektpartner CAC entwickelt, in den Technikumsmaßstab umgesetzt und am IEC erfolgreich erprobt werden. Die Synthese des hochoktanigen Benzins erfolgt in zwei Stufen: Einer vorgeschalteten Methanolsynthese, die bis zu 700 m3/h (i.N.) Synthesegas verarbeitet, folgt in einem zweiten Reaktor die Benzinsynthese mit einer Nennleistung von 120 l Benzin pro Stunde. Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens soll die STF-Großversuchsanlage umgerüstet und damit zur Benzinerzeugung im 2×20-t-Maßstab ertüchtigt werden, um einen mehrwöchigen, stabilen Versuchsbetrieb unter Einhaltung konstanter Qualitäten des hochoktanigen Benzins und damit die Bereitstellung der für die bei den C3-Mobility-Projektpartnern stattfindenden Kraftstoffuntersuchungen erforderlichen Benzinmengen zu gewährleisten.
