CO2-neutrale Brenn- und Kraftstoffe für die Energiewende

Technisch ausgereifte, treibhaus­gasarme Lösungen für die Wärme­erzeugung und Mobilität von morgen – daran forscht und arbeitet die OWI Oel-Waerme-Institut gGmbH. Ziel ist es, flüssige Brenn- und Kraft­stoffe auf Basis fossiler sowie erneuer­barer Energien besonders effizient und sicher nutzbar zu machen.

OWI erforscht und entwickelt Methoden und Prüfstände zur Untersuchung von Einzelkomponenten und Gesamtsystemen unter realitätsnahen Einsatzbedingungen. Hier ein Prüfstand zum Test der Wechselwirkungen von Kfz-In- Tank-Pumpen mit unterschiedlichen Kraftstoffen.
OWI erforscht und entwickelt Methoden und Prüfstände zur Untersuchung von Einzelkomponenten und Gesamtsystemen unter realitätsnahen Einsatzbedingungen. Hier ein Prüfstand zum Test der Wechselwirkungen von Kfz-In- Tank-Pumpen mit unterschiedlichen Kraftstoffen. © OWI

Seit rund 20 Jahren ist das Oel-Waerme-Institut in zwei zentralen Forschungs­feldern etabliert: zukunfts­fähige flüssige Energieträger und Effizienz­technologien. Mit anwendungs­nahen Lösungs­ansätzen für klima- und umwelt­schonende Mobilität und Raumwärme leistet OWI heute einen wichtigen Beitrag zur Energie­wende. Der Fokus im Bereich flüssiger Energie­träger liegt derzeit auf Brenn- und Kraft­stoffen mit einem möglichst hohen CO2- Minderungs­potenzial sowie deren Kompatibilität mit modernen Verbrennungs- und Motoren­technologien. Beispiels­weise wird der Einsatz von Brennstoffen aus Abfällen und Rest­stoffen biogener Herkunft unter­sucht. Auch sogenannte E-Fuels oder Synfuels, die aus regenerativ erzeugtem Strom und einer erneuer­baren Kohlen­stoff­quelle synthetisch hergestellt werden, sind ein hoch­aktuelles Forschungsthema.

Logo der OWI an der RWTH Aachen

Forschung für zukunftsfähige Brenn- und Kraftstoffe

Innovative Effizienztechnologien wie Brennstoffzellen, Heizsysteme und die Kraft-Wärme-Kopplung sind wichtige Forschungs­themen im Bereich Energie­systeme. Auch hier geht es um den effizienten Einsatz von Brenn- und Kraft­stoffen. Dafür werden einer­seits einzelne System­komponenten wie Brenner, Vormisch­systeme oder Reaktoren weiterentwickelt, andererseits wird die Effizienz der Gesamt­systeme im Zusammenspiel der Komponenten genau unter die Lupe genommen.

Eine wichtige Grundlage für die erfolgreiche Forschungs­arbeit rund um Energie­träger und Energie­systeme ist das umfassende Knowhow des OWI im Bereich der Hoch­temperatur­technik. Dabei geht es um verfahrens­technische Prozesse im Temperatur­bereich ober­halb von 500.°C. Bei der Entwicklung von Brennern, Prüfung und Optimierung von Komponenten und Prozessen sowie der Ermittlung von Einsatz­grenzen und Lebens­dauer­prognosen von hoch­temperatur­beständigen Werk­stoffen kann OWI seine Erfahrung voll ausspielen.

Fit für die Praxis

Eine wichtige Richtschnur für jedwede Forschungs­tätigkeit in dem Aachener Institut ist die Nähe zur tatsächlichen Anwendung. Ein Beispiel: OWI unter­sucht, wie sich Brenn- und Kraft­stoffe mit unter­schiedlich hohen E-Fuel-Anteilen im Zusammen­spiel mit Einzel­komponenten und im Gesamt­system unter realitätsnahen Einsatz­bedingungen verhalten. Dabei ist die Lebens­dauer technischer Bauteile ein wichtiger Aspekt, ebenso wie die Reduzierung der lokalen Abgas­emissionen. Über­prüft werden diese Kriterien in von OWI speziell entwickelten „Fit for Purpose“-Test­verfahren. Sie können das komplexe Wechsel­spiel herkömmlicher und neuer Kraft­stoffe mit bestehenden und neuen Anwendungs­technologien schnell und kosten­günstig darstellen und liefern eine gute Entscheidungs­grund­lage für die Produkt­entwicklung. Denn wer mit einem neuen Fuel, einem Bau­teil oder System in einen Feld- bzw. Flotten­test oder gar in den Markt geht, braucht maximale Betriebs­sicherheit.

Steckbrief

Zielsetzung

Das OWI wurde 1998 gegründet und ist seit 2007 ein An-Institut der RWTH Aachen. Es versteht sich als Mittler zwischen Grund­lagen­forschung und Anwendung mit einem Fokus auf angewandter Forschung zur Ergänzung der universitären Grund­lagen­forschung. Das Institut hat seinen Schwer­punkt im Bereich angewandter Forschung für den Mittel­stand und führt seine Forschungs­projekte über­wiegend mit Unter­stützung aus öffentlichen Förder­mitteln des Bundes und des Landes NRW durch. Darüber hinaus ist das OWI in inter­nationale Forschungs­projekte der EU eingebunden und pflegt eine intensive Zusammen­arbeit mit inter­nationalen Forschungs­institutionen. Ebenso findet unter anderem durch die gesellschafts­rechtliche Anbindung des OWI an das Institut für Wärme und Oeltechnik e.V. (IWO) eine Diskussion und ein Wissens­transfer der Forschungs­ergebnisse mit der Mineral­öl­wirtschaft statt.

Derzeit arbeiten die Wissenschaftler und Ingenieure an wichtigen Grund­lagen für den Einsatz von flüssigen Brenn- und Kraft­stoffen in der Energie­versorgung von morgen, zum Beispiel in den folgenden ausgewählten Forschungs­projekten:

Forschungsfeld „Treib­haus­neutrale Brenn- und Kraft­stoffe“

„Residue2Heat“

Projekt zur nachhaltigen Aufbereitung unter­schiedlicher Biomasse-Rest­stoffe aus Land- und Forst­wirtschaft für die Nutzung zur Wärme­erzeugung. Das OWI erforscht die Verwendung von Pyrolyseöl auf Basis von Holz­resten in Ölheizungen. Dabei handelt es sich um ein Forschungs­projekt der Europäischen Union.

Hydriertes Bioöl (HBO) für den Wärmemarkt

Untersuchungen, wie sich hydrierte Bioöle auf Basis von biogenen Rest­stoffen herstellen lassen und welche Anwendungs­möglich­keiten sich bieten, etwa als Brenn­stoff in Öl­heizungen. Das Projekt wird vom Bundes­ministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Forschungsfeld „Effizienz­steigerung und Emissions­reduzierung“

Biogas-Reform­gasmotor

Entwicklung und Systemintegration eines Brenn­gas­erzeugers (Reformers) für den Einsatz in kleinen biogas­betriebenen Block­heiz­kraft­werken. Ziel ist die Steigerung der elektrischen Effizienz dieser Klein-BHKW. Die Reformer­technologie ist grundsätzlich für gas­förmige sowie flüssige Energie­träger einsetzbar. Dieses Projekt wird vom Land NRW gefördert.

Schibz – Schiffs­integration Brenn­stoff­zelle

Entwicklung eines Brennstoffzellen-Strom­aggregats für den Einsatz auf See­schiffen. Damit soll die schad­stoff­arme Strom­versorgung von Schiffen in Häfen gewähr­leistet werden, wenn im Liege­betrieb elektrische Energie an Bord benötigt wird. Besonder­heit: Der Wasser­stoff für die strom­produzierenden Brenn­stoff­zellen wird aus Diesel­kraftstoff erzeugt, sodass die Schiffe wie bisher betankt werden können. SchIBZ ist ein Leuchtturm­projekt der Nationalen Organisation Wasser­stoff- und Brenn­stoff­zellen­technologie.

Kontakt

Dipl.-Ing. David Diarra
Kaiserstraße 100
52134 Herzogenrath
Tel. (02407) 951 81 00
info@owi-aachen.de
www.owi-aachen.de

Dieser Artikel ist in „Wie wird geforscht in Nordrhein-Westfalen“, eine Sonderveröffentlichung, am 24.5.18 in DIE ZEIT erschienen.

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