Durchbruch bei neuem "Wunder-Sprit"

Saubere Diesel-Alternative

Durchbruch bei neuem "Wunder-Sprit"

Alternativer Kraftstoff OME verbrennt praktisch rußfrei und somit extrem schadstoffarm.

Weltweit sind sich Wissenschaftler einig: Sollten die Länder ihre Ausstöße des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) nicht drastisch reduzieren, wird die Erderwärmung mit ihren verheerenden Folgen nicht aufzuhalten sein. Vor allem im Verkehr lässt sich CO2 einsparen, das bei der Verbrennung der fossilen Kraftstoffe entsteht. Da batterieelektrische Autos nicht für jeden Einsatzzweck eine Lösung sind, wird derzeit mit Hochdruck an sogenannten  E-Fuels  als saubere Alternative gearbeitet. Im Grenzgebiet zu Österreich gibt es nun einen weiteren Ansatz.

Eine Alternative zum fossilen Dieselkraftstoff ist OME (Oxymethylenether) auf nachhaltiger Rohstoffbasis. Um Komponenten für das OME herzustellen, hat Jakob Burger, Leiter der Professur für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik, nun eine Demonstrationsanlage am Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit der Technischen Universität München errichtet. Prof. Burger und sein Team forschen seit Längerem an der Umsetzung von synthetischen Kraftstoffen (sogenannte „SynFuels“) wie OME für das Transportwesen.

© Jan Winter / TUM

Deutlich weniger Treibhausgase

Der Bau der Anlage ist Teil des vom deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung im Jahr 2019 gestarteten Projekts „Nachhaltige Mobilität durch synthetische Kraftstoffe“ (NAMOSYN). Dem NAMOSYN-Konsortium gehören 39 Industrie- und Forschungspartner an, das Projekt besitzt ein Volumen von etwa 20 Millionen Euro. NAMOSYN hat zum Ziel, synthetische, nachhaltig produzierte und nutzbare Kraftstoffe für Diesel- und Ottomotoren zu entwickeln. Das beim Fahren emittierte CO2 wird zuvor aus anderen Quellen extrahiert. So werden in der Gesamtbetrachtung deutlich weniger Treibhausgase freigesetzt.

OME gilt als ein ganz besonderer Treibstoff: Er unterscheidet sich in seiner chemischen Struktur von herkömmlichen erdölbasierten Kraftstoffen durch integrierten Sauerstoff. OME verbrennt dadurch praktisch rußfrei und somit extrem schadstoffarm. Zudem ist OME biologisch abbaubar und lässt sich aus einer beliebigen Kohlenstoffquelle herstellen.

Dazu zählen biogene Rohstoffe sowie CO2, das aus Industrieanlagen zur Reduzierung von Emissionen isoliert wird. Bei OME handelt es sich um eine Gruppe von Stoffen – etwa vergleichbar mit den Bestandteilen von Erdöl –, von denen nur ein bestimmter Teil für die Kraftstoffanwendung geeignet ist. Die neue Demonstrationsanlage am TUM Campus Straubing produziert genau diese Komponente.

© Jan Winter / TUM

Wasser als einziges Nebenprodukt

Die Anlage sei die erste in Europa, die kontinuierlich OME produzieren könne, und realisiert den neuartigen „OME Technologies Prozess“ im Technikumsmaßstab. Sie besteht aus drei Teilen: einem Reaktor zur OME-Synthese, einem rund zehn Meter hohen Destillationsmodul, das OME abtrennt und reinigt, sowie einer Membraneinheit des Projektpartners DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH, um Wasser auszuschleusen. Wasser entsteht als einziges Nebenprodukt im Prozess.

Der TUM Campus Straubing hat das Prozesskonzept zusammen mit den Partnern der TU Kaiserslautern und der von Prof. Burger mitgegründeten Firma OME Technologies GmbH in den vergangenen Jahren entwickelt und ausgearbeitet. Alle Anlagenteile sind nun aufgebaut, die Messtechnik kalibriert. Aktuell werden noch letzte Testreihen an den Einzelmodulen durchgeführt, 2021 ist dann ein kontinuierlicher Dauerbetrieb der Gesamtanlage geplant. „Die Demonstrationsanlage ist der letzte und wichtigste Meilenstein vor der industriellen Umsetzung der Kraftstoffsynthese im Produktionsmaßstab“, sagt Prof. Burger.

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Zwei Vorteile

Synthetische Kraftstoffe haben zwei entscheidende Vorteile gegenüber Wasserstoff und batterieelektrischen Antrieben. Zum einen, brauchen sie keine neue Infrastruktur sondern können über normale Tankstellen verkauft werden. Darüber hinaus funktionieren sie mit bisherigen Verbrennungsmotoren. Autofahrer müssen sich also kein neues Auto kaufen, um CO2-neutral unterwegs zu sein. E-Fuels sind aber nur dann sauber, wenn sie mit Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt werden. Da die Herstellung sehr aufwendig ist, ist das aber gar nicht so einfach zu bewerkstelligen.