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DGMK-Projekt Kraftstoffe

Einfluss von MtG-Qualitäten auf die Kraftstoff-Stabilität und das Emissionsverhalten

Laufzeit
2021 bis 2024 (geplant, 30 Monate)
Forschungsstelle
OWI - Science for Fuels gGmbH, Herzogenrath
Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen der Technischen Universität Bergakademie Freiberg
Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen (VKA), RWTH Aachen University
Anlass und Ziel

Zur Erreichung sowohl der politisch gesetzten als auch umwelttechnisch benötigten Klimaziele zur Abschwächung des Klimawandels ist die Marktintegration von alternativen, flüssigen Energieträgern unabdingbar. Vor allem aufgrund der hohen Energiedichte und quantitativen Verfügbarkeit sind flüssige Kohlenwasserstoffe unabdingbar und sollten daher regenerativ hergestellt werden. Ein bereits bekanntes Verfahren stellt dabei der sogenannte Methanol-to-Gasoline-Prozess (kurz MtG) dar. Dabei wird potenziell grünes Methanol, bspw. aus Methanolsynthese-Verfahren mit regenerativen Ressourcen, katalytisch zu einem Benzin-Schnitt synthetisiert. Das Verfahren ist bereits bekannt und in der Literatur beschrieben. Im Rahmen eines öffentlichen BMWi-Projektes (C3 Mobility) wird an der TU Bergakademie Freiberg eine MtG Anlage im Pilot-Maßstab (etwa 1 t/d) betrieben. Innerhalb des Projektes wurde ein deutlicher Einfluss der Betriebsbedingungen und der Katalysatormaterialien auf das MtG Produkt und dessen Qualität als Kraftstoff offenbart. Innerhalb des C3 Mobility-Projektes konnten keine weitreichenden Untersuchungen, vor allem bzgl. des technischen Katalysatormaterials durchgeführt werden. Im nun geplanten Forschungsprojekt sollen daher verschiedene technisch relevante Katalysatoren eingesetzt und deren Einfluss auf die Qualität und Stabilität des MtG-Benzins untersucht werden. Zudem soll der Einfluss verschiedener MtG-Qualitäten auf die Emissionen untersucht werden. Ziel des Forschungsprojektes soll die Definition bzw. Herstellung eines MtG-Premiumkraftstoffes mit einer Oktanzahl größer 99 sein.

Kurzbeschreibung

In insgesamt fünf Arbeitspaketen wird MtG auf verschiedenen Wegen synthetisiert, analysiert, und auf seine Anwendungseigenschaften hin untersucht. In Arbeitspaket A werden Vorbereitungen getroffen, sowohl die Beschaffung von Betriebsmitteln als auch eine abschließende Recherche zu den einzusetzenden Katalysatoren findet hier statt. Das Arbeitspaket B beinhaltet die MtG-Synthese mit technisch relevanten Katalysatoren und ein Upgrading durch Destillation und Hydroprozessierung. Im Arbeitspaket C findet die Analytik der produzierten MtG-Qualitäten statt, und es wird eine Auswahl getroffen, mit welchen weitere Versuche in größerem Maßstab durchgeführt werden. Diese finden in den beiden Arbeitspaketen D und E statt. Dabei sollen sowohl Alterungsuntersuchungen durchgeführt als auch Mischungsverhalten und Emissionsverhalten untersucht werden. Zudem wird das Korrosionsverhalten durch statische Tests beleuchtet. Zuletzt sollen die synthetischen Kraftstoffe in einem Einzylinder-Testmotor eingesetzt und gleichzeitig eine mögliche Additivierung betrachtet werden.

Bearbeitungsstand

Der IGF-Antrag wurde zur Begutachtung bei der AiF eingereicht.

Projektstatus

Projektkoordination

Jan Ludzay

Leiter der Abteilung Verarbeitung und Anwendung

Nadine Ludzay

Koordination