Die Entwicklung umweltfreundlicher, mit Erdgasgas betriebener Fahrzeugmotoren vorantreibenv
Aus Gründen der Nachhaltigkeit und ökologischen Langlebigkeit ist es erforderlich, dass die Verkehrssysteme Europas in den kommenden Jahrzehnten weitaus effizienter werden. Viele Fortschritte werden durch die Weiterentwicklung von Konstruktionen, durch eine verbesserte Aerodynamik und Gewichtsreduktion zustande kommen. Dennoch wird die Nutzung und Effizienz von Kraftstoffen von herausragender Bedeutung sein. CO2-arme Kraftstoffe wie Erdgas (Methan) werden für den Umstieg auf einen dekarbonisierten Verkehrssektor – ein Ziel, das bis 2050 in Europa erreicht werden soll – von grundlegender Bedeutung sein. Das durch Horizont 2020 finanzierte Projekt GasOn war – und ist wie eh und je – ein Eckpfeiler dieses Vorhabens, da fortschrittliche Motoren entwickelt werden, die umweltfreundlichere Kraftstoffquellen verwenden können. Das konkrete Ziel ist die Schaffung von Technologien, die für Motoren/Fahrzeuge bestimmt sind, die ausschließlich mit komprimiertem Erdgas laufen, welche sauberer als derzeitige Fahrzeuge sind und Fahrten über große Entfernungen ermöglichen. „Komprimiertes Erdgas ist von Natur aus sauber, es zeigt dank seiner chemischen und physikalischen Eigenschaften den geringsten Kohlenstoffgehalt“, sagt Dr. Massimo Ferrera, Koordinator des GasOn-Projekts von 2015 bis 2019. Die Verbrennung von komprimiertem Erdgas erzeugt 20 % weniger Treibhausgas als Benzin, es bedarf keines Filters zur Abschwächung von Feinstaub und es ist günstiger als andere Kraftstoffe. Erdgas kann aus der Erschließung fossiler Brennstoffe (mit einer CO2-Reduktion von 25 %), aus der Zersetzung von Biomasse (ein nahezu CO2-freier Prozess) und aus einer nahezu emissionsneutralen Strom-zu-Gas-Technologie gewonnen werden. Der Boden wird hierbei effizienter genutzt als bei anderen Biokraftstoffen. Auf Kurs in eine umweltschonendere, effizientere Zukunft In der Vergangenheit zeigten die Antriebsstränge (das Energieerzeugungssystem in Fahrzeugen), die mit komprimiertem Erdgas betrieben wurden, eine schlechte Leistungsfähigkeit und schöpften das vollständige Potenzial in der Kraftstoffeffizienz nicht aus, da es sich um umfunktionierte Benzinmotoren handelte, die mit Erdgas liefen. Das GasOn-Projekt schuf drei Motorplattformen, die speziell für die Einbindung von komprimiertem Erdgas entwickelt wurden. Hierbei wurden verschiedene innovative Technologien zur Beseitigung bisheriger Ineffizienzen angewandt. Die Motoren wurden nicht von Grund auf neu gebaut, es handelte sich vielmehr um umfunktionierte und angepasste Benzinmotoren mit verschiedenen ergänzenden Technologien, die auf die Maximierung der Vorteile von Erdgas ausgelegt sind. Hierzu zählen unter anderem eine Verbrennungstechnologie, welche Schadstoffe reduziert, ein angepasstes Verstärkungssystem für mehr Leistungsfähigkeit und innovative Zündsysteme zur Maximierung der Motoreneffizienz und Minimierung des Kraftstoffverbrauchs. Prüfungen im Beisein von Zeugen der Gemeinsamen Forschungsstelle der EU in Ispra bestätigten, dass die GasOn-Motoren im Vergleich zu den bisher besten mit komprimiertem Erdgas betriebenen Fahrzeugen 20 % weniger CO2-Emissionen produzieren konnten, während die Feinstaubemissionen – ohne Filter – erheblich reduziert wurden. „Die entwickelten Technologien sind vollständig mit erneuerbarem Methan kompatibel und zeigen geringere Gesamtbetriebskosten im Vergleich zu herkömmlichen und elektrifizierten Antrieben“, sagt Dr. Ferrera. Er ist davon überzeugt, dass die Technologien und Ergebnisse von GasOn (höhere Reichweite, ähnliche Leistung wie Benzin, Erfüllung der EU-Emissionsanforderungen und geringerer Kraftstoffverbrauch) zu einer tieferen Marktdurchdringung mit sauberen Fahrzeugen führen können, die flankiert durch angemessene Anreize und hinreichende Erdgastankstellen neue Kunden gewinnt. „Die Anwendbarkeit von GasOn-Technologien auf Produkte für komprimiertes Erdgas für den europäischen Markt sowie ausländische Märkte wird die Wettbewerbsfähigkeit und das Wachstum europäischer Unternehmen stärken“, sagt Dr. Ferrera. Europa an die Spitze katapultieren Dr. Ferrera hofft, dass die Politik mit dem Innovationsniveau Schritt halten wird: „Für die Energie und Kraftstoffe im Verkehrssektor gilt es, neue Möglichkeiten abzuwägen. Die Treibhausgas reduzierende Wirkung von erneuerbarem Methan wird von der europäischen Gesetzgebung nicht berücksichtigt.“ Das GasOn-Konsortium plant in den nächsten paar Jahren die Markteinführung von Personenkraftwagen mit komprimiertem Erdgas. „Die Entwicklung neuer Technologien wird zur Akzeptanz von Gasfahrzeugen beitragen. Europa kann hieraus als treibende Kraft für Technologien mit komprimiertem Erdgas/Methan im Automobilsektor hervorgehen“, lautet das Fazit von Dr. Ferrera.
Schlüsselbegriffe
GasOn, Motor, Kraftstoff, erneuerbar, Technologien, benzinähnliche Leistungsfähigkeit
