Zukunftsperspektive: Alternative Brennstoffe im Praxistest

Was haben Ölheizungen mit Klimaschutz zu tun? Wenn es nach dem Brenner- und Heizsysteme-Hersteller Weishaupt geht, eine ganze Menge: Der Traditionsbetrieb aus dem oberschwäbischen Schwendi setzt sich bereits seit vielen Jahren mit der Erprobung alternativer flüssiger Brennstoffe auseinander.

Roland Mensch, Leiter der technischen Beratung im Bereich Forschung und Entwicklung bei der Max Weishaupt GmbH

Roland Mensch, Leiter der technischen Beratung im Bereich Forschung und Entwicklung bei der Max Weishaupt GmbH erläutert im Interview mit FutureFuels.Blog, welche Erkenntnisse bei der Erprobung erneuerbarer flüssiger Brennstoffe bereits gewonnen werden konnten, und schätzt das Potenzial der Heizöl-Alternativen ein.

FF.B: Herr Mensch, Weishaupt war einer der ersten namhaften Hersteller von Brennern und Heizsystemen, der sich mit der Erprobung von Alternativen zum herkömmlichen Heizöl beschäftigt hat. Woher kommt dieser Pioniergeist?

Roland Mensch: Das hat zwei Gründe: Zum einen ist der Erfolg des Unternehmens eng mit dem ersten in Schwendi hergestellten Ölbrenner verknüpft, der 1952 zum Patent angemeldet wurde. Somit spielen flüssige Brennstoffe in der Entwicklung neuer Produkte nach wie vor eine wichtige Rolle. Denn wir sind der Überzeugung, dass flüssige Energieträger auch weiterhin eine große Bedeutung im Energiemix haben werden und nicht oder nur schwer zu ersetzen sind. Durch ihre hohe Energiedichte sind der Transport und die Lagerung sehr einfach und kosteneffizient möglich. Und die individuelle Bevorratung ermöglicht eine Energieversorgung an jedem Ort, auch ohne besondere Infrastruktur.
Zum anderen ist der Ausstieg aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe bereits seit Anfang der 2000er Jahre vor allem in Skandinavien ein Thema. Deshalb haben auch wir uns frühzeitig mit der Verbrennung alternativer flüssiger Energieträger auseinander gesetzt. Denn unser Ziel ist es, auch künftig geeignete Produkte für moderne flüssige Energieträger anzubieten.

FF.B: Und welche Brennstoff-Alternativen gibt es heute?

Roland Mensch: Sowohl die Mineralölwirtschaft, als auch Forschungsinstitute und Hochschulen arbeiten mittlerweile an Prozessen, mit denen neue synthetische Brennstoffe hergestellt werden können, sogenannte XtL-Brennstoffe, also X-to-Liquid. Das „X“ stellt eine Variable dar und wird durch die Abkürzung des ursprünglichen Energieträgers, der dann „verflüssigt“ wird, ausgetauscht. Bei CO2-neutralen beziehungsweise treibhausgasreduzierten Fuels stammen die Ausgangsprodukte sowie die eingesetzte Energie zu deren Herstellung überwiegend aus erneuerbaren Quellen.

Aktuell beschäftigen wir uns beispielsweise mit der Verbrennung von BtL (Biomass-to-Liquid) und GtL (Gas-to-Liquid), möglich ist aber auch PtL (Power-to-Liquid). Hinsichtlich der chemischen Molekularstruktur verwenden wir für unsere Versuche hauptsächlich sogenannte paraffinische Brennstoffe.

Eine BtL-Option ist HVO, die Abkürzung steht für „Hydrotreated Vegetable Oil“, zu Deutsch: hydriertes Pflanzenöl. HVO ist ein komplett synthetischer Brennstoff, der auch als paraffinischer Dieselkraftstoff bezeichnet wird. HVO wird zunehmend aus Abfallfett und anderen Reststoffen der Lebensmittelindustrie, Fischerei und Schlachterei oder aus Pflanzenöl, das nicht für die Lebensmittelindustrie vorgesehen ist, hergestellt.

Rohstoffquellen und Herstellungspfade für

erneuerbare Kraft- und Brennstoffe

Grafik: IWO

FF.B: Was zeichnet Ihrer Meinung nach diese neuen synthetisch hergestellten Brennstoffe aus?

Roland Mensch: Synthetische Brennstoffe haben gleich mehrere Vorteile: Erstens kann die vorhandene Infrastruktur weiterverwendet werden. Zweitens können diese Brennstoffe in der Regel mit der heute bereits verfügbaren Technik genutzt werden. Drittens sind sie nahezu frei von Schwefel und organischen Stickstoffverbindungen. Daher entstehen bei ihrer Verbrennung deutlich weniger Schwefeldioxid und Stickoxide.

FF.B: Und welche Erkenntnisse haben Sie aus ihren Versuchen bisher gewonnen?

Roland Mensch: Um das Langzeitverhalten synthetischer Brennstoffe in Verbindung mit herkömmlichen Brennern und Heizsystemen beurteilen zu können, sind vor einer Markteinführung umfangreiche und praxisnahe Tests erforderlich. Zunächst haben wir auf dem Prüfstand in unserem Forschungs- und Entwicklungsinstitut die Wechselwirkung von Material, Brennstoff und Komponenten überprüft. Ein Ergebnis ist, dass in bestimmten Fällen insbesondere bei älteren Anlagen geringe Modifikationen, etwa bei Dichtungen und Flammenüberwachung am Brenner, erforderlich sind, wenn synthetische Brennstoffe zum Einsatz kommen. Und bei den Verbrennungseigenschaften bestätigten sich vor allem die geringeren Stickoxid-Emissionen.

FF.B: Bildet ein solcher Prüfstand denn die Realität ab?

Roland Mensch: Nein, nicht ganz. Deshalb sind wir mit den positiven Ergebnissen vom Prüfstand in die nächste Phase der Langzeittests unter Laborbedingungen gestartet. So ist beispielsweise im Shell Technology Center in Hamburg seit Januar 2018 ein Weishaupt-Öl-Brennwertkessel mit dem Brennstoff GtL im Einsatz. Dieses Fuel wird heute synthetisch aus Erdgas hergestellt. Hinsichtlich seines Produktionsverfahrens und seiner Produkteigenschaften dient es quasi auch als Referenzbrennstoff für zukünftige strombasierte flüssige Energieträger aus erneuerbaren Quellen, die sogenannten E-Fuels (PtL).

Die Ergebnisse unseres Langzeittests, sowie meines Wissens auch weitere Praxistests, die Shell mit Brennwertgeräten anderer Hersteller direkt im Kundenkeller durchgeführt hat, sind vielversprechend. Bei uns sind nach einer störungsfreien Laufzeit von rund 5.000 Betriebsstunden mit dem GtL-Brennstoff Brennkammer und Brennerkomponenten frei von Verschmutzungen.

Weiterhin haben wir in Frankreich, den Niederlanden und Schweden inzwischen zehn Anlagen im Leistungsbereich zwischen 16 und 5.000 kW mit den Brennstoffen GtL und HVO erfolgreich in Betrieb.

FF.B: Gibt es weitere Aktivitäten im Wärmemarkt hinsichtlich neuer Fuels?

Roland Mensch: Ja, wir arbeiten beispielsweise in dem vom Institut für Wärme und Oeltechnik ins Leben gerufenen Expertenkreis mit, in dem sich Vertreter aus der Geräte- und Komponentenindustrie sowie aus Wissenschaft und Verbänden gemeinsam und branchenübergreifend mit der Frage befassen, wie zukünftige treibhausgasreduzierte Brennstoffe aussehen werden und wie diese in den vorhandenen 5,5 Millionen Ölheizungen einen Beitrag zur CO2-Minderung leisten können.

FF.B: Welches Fazit ziehen Sie bis hierhin?

Roland Mensch: Wir halten den Einsatz synthetischer Fuels mit unseren aktuellen Ölbrennern und Heizgeräten aus technischer Sicht grundsätzlich für möglich, sofern sie der heutigen DIN 51603 entsprechen. Zudem haben synthetische Brennstoffe besonders gute Verbrennungs- und Lagereigenschaften, die sich nicht nur positiv auf die Emissionen, sondern, aufgrund der verbesserten Lagerstabilität, auch auf die Lebensdauer und Betriebssicherheit der Heizanlagen auswirken. Alles in allem also positive Effekte, die wir für die Zukunft nutzen könnten.

FF.B: Wir danken Ihnen für das Gespräch!

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