„Maßnahmen zum Klimaschutz in der Mobilität sollten ganzheitlich, faktenbasiert und technologieoffen bewertet werden.“

Deutschland ist führend in Sachen Fahrzeugentwicklung – nicht zuletzt dank hochspezialisierter Forschungseinrichtungen und Lehrstühlen wie dem für Verbrennungskraftmaschinen an der RWTH Aachen. Besonders interessant ist daher die Expertensicht des dortigen Oberingenieurs Dipl.-Ing. Bastian Lehrheuer zur Zukunft der Mobilität im Rahmen des Klimaschutzes.

Bild: RWTH Aachen

Herr Lehrheuer, welche Rolle können Future Fuels aus Ihrer Sicht beim Klimaschutz spielen?

Bastian Lehrheuer: „Bei ganzheitlicher, globaler Betrachtung sind für einige Anwendungsfälle Kraftstoffe auf Basis erneuerbarer Ressourcen die einzige sinnvolle Option um Klimaneutralität zu erreichen, daher würde ich sagen, dass sie nicht nur eine wichtige Rolle spielen können sondern müssen!“

Was sind aus Ihrer Sicht die Vorteile von Future Fuels?

Bastian Lehrheuer: „Insbesondere Kraftstoffe, die kompatibel zur existierenden Fahrzeugflotte sind, sogenannte ‚Drop-In‘-Kraftstoffe, haben den großen Vorteil unmittelbar einen signifikanten Beitrag zum Klimaschutz zu leisten, weil dazu keinerlei Anpassungen der Infrastruktur und auch keine Neuanschaffungen auf Anwenderseite nötig sind. Darüber hinaus können diese Kraftstoffe neben den positiven Effekt auf die CO2 Bilanz, auch zu einer Reduzierung des Schadstoffausstoßes beitragen.“

Und die Nachteile?

Bastian Lehrheuer: „Die Investitionen, sowohl Geld als auch Zeit, die auf der Infrastruktur- und Anwenderseite bei der Einführung dieser Kraftstoffe gespart werden kann, sind in nicht unsignifikanter Höhe auf Seite der Kraftstoffsynthese notwendig. Die Entwicklung und der Bau entsprechender Anlagen braucht Zeit, Geld und Sicherheit. Zumal man sich ja noch nicht wirklich auf einen Kraftstoff bzw. dessen Anrechnung als Maßnahme im Klimaschutz geeinigt hat.“

Welche Rolle spielt Deutschland bei der Entwicklung von Future Fuels?

Bastian Lehrheuer: „Deutschland muss, und tut es eigentlich auch schon ganz gut, ganz klar eine Vorreiterrolle in Forschung und Entwicklung der nötigen Technologien einnehmen und diese dabei aber auch in die Welt hinaustragen. Denn eines ist klar: Deutschland wird seinen Energiebedarf niemals selbst decken können – schon gar nicht aus regenerativen Ressourcen. Heute werden etwa 75 Prozent unserer Energie in Form von Erdöl und Erdgas importiert. Wenn wir es ernst meinen mit einer klimaneutralen Energieversorgung, müssen wir auf regenerative Ressourcen aus anderen Ländern zurückgreifen. Im Umkehrschluss müssen wir die Technologien dazu bereitstellen.“

Womit genau beschäftigt sich Ihre Forschungseinrichtung?

Dipl.-Ing. Bastian Lehrheuer: „Der Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen beschäftigt sich längst nicht mehr allein mit Verbrennungsmotoren. Wir erforschen Brennstoffzellen und batterieelektrische Antriebe gleichermaßen, weil wir der Überzeugung sind, dass wir in Zukunft eine Mischung aller genannten Lösungen brauchen, um all die unterschiedlichen Anwendungsfälle in der Mobilität jeweils optimal im Sinne von Klima und Luftreinheit abzudecken.

Das Thema der Kraftstoffe auf Basis regenerativer Ressourcen genießt dabei im Kontext unseres Exzellenzclusters The Fuel Science Center besondere Aufmerksamkeit. Hier forschen wir an der RWTH zusammen mit dem Max Planck Institut in Mühlheim und dem Forschungszentrum Jülich über sämtliche Disziplinen, Maschinenbau, Natur-, Geistes- und Sozialwissenschaften hinweg an der Umwandlung von erneuerbarer Elektrizität mit biomassebasierten Rohstoffen und CO₂ zu flüssigen Energieträgern mit hoher Energiedichte, die wir als ‚Bio-hybrid Kraftstoffe‘ bezeichnen und die sich durch eine hocheffiziente und saubere Verbrennung auszeichnen.“

Worin genau liegen die Vorteile und der Nutzen für den Anwender durch den Erfolg ihrer Arbeit?

Bastian Lehrheuer: „Zunächst muss man erwähnen, dass unsere Arbeit als Grundlagenforschung zu verstehen ist. Das heißt, unser Ziel ist es nicht den einen Kraftstoff zu finden, der morgen an der Tankstelle verfügbar ist und fertig. Vielmehr ist es unsere Forschungsaufgabe die zugrundeliegenden Prozesse, sowohl bei der Kraftstoffsynthese als auch der Verbrennung, im Detail zu verstehen, zu beschreiben und möglichst allgemeingültige Methoden abzuleiten, die dann auf weitere Kraftstoff-Kandidaten und Ressourcen anwendbar sind.

Über die letzten zehn Jahre konnten wir so den Fuel Design Prozess etablieren und weiterentwickeln, der dazu dient in ganzheitlicher Betrachtung – also wieder von der Ressource, über die Synthese bis hin zur Anwendung – ideale Kraftstoffkandidaten zu identifizieren, frühzeitig im Gesamtsystem zu evaluieren und dann auch zu optimieren. Wir sind sehr stolz darauf zu sehen, dass dieser sehr interdisziplinäre und holistische Ansatz weltweit von Forschern aufgegriffen und gelebt wird. Dies spiegelt sich auch in unserer jährlichen Konferenz wider, in der wir auch in diesem Jahr wieder spannende Beiträge von Forscher-Kollegen und Industriepartnern aus der ganzen Welt dabei haben. Aus den gegebenen Umständen zwar leider nur Online, aber das eröffnet ja auch in gewisser Weise neue Möglichkeiten.“

Welchen Antrieb wird ihr nächstes Auto haben?

Bastian Lehrheuer: „Das ist eine gute Frage. Ich fahre ein altes Golf 1 Cabrio – besitze das Auto also eher als Liebhaber und nicht, weil ich es brauche. Aber gerade deshalb würde ich mir sehr wünschen, dass es einen klimaneutralen Drop-In-Kraftstoff geben würde, mit dem ich noch möglichst lange und nachhaltig mein jetziges Auto nutzen kann. Abgesehen davon habe Ich mir auch fest vorgenommen mehr Fahrrad zu fahren, weil das in der ganzheitlichen Betrachtung, die ich immer predige, und für die Distanzen, die ich täglich zurücklege, einfach das beste Fortbewegungsmittel ist.“

Wo sehen Sie die Entwicklung in 10 Jahren?

Bastian Lehrheuer: „Bei meinen Vorträgen sage ich immer, dass vor dem Hintergrund der umfangreichen Änderungen, die wir zum Schutz des Klimas angehen müssen, zehn Jahre quasi morgen ist und auch 2050 schon fast vor der Tür steht. Ich erwarte leider keine großen Änderungen bis 2030, hoffe aber, dass die Wege in eine klimaneutrale Zukunft bereitet sind und vor allem die Bewertung der nötigen Maßnahmen zum Schutz unseres Klimas ganzheitlich, technologieoffen und faktenbasiert erfolgt, was heute leider noch nicht der Fall ist.“

Wissenschaftlicher Hintergrund

Am Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen (VKA) und Center for Mobile Propulsion (CMP) der RWTH Aachen University werden unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. (USA) Stefan Pischinger vielfältige Themen rund um den elektrifizierten, hocheffizienten Antriebsstrang erforscht. Themen der Motorenentwicklung wie die Forschung an effizienteren Brennverfahren, alternativen Kraftstoffe oder die Verbesserung der Motormechanik und Abgasnachbehandlungssysteme stehen deshalb genauso im Fokus wie die Erforschung von hybriden Antriebssträngen, Batterien, E-Maschinen, mechatronischen Systemen und Brennstoffzellen. Die Forschung ist stets eng verbunden mit der Weiterentwicklung „intelligenter Methodiken“ in der statistischen Versuchsplanung und Motorkalibrierung sowie der virtuellen Entwicklung (x-in-the-loop). Der Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen hat mehr als 320 wissenschaftliche, technisch-administrative und studentische Mitarbeiter.

Dipl.-Ing. Bastian Lehrheuer (m) studierte Maschinenbau an der RWTH Aachen. Im Jahr 2012 begann er seine akademische Laufbahn am Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen Aachen. Er arbeitete in zahlreichen Forschungsprojekten zur ottomotorischen Brennverfahrensentwicklung und war für die Koordination der Untersuchungen an Einzylinderforschungsmotoren verantwortlich. Seit 2018 ist er Geschäftsführer des Exzellenzclusters „The Fuel Science Center“ (vormals: „Tailor-Made Fuels from Biomass“) und koordiniert als Oberingenieur am Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen den Themenbereich alternativer Kraftstoffe auf Basis erneuerbarer Ressourcen.