Geschlossene Kohlenstoffkreisläufe für den Klimaschutz

Klimaneutrale Mobilität und Erhalt der bestehenden Infrastruktur – diese zwei scheinbar widersprüchlichen Ziele versuchen Forscher unter einen Hut zu bringen, indem sie an synthetischen Kraftstoffen forschen. Gefördert wird die Entwicklungsarbeit vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.

Foto: Pavel Kubarkov – stock.adobe.com

Biofuels, Elektromobilität oder Wasserstoff? Für die klimaneutrale Mobilität der Zukunft gibt es zahlreiche Optionen. Eine, die relativ rasch umzusetzen wäre, weil sie auf bestehende Infrastrukturen und Motorentechnik aufbauen kann, sind synthetische Kraftstoffe. Im Projekt NAMOSYN (kurz für Nachhaltige Mobilität durch synthetische Kraftstoffe) werden Herstellung und Nutzung synthetischer Kraftstoffe für Otto- und Dieselmotoren erforscht.

Unter synthetischen Kraftstoffen versteht man in diesem Fall flüssige Energieträger, die aus Wasserstoff und CO2 hergestellt werden. Der Wasserstoff wird mithilfe von erneuerbarem Strom per Elektrolyse gewonnen und dann mit dem Kohlenstoff aus CO2 zu einem flüssigen Energieträger synthetisiert. So entsteht quasi ein flüssiges Speichermedium für regenerativen Strom, das dann in bestehenden Fahrzeugen und Infrastrukturen verwendet werden kann und klimaneutral verbrennt. Denn die gleiche Menge CO2, die bei der Anwendung ausgestoßen wird, wird im Entstehungsprozess wieder verwendet – ein geschlossener Kohlenstoffkreislauf also.

Weniger Emissionen schonen Klima, verbessern Luftqualität

Im Rahmen des Projekts NAMOSYN, an dem 29 Unternehmen und Institutionen aus Forschung, Industrie, Verbänden und Gesellschaft beteiligt sind, werden neue, effiziente Prozesse für die Herstellung von synthetischen Fuels entwickelt, verschiedene Mischungen aus konventionellen und synthetischen Kraftstoffen getestet und Konzepte für die Implementierung in bestehende Systeme entwickelt. In einer Lebenszyklusanalyse wird die Technologie über die gesamte Prozesskette auf ihre Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit hin bewertet. Auch die Bestimmung eines realistischen Preisniveaus der Kraftstoffe ist Untersuchungsgegenstand.

Betrachtet werden verschiedene Kraftstoffalternativen wie Oxymethylenether (OME) als Dieselkraftstoff sowie Methylformiat (MeFo) und Dimethylcarbonat (DMC) als Ottokraftstoff. Infrage kommen diese synthetisch erzeugten Energieträger für Straßen- und Offroadfahrzeuge, also Bau- und Landmaschinen, sowie mobile Arbeitsmaschinen mit heute verfügbaren und künftig zu erwartenden Motorengenerationen. Aber auch für Schiffe und den kraftstoffbetriebenen Schienen- und Schwerlastverkehr könnte OME eine Alternative sein, da ein Batteriebetrieb in diesen Anwendungsbereichen nicht absehbar ist. Sowohl eine graduelle Zumischung zu konventionellem Kraftstoff als auch eine komplette Umstellung auf die klimaneutrale Alternative sind technisch umsetzbar.

Solche „Designerfuels“ als Beimischung zu regenerativen Kraftstoffen können nicht nur die Treibhausgasemissionen deutlich senken. Durch den hohen Sauerstoffgehalt haben sie günstigere Verbrennungseigenschaften und reduzieren auch die lokalen Emissionen von Feinstaub und Stickoxiden.
Mit solchen innovativen Fuels könnten konventionelle Diesel- und Benzinfahrzeuge kurzfristig einen größeren Beitrag zum Klimaschutz leisten. Es zeichnet sich ab, dass ein Lösungsweg allein die Mobilitätswende nicht zum Erfolg bringen wird. Wir brauchen alle verfügbaren Optionen, um die großen Herausforderungen zu meistern.

Hier finden Sie alle Infos zum Projekt.