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Methan und Diesel

Verkehr. - Der Güterverkehr in Europa ist ohne LKW nicht vorstellbar. Doch ob es auf mittlere Sicht weiterhin ausreichend Diesel geben wird, um die Fahrzeugflotte anzutreiben, ist unsicher. Daher erforschen Nutzfahrzeughersteller alternative Antriebskonzepte, die die Effizienz des Dieselmotors mit neuen Treibstoffen kombinieren.

Von Sönke Gäthke | 16.12.2010

    LKW und Dieselmotor sind ein perfektes Gespann: Große Ladung, flexibler Fahrweg und ein geringer Verbrauch machten den Gütertransport per Lastwagen fast unschlagbar günstig. Doch fällt der Treibstoff eines Tages fort, ist guter Ersatz noch nicht in Sicht: Biotreibstoffe sind in Verruf geraten – sei es, weil Tropenwälder dafür abgeholzt werden müssen oder Korn und Brot teurer werden. Der Elektroantrieb für lange Strecken scheidet ebenfalls aus: Batterien sind zu schwer. Gleiches gilt, wenn der Strom per Brennstoffzelle und Wasserstoff erzeugt wird: Die Tanks für’s Gas sind groß und schwer. Bliebe noch Erdgas. Das aber zündet nicht von selbst, lässt sich also in Dieselmotoren nicht verwenden. Die Motoren müssen daher zu Ottomotoren umgerüstet werden, auf Kosten der Wirtschaftlichkeit.

    "Volvo-Trucks hat aber gesagt, wir wollen keinen Ottomotor verwenden, weil wir eigentlich bei unserem Standard-Dieselmotor bleiben wollen, weil der einen höheren Wirkungsgrad hat. So","

    so Benjamin Schiebler von Volvo. Die Ingenieure des Konzerns wählten daher einen anderen Weg. Sie setzen auf eine gleichzeitige Verbrennung von Diesel und Gas in einem Zylinder, dem so genannten Dual Fuel Prinzip.

    ""Sie müssen es sich so vorstellen, im Zylinder wird eine sehr kleine Menge Diesel eingespritzt, komprimiert und entzündet, bis dahin ist das der normale Dieselprozess, jetzt ist es aber so, dass diese Entzündung der kleinen Dieselmenge das Methan entzündet. Dass heißt, bei unserem Fahrzeug ist der Diesel sozusagen die Zündkerze."

    Das Verfahren selbst ist dabei nicht neu. Es wird zum Beispiel verwendet in Stationären Gas-Dieselmotoren. Dabei wird ein großer Teil des Dieselbedarfs durch Erdgas oder Methan ersetzt - oder: substituiert.

    "Stellen Sie es sich so vor: wir nehmen das Durchschnittliche Substitutionsverhältnis, 80 Prozent Methan, 20 Prozent Diesel, also Zündkerze. Das bedeutet, wenn wir 30 bis 33 Liter auf 100 Kilometer ansetzen, können wir, wenn wir 20 Prozent daher nehmen, mit sieben bis acht Litern Diesel auf hundert Kilometern auskommen. Der Rest wird dann durch Methan ersetzt."

    Damit sinken, neben dem Dieselverbrauch, der Stickoxid- und Co2 Ausstoß erheblich. Allerdings müssen dafür am LKW zwei Tanks angebracht werden, einer für den Diesel, der andere für das Gas. Das schwedische Unternehmen setzt dabei auf verflüssigtes Erdgas, LNG.

    "Verflüssigt bedeutet, dass wir das Methan bei -130 Grad in unserem Tank lagern. Man muss sich den Tank wie eine Art Thermoskanne vorstellen, das flüssige Methan wird durch die Isolierung kühl gehalten. Der große Vorteil ist, dass bei der Verflüssigung das Volumen des gasförmigen Methans zusammenzieht und nur noch ein Bruchteil des vorherigen Volumens einnimmt."

    Der zweite Tank ist daher kleiner als zum Beispiel ein Tank für komprimiertes Erdgas. Er wiegt weniger, und das ist wichtig für Speditionen: Der Gas-Diesel LKW kann fast genauso viel Gewicht zuladen wie der reine Diesel-LKW. Außerdem ist es bereits in den meisten Häfen Schwedens und Großbritanniens erhältlich. Das Verfahren ist erprobt und offenbar überzeugend: Neben Volvo testet auch MAN das Dual Fuel Prinzip – wenn auch mit anderem Gas.

    "Wir reden hier an der Stelle über ein Dual Fuel auf LPG-Basis, also Liquified Petroleum Gas, das ist das, was bei einer Raffinerie-Anlage entsprechend übrig bleibt, was wir gewinnen können noch…"

    Ob es wirklich LPG wird, also das Propan-Butan Gemisch, was in der Raffinerie bei der Erzeugung von Benzin, Heizöl und Diesel übrig bleibt, oder Erdgas, das will sich MAN noch offen halten. Eines bleibt jedoch: Auch diese Treibstoffe sind endlich – solange das Methan aus Erdgas stammt, und nicht durch Biogas ersetzt wird. Der Schwedische Konzern denkt daher auch über einen weiteren Ersatz-Stoff für Diesel nach: DME, Treibgas für Spraydosen, gewonnen aus Schwarzlauge.

    "Schwarzlauge ist eigentlich ein Abfallprodukt der Zellstoffindustrie, dass heißt, der Papierherstellung. Und Volvotrucks sieht hier sehr großes Potential, weil es bei sehr niedrigem Druck flüssig ist und sehr, sehr sauber verbrennt. Und wir können nach wie vor normale Dieselmotoren damit betreiben."

    Als Abgas entstünden nur Wasser und Kohlendioxid, außerdem benötigt Bio-Dimethylether im Vergleich zu Biodiesel nur ein Fünftel der Anbaufläche, so der Konzern. Bis 2012 sollen 14 LKW in Schweden mit dieser Technik getestet werden.