| Jahr: | 2021 |
| Förderung: | EFRE, REACT-EU |
| Laufzeit: | 12/2021 bis 03/2023 |
Kraftstoffversorgung für Wasserstoff und Ammoniak
Das ITV erhält eine Investitionsförderung über den „Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)“ als Teil der Reaktion der Union auf die COVID-19-Pandemie, mit deren Hilfe das Projekt „Zukünftige Kraftstoffe in Niedersachsen – ZuKiNi“ finanziert wird. Ein Teil der Finanzierung erfolgt über einen Eigenanteil des Instituts.
Die Klimaziele des Pariser Abkommens erfordern die Dekarbonisierung der Sektoren Strom, Wärme, Industrie und Mobilität. Während insbesondere beim Individualverkehr im urbanen und nahurbanen Bereich die batterie-elektrische Mobilität als Lösungsweg gesehen wird, sind batterie-elektrische Antriebe beispielsweise für die Schifffahrt und die Luftfahrt aufgrund der hohen Batteriemasse nicht möglich. Die große Energiedichte flüssiger oder komprimierter gasförmiger Kraftstoffe kommt als Vorteil gegenüber Batterien hier besonders zur Geltung, da in beiden Fällen das Gewicht der mitzuführenden Batterien den Aktionsradius und/oder die mögliche Zuladung erheblich begrenzen würde. Um auch für die Schifffahrt und andere Einsatzbereiche größerer Motoren zu einer Dekarbonisierung zu kommen (Green Shipping), wird Ammoniak (NH3) als synthetisch hergestellter Kraftstoff diskutiert. Ammoniak ist als H2-Trägerkraftstoff CO2-frei und bei einem Druck von 8,6 bar verflüssigt speicherbar. Die Verwendung von Ammoniak als Kraftstoff in Verbrennungsmotoren ist jedoch bisher wenig erforscht. Durch den geringen Heizwert, eine niedrige Brenngeschwindigkeit und geringe Zündwilligkeit ergeben sich hohe Anforderung an das Brennverfahren eines Ammoniak-Motors. Gleichzeitig müssen die Stickoxidemissionen, die durch den im Brennstoff vorhandenen Stickstoff kommen, verringert werden. Um Ammoniak als Teil der Energiewende nutzen zu können, muss die Verbrennung von Ammoniak erforscht und Brennverfahren entwickelt werden. Dabei muss die Kette von der Erarbeitung der reaktionskinetischen Grundlagen über die Erforschung des Brennverhaltens bis hin zur technologischen Umsetzung adressiert werden. Ähnlich sieht es im Bereich Wasserstoff aus. Hier ist die Anwendung in großen Nutzfahrzeugmotoren, Generatoren/Blockheizkraftwerken und Industriebrennern zu sehen. Diese werden zurzeit mit fossilen Kraftstoffen betrieben und können nur sehr vereinzelt elektrifiziert werden. Somit müssen diese für eine CO2-freie Nutzung auf einen anderen Energieträger umgerüstet werden. Für einige Anwendungen der Mobilität wird die Wasserstoff-Nutzung mit Brennstoffzellen und E-Antrieb derzeit im Fokus gesehen. Problematisch sind hier aber die sehr hohen Reinheitsanforderungen an den Wasserstoff und die mechanische Empfindlichkeit, gerade für Nutzfahrzeugmobilität. Die sehr hohen Investivkosten für die Brennstoffzelle machen sie zudem für große Reserve-Kraftwerke zu teuer. Wasserstoff-Motoren haben, was den Umwelt-Impact angeht, vergleichbar gute Werte wie Brennstoffzellenantriebe, sind hier aber wesentlich unempfindlicher und haben sehr viel niedrigere Investivkosten. Das Institut für Technische Verbrennung baut deshalb derzeit ein "Center for Sustainable Fuel Combustion Research" auf, in dem solche zukünftigen Kraftstoffe und ihre Anwendungen untersucht werden können.
Durch die Bewilligung des EFRE Projekts „Zukünftige Kraftstoffe in Niedersachsen (ZuKiNi)“ wird die vorhandene Infrastruktur um eine Versorgung mit Wasserstoff und Ammoniak erweitert. Diese Versorgungseinrichtung wird es ermöglichen, die Forschung auf einem praxisnahen Niveau durchzuführen und somit diversen Bereichen der Mobilitäts- und Energiewirtschaft in eine CO2 freie Zukunft zu führen. Dementsprechend hilft die Forschung an den genannten Brennstoffen auch der wieder anfahrenden regionalen Wirtschaft bei einem „grünen Neustart“ nach der Corona-Pandemie.
