Kraftstoffe im Wandel

Wechselnde Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren

In den letzten zehn Jahren hat die Großmotorenindustrie einen enormen Wandel durchlaufen. Der Hauptgrund dafür sind die immer strengeren Anforderungen an die Umweltfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit von Verbrennungsmotoren. Diese beiden Aspekte müssen sich ergänzen und gleichzeitig mit den neuesten technologischen Entwicklungen Schritt halten.

Daher sind Fragen darüber, welche Kraftstoffe heute und in Zukunft verfügbar sind, wo sie eingesetzt werden können und wie lange sie rentabel bleiben, für aktuelle Entwicklungen und Produkte von entscheidender Bedeutung.

Dieselöl, oder einfach Diesel, bleibt der wichtigste Kraftstoff für eine Vielzahl von Motoranwendungen, darunter Schiffsantriebe, Eisenbahnantriebe, dezentrale stationäre Kraftwerke, Notstromaggregate, Bau- und Bergbaumaschinen, Lastkraftwagen, Traktoren und viele andere. Dennoch zeichnen sich Alternativen ab.

Angesichts der wachsenden Besorgnis über den Klimawandel suchen Unternehmen, Institutionen und Gesetzgeber zunehmend nach Alternativen zu Diesel sowohl im Transportwesen als auch in der Energieerzeugung. Bei der Auswahl alternativer Kraftstoffe sollte jedoch nicht nur die Emissionsreduzierung berücksichtigt werden. Eine Reihe weiterer wichtiger Faktoren muss ebenfalls berücksichtigt werden.

Warum war Diesel so beliebt und was hat sich geändert?

Diesel ist seit Jahrzehnten der Kraftstoff der Wahl, und das aus gutem Grund. Er ist relativ preiswert, weit verbreitet und hat eine sehr hohe Energiedichte. Dieselmotoren sind zuverlässig, langlebig und erfordern relativ wenig Wartung. Auch das Tanken ist einfach, da die notwendige Infrastruktur seit langem etabliert ist und fast überall verfügbar ist.

Allerdings ist Diesel ein fossiler Brennstoff, der aus Rohöl hergestellt wird und bei der Verbrennung Treibhausgase freisetzt. Zu den Abgasemissionen gehören NOx (Stickoxide), CO₂ (Kohlendioxid) und Feinstaub, die sich alle negativ auf die Luftqualität und das Klima auswirken. Aus diesem Grund werden die Vorschriften für die Verwendung von Diesel in Ländern auf der ganzen Welt immer strenger.

Erneuerbarer Diesel und seine Vor- und Nachteile
Hydriertes Pflanzenöl (HVO), auch bekannt als „erneuerbarer Diesel“, wird aus Pflanzenölen sowie tierischen Fetten und Ölen hergestellt. Es kann in bestimmten Dieselmotoren ohne jegliche Modifikationen verwendet werden und dient als „Drop-in“-Ersatz für herkömmlichen Diesel, wobei es fast die gleiche Leistung bietet.

„Drop-in“ bedeutet, dass der Kraftstoff sofort verwendet werden kann, ohne dass Änderungen am Motor erforderlich sind.

Die Netto-CO₂-Emissionen von HVO sind in der Regel um etwa 70 % niedriger als die von fossilem Dieselkraftstoff, je nachdem, wie der Kraftstoff hergestellt und vertrieben wird. Da die zur Herstellung von HVO verwendeten Pflanzen während ihres Wachstums Kohlenstoff binden, sind die Abgasemissionen im Allgemeinen sauberer als die von herkömmlichem Diesel.

Allerdings können die Verbrennungstemperaturen im Motor etwas höher sein, was schneller zu Kohlenstoffablagerungen und erhöhtem Motorverschleiss führen kann. Darüber hinaus ist HVO immer noch teurer als herkömmlicher Diesel, insbesondere wenn keine staatlichen Subventionen und Anreize vorhanden sind. Ausserdem kann die Verwendung von HVO durch die Verfügbarkeit von Rohstoffen eingeschränkt sein. Schliesslich ist die Frage, ob es angemessen ist, Nahrungsmittelressourcen für die Kraftstoffproduktion zu verwenden, noch nicht abschließend geklärt.

Biodiesel: Vorteilhafte Beimischung zu Diesel

Biodiesel ist ein erneuerbarer Kraftstoff, der durch Veresterung von Fetten wie Pflanzenölen, tierischen Fetten oder gebrauchtem Speiseöl hergestellt wird – denselben Rohstoffen, die auch zur Herstellung von HVO verwendet werden können. Er wird meist fossilem Dieselkraftstoff beigemischt, um die Netto-CO₂-Emissionen und andere Schadstoffe zu reduzieren.

Es gibt Mischungen mit unterschiedlichen Biodieselanteilen. B20-Mischungen, die 20 % Biodiesel enthalten, sind bereits heute erhältlich und stellen einen ausgewogenen Kompromiss zwischen Kosten und Emissionen dar. In den meisten Fällen kann B20 ohne Modifikationen in modernen Motoren verwendet werden.

Mischungen mit einem höheren Biodieselanteil werden seltener direkt als Kraftstoffe für den Verkehr verwendet, da sie möglicherweise Modifikationen am Motor erfordern, Kompatibilitätsprobleme mit bestimmten Materialien verursachen und zu einigen Herausforderungen bei der Lagerung führen können.

Gibt es brauchbare Alternativen zu Diesel, HVO oder Biodiesel?

Bereits vor vielen Jahren wurde festgestellt, dass Biodiesel und HVO keine vollständig sicheren Ersatzstoffe für Diesel sind. In der nächsten Blog-Ausgabe werden wir uns mit anderen potenziellen Dieselersatzstoffen befassen und ihre Vor- und Nachteile sowie ihr Zukunftspotenzial in grossen Verbrennungsmotoren diskutieren.