Mittelklasse-Pkw mit Biomass-to-Liquid (synthetischer Diesel), Fahrzeugdaten aus der Technologiedatenbank renewbility (#1); hier Verbrauch definiert für 1 kWh/km, inkl. Materialsaufwand zur Herstellung Besetzungsgrad: 1Personen Fahrleistung: 21197km/a Kraftstoff/Antrieb: Diesel Lebensdauer: 11,2a spezifischer Verbrauch: 3,6MJ/km spezifischer Verbrauch: 10,5l/100 km Straßenkategorie: Durchschnittswert
Das Projekt "Erstellung einer Biomass to Liquid (BTL) Realisierungsstudie Anteil des BMVBW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist die Erstellung einer Biomass to Liquid (BTL) Realisierungsstudie, die aus folgenden Bausteinen (Studienteilen) besteht: 1) Biomasse und Logistikaspekte; 2) Technologieaspekte; 3) Erstellung und Anwendung eines Kalkulationsmodells sowie Evaluierung der Förderbedingungen und des Förderbedarfs; 4) Finanzierung. Das geplante Vorhaben wurde im Einvernehmen mit allen beteiligten Ressorts im aktuellen Nachhaltigkeitsbericht der Bundesregierung aufgenommen (Seite 242) und entspricht somit in hohem Maße den förderpolitischen Zielsetzungen. Die Vorarbeiten zu dem Projekt wurden von der dena auf eigene Kosten durchgeführt und konnten im Juni 2005 erfolgreich abgeschlossen werden. Zur anstehenden Projektumsetzung sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Sept-Okt 05: Ausschreibung und Vergabe der Studienteile; Sept 05-Jun 06: Umsetzung der Studienteile und Zusammenführung zu einer Gesamtstudie. Durch die Einbindung der wichtigsten Marktakteure in die Finanzierung und Begleitung der BTL Realisierungsstudie ist eine zielgerichtete Verwertung der Projektergebnisse zur Vorbereitung großtechnischer BTL Produktion in Deutschland sichergestellt.
Das Projekt "Entwicklung eines BtL-Reformers mt Metallmembran in Kombination mit einer PEM-Brennstoffzelle für den APU-Einsatz in Nutzfahrzeugen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens 300 ZN wurde die katalytische Dampfreformierung von GtL-Kraftstoff (Gas to Liquid) zu einem wasserstoffreichen Reformatgas erfolgreich durchgeführt. Dieser Kraftstoff wurde eingesetzt, da der im bewilligten Forschungsantrag vorgesehene Kraftstoff BtL (Biomass to Liquid) bis heute nicht kommerziell erhältlich ist. Die beiden Kraftstoffe unterscheiden sich nach Herstellerangaben nur durch den Ursprungsrohstoff, sind in der Zusammensetzung aber identisch. Es wurden sowohl die Reformer-Brenner-Einheit des Vorgängerprojektes 218 ZN als auch vier weitere Reformer-Brenner-Einheiten, die mit Katalysatoren verschiedener Hersteller beschichtet wurden, betrieben und experimentell untersucht. Anhand des Vergleichs von Umsatzraten und Kohlenstoffabscheidungen wurde eine Reformer-Brenner-Einheit mit Katalysatorbeschichtung der Süd-Chemie AG für den Aufbau des Membranreformers ausgewählt. Die Palladiummembranen (Pd-Membranen) wurden mit zwei unterschiedlichen Membranstrukturen und zwei verschiedenen keramischen Zwischenschichten (Yttrium stabilisiertes ZrO2, kurz: YSZ und Titandioxid, kurz: TiO2) hergestellt. Die Zwischenschichten wurden im Hinblick auf hohe Stickstoffpermeanzen und kleine maximale Porendurchmesser optimiert. Insgesamt konnten im Projektverlauf zehn Palladiummembranen durch ein optimiertes und der Rohrgeometrie angepasstes electroless plating Verfahren gefertigt und getestet werden. Die Oxidationsbeständigkeit der metallischen Stützstruktur und die Stabilität der keramischen Zwischenschicht sind auch zu Projektabschluss noch als problematisch anzusehen. Die thermozyklische Belastbarkeit der keramischen Zwischenschicht wurde durch Zyklen mit langsamer und schneller Aufheizgeschwindigkeit bis 700 Grad C getestet. Die YSZ-Zwischenschicht ist thermisch stabil und zeigt Abweichungen der N2- Permeanzen von weniger als 10 Prozent. Die TiO2-Zwischenschicht ist thermisch instabil, da mit jedem thermischen Zyklus die N2-Permeanz abnimmt. Die Pd-Membranen wurden erfolgreich bis zu einem Druck von 8 bar und Temperaturen bis 800 Grad C getestet. Auf beiden Zwischenschichten konnten zusammenhängende dichte Pd-Schichten erzeugt werden. Auf der porösen YSZ-Schicht bildete sich eine sehr raue Pd-Schicht. Auf der glatten TiO2-Schicht wurde die Bildung einer weniger porösen Pd-Schicht beobachtet. Die in diesem Vorhaben hergestellten Membranen weisen gegenüber den Membranen des Vorgängerprojektes deutlich verbesserte Eigenschaften auf. So konnte die H2/N2-Permselektivität von Werten zwischen 20 und 40 auf Werte zwischen 100 und 400 verbessert werden. In einem Fall wurden Permselektivitäten bis 1600 erreicht. Überhitzer-Mischer-System und eine Verdampfer-Überhitzer-Mischer-Kombination integriert und untersucht. Des Weiteren wurde ein Retentatrückführungssystem realisiert, wofür drei Hochtemperatur- Drosseln entwickelt und untersucht wurden. (Text gekürzt)
Das Projekt "Biomasse-Mengenszenarien für die Produktion von Fischer-Tropsch-Kraftstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH in der Helmholtz-Gemeinschaft, Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) durchgeführt. Vor dem Hintergrund steigender Erdölpreise und der in Deutschland mit der Neufassung des Mineralölsteuergesetzes bis 2009 verlängerten Steuerbefreiung stehen Biokraftstoffe, wie beispielsweise Ethanol oder RME (Rapsölmethylester), stärker im Zentrum des öffentlichen Interesses denn je. Als eine besonders viel versprechende Alternative werden synthetische Kraftstoffe gesehen, die über die Vergasung und anschließende Syntheseprozesse (z. B. nach Fischer-Tropsch) erzeugt werden. Wird Biomasse als Rohstoff eingesetzt, werden diese auch Biomass-to-Liquid (BtL)-Kraftstoffe genannt. Hierbei besteht die Erwartungshaltung, das große Aufkommen an Lignocellulose für die Produktion regenerativer Kraftstoffe erschließen zu können, und dies weitaus effektiver als bei anderen Varianten der Kraftstofferzeugung aus Biomasse. Darüber hinaus bieten diese neuen Konversionstechnologien die Möglichkeit, den Kraftstoff ganz nach den Erfordernissen des Motors maßzuschneidern. Einen speziellen Aspekt dieser Nutzungsstrategie für Biomasse untersucht diese Studie. So stellt die ganzjährig gesicherte Versorgung von Vergasungs- und Syntheseanlagen zur Produktion von Fischer-Tropsch-Kraftstoffen aus Biomasse eine große Herausforderung an die Logistik dar. In zwei Modellregionen Baden-Württembergs - unterstellt werden Anlagen mit jeweils einem jährlichen Biomassebedarf von 1 Mio. t Trockenmasse (TM) bzw. einer FT-Kraftstoffproduktion von 200.000 t - soll untersucht werden, mit welchen Kosten Biomasse frei Anlage bereitgestellt werden kann, unter Berücksichtigung der regionalen Gegebenheiten für die Biomasseerfassung (Ernte), Konditionierung, Lagerung und den Transport. Als Biomasseträger werden Stroh, Heu (von aus der Nutzung gefallenem Grünland), Silomais und Waldrestholz betrachtet. In einem ersten Schritt werden die Potenziale für die betrachteten Biomasseträger in den ausgewählten Modellregionen abgeschätzt. Daran schließen sich detaillierte Untersuchungen zu den Prozessketten der Biomassebereitstellung frei Anlage an; hierbei stehen ökonomische Aspekte im Vordergrund. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass mit den angeführten Biomasseträgern in Baden-Württemberg ein Biomasseaufkommen von rd. 4 Mio. t TM pro Jahr bereitgestellt und potenziell energetisch genutzt werden könnte, ohne in Konflikt mit der bisherigen Nutzung oder Anforderungen an den Humushaushalt des Bodens zu kommen. Waldrestholz ist hierbei der dominante Biomasseträger. Mit Blick auf die Biomasselogistik ist an beiden untersuchten Standorten Nord (bei Heilbronn) und Süd (bei Sigmaringen) ein Erfassungsradius von 50 bis 60 km ausreichend, um 1 Mio. t TM Biomasse pro Jahr bereitstellen zu können. Hierbei kostet die Anlieferung von Waldrestholz im Mittel über den Erfassungsradius von 50-60 km rd. 60-70 €/t TM; Getreidestroh ist rd. 20-30 € teurer. Die Bereitstellung von Heu von überschüssigem Grünland oder von Silomais schneidet deutlich ungünstiger ab. usw.
Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CUTEC-Institut GmbH durchgeführt. Bau und Betrieb eines Shift-Reaktors zur Einstellung des H2:CO-Verhältnisses in Synthesegasen aus Biomasse. Produkte sind Kraftstoffe der 2. Generation (BtL und Methan). Ziel bei BtL: Verbesserung des Wirkungsgrades der Gesamtkette; bei Methan: Ermöglichung des H2:CO-Verhältnis von 3. 1. Bau eines Labor- sowie eines Technikumsreaktors, 2. Optimierung von Katalysatoren des Partners H.C. Starck im Laborreaktor mit Flaschengasen. Im ersten Teil sind Katalysatoren für Synthesegase in die Fischer-Tropsch-Synthese zu optimieren; im zweiten Teil ein Synthesegas für die Methanisierung. 3. Versuchsbetrieb mit Synthesegasen aus Holz und Stroh im jeweils einwöchigen Dauerbetrieb für jede Katalysatormischung in einer vorhandenen Technikumsanlage zur Vergasung. 4. Kontinuierlicher Daten- und Erfahrungsaustausch mit Anlage in Güssing. 1. Steigerung des Wirkungsgrades des Gesamtkette bei BtL-Produktion notwendig für Bau kommerzieller Anlagen. 2. Produktion von Methan aus Biomasse mittels Vergasung ermöglicht neue Einsatzchancen landwirtschaftlicher Produkte u.v.a. von kohlenwasserstoffhaltigen Reststoffen. Verbundvorhaben enthält 1 Anlagenbauer, 1 Katalysatorproduzent, 1 Biomassekraftbetreiber.
Das Projekt "SUNlight-to-LIQUID: Integrated solar-thermochemical synthesis of liquid hydrocarbon fuels (SUN-to-LIQUID)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bauhaus Luftfahrt e.V. durchgeführt. Liquid hydrocarbon fuels are ideal energy carriers for the transportation sector due to their exceptionally high energy density and most convenient handling, without requiring changes in the existing global infrastructure. Currently, virtually all renewable hydrocarbon fuels originate from biomass. Their feasibility to meet the global fuel demand and their environmental impact are controversial. In contrast, SUN-to-LIQUID has the potential to cover future fuel consumption as it establishes a radically different non-biomass non-fossil path to synthesize renewable liquid hydrocarbon fuels from abundant feedstocks of H2O, CO2 and solar energy. Concentrated solar radiation drives a thermochemical redox cycle, which inherently operates at high temperatures and utilizes the full solar spectrum. Thereby, it provides a thermodynamically favourable path to solar fuel production with high energy conversion efficiency and, consequently, economic competitiveness. Recently, the first-ever production of solar jet fuel has been experimentally demonstrated at laboratory scale using a solar reactor containing a ceria-based reticulated porous structure undergoing the redox cyclic process. SUN-to-LIQUID aims at advancing this solar fuel technology from the laboratory to the next field phase: expected key innovations include an advanced high-flux ultra-modular solar heliostat field, a 50 kW solar reactor, and optimized redox materials to produce synthesis gas that is subsequently processed to liquid hydrocarbon fuels. The complete integrated fuel production chain will be experimentally validated at a pre-commercial scale and with record high energy conversion efficiency. The ambition of SUN-to-LIQUID is to advance solar fuels well beyond the state of the art and to guide the further scale-up towards a reliable basis for competitive industrial exploitation. Large-scale solar fuel production is expected to have a major impact on a sustainable future transportation sector.
Das Projekt "Anpassung der Fischer-Tropsch(FT)-Synthese bei der Herstellung von synthetischen Kraftstoffen aus Biomasse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen durchgeführt. Die Erzeugung von Flüssigprodukten aus Biomasse über den Weg der Fischer-Tropsch-Synthese ist eine aussichtsreiche Option für eine nachhaltige Deckung des Bedarfs an Kraftstoffen, insbesondere an DK. Das Primärprodukt der Synthese enthält eine große Bandbreite an überwiegend paraffinischen Kohlenwasserstoffen, die in ihrer Gesamtheit jedoch nicht für den Fahrzeugeinsatz geeignet ist. Insbesondere die höhermolekularen Produkte bedürfen einer Aufarbeitung, für die vor allem Hydrocrackverfahren prädestiniert sind. Hydrocracker finden zunehmend in Erdölraffinerien Anwendung; die Auslegung und der Betrieb erfolgt bisher überwiegend empirisch. Hydrocracker reagieren bezüglich der Produktselektivität sehr sensibel auf den Rohstoff und Veränderungen der Reaktionsbedingungen. Gleichzeitig ist der Kenntnisstand darüber sehr ungenügend. Das Ziel des Vorhabens besteht in der Auslegung eines Hydrocrackers und die Festlegungen der Betriebsbedingungen (Katalysator, Temperatur, Druck, Zeit) für die Aufarbeitung von FT-Produkten zu DIN-gerechten Dieselkraftstoffen auf der Basis von Untersuchungen in einem Laborhydrocracker und der darauf aufbauenden Prozessmodellierung (Presto Kinetics).
Das Projekt "Renewable fuels for advanced powertrains (RENEW)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Volkswagen AG durchgeführt. Objective: This project aims to develop, assess and train on various production chains for motor vehicle fuels ligno-cellulosic biomass sources will be used as feedstock to produce synthesis gas from which various vehicle fuels can be derived: CH4, methanol/DME, ethanol (thermo-chemical and enzymatic pathway) and a novel biomass-to-liquid (BTL) fuel. The project will develop and evaluate the respective processing technologies with a view to producing cost effective premium fuels for current and future combustion engines from a wide bandwidth of feedstock. Within 4 vertical subprojects, alternative thermo-chemical gasification, enzymatic fuel production and fuel synthesis processes will be considered, while 2 horizontal subprojects are directed towards technology assessment and training. Two pilot-produced fuels (DME and BTL) will be submitted to extensive motor-tests by 4 leading European car manufacturers within this project. Other fuels will be made available for tests in various other European R&D projects. It is envisaged that this project will lead to the introduction of favourably priced biomass-derived fuels for motor vehicles, from 2010 onwards. Apart from achieving scientific and technological results, RENEW has the vision to develop commonly agreed strategic recommendations, based on an understanding among relevant players in industry, agriculture and research concerning the technological and market potential of different bio-fuels and their production technologies. RENEW is novel and hugely important to Europe. It offers major Kyoto Protocol benefits, enhances the sustainability and security of vehicle fuel supply, and has positive Regional socio-economic impacts. RENEW involves 31 partners, including 7 SME, from 9 EU MS and AS countries. The consortium has the necessary 'critical mass' to achieve its goals and develop the technology to commercial stage beyond the end of the project.
Das Projekt "Technikumsanlage zur Herstellung von Bio-SNG zur Einspeisung in Gasnetze und Nutzung in Brennstoffzellensystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CUTEC-Institut GmbH durchgeführt. Die Herstellung von Bio-SNG (Synthetic natural gas) ist eine Möglichkeit, Rest- und Abfallbiomasse durch thermochemische Konversion einer energetischen Nutzung zugänglich zu machen. Diese Synthese bietet sich dabei aus mehreren Gründen an: - Kleinere Anlagen realisierbar (10 - 100 MW), angepasst an lokal anfallende Biomasse. - Hohe Effizienz besonders bei Trigeneration (Strom, Wärme, Kraftstoffe) und damit hohes CO2Einsparpotenzial. - Im Vergleich zur Btl-Technologie geringes technisches und wirtschaftliches Risiko, damit ist schnellerer Markteintritt möglich. - Großes Marktpotenzial für Methan (Transportsektor, stationäre Anwendung, stoffliche Nutzung). -Vorhandene Verteiler- und Nutzer-Infrastruktur (Erdgas-Netz). - Verbrennung von Methan etabliert. - Schritt in Richtung H2-Wirtschaft. Bio-SNG ist aufgrund der bereits für die Synthese erforderlichen Reinigungsschritte gut für die NetzEinspeisung und anschließende Verstromung in dezentralen Brennstoffzellen-Anlagen geeignet. Dadurch ist die Umwandlung des Energieträgers in elektrische Energie mit entsprechend hohemWirkungsgrad und damit CO2-Einsparpotenzial erreichbar. Aufgrund der unterschiedlichen Struktur von Erzeuger- und Nutzerseite kann durch Einspeisung in das bestehende Erdgasnetz und Verstromung in dezentralen Brennstoffzellen-KWK-Systemen eine räumliche und zeitliche Entkopplung von Erzeugung und Nutzung erreicht werden. Die zurzeit entwickelten Brennstoffzellen-Systeme für den Bereich KWK werden in der Regel für Methan/Erdgas als Brennstoff konzipiert, um eine direkte Ankopplung an das Erdgasnetz zu ermöglichen. Dies gilt sowohl für Systeme zur Hausenergieversorgung (Leistungsbereich ca. 1 bis 10 kWel) als auch für stationäre KWK-Anlagen (Leistungsbereich ca. 0,1 bis 1 MWel). CUTEC kann bereits auf wesentliche Verfahrensschritte dieser Prozesskette zurückgreifen. So ist ein Technikums-Wirbelschichtvergaser vorhanden, die notwendige Gasreinigung wird zurzeit entwickelt. Zur Darstellung der gesamten Prozesskette (Biomassevergasung bis Stromerzeugung mit Brennstoffzelle) fehlt allerdings die Anlagentechnik zur SNG-Synthese. Zwar sind Synthesereaktoren und -anlagen im Technikumsmaßstab verfügbar, aufgrund der speziellen Randbedingungen der SNG-Synthese (Druck- und Temperaturbereich, hohe Exothermie) muss die vorhandene Ausstattung jedoch deutlich erweitert und angepasst werden. Hier ist insbesondere das Reaktorkonzept auf einen mehrstufigenadiabaten Hordenreaktor mit Zwischenkühlung umzustellen und entsprechende Mess-, Steuer- und Regelungstechnik zu implementieren. Ein weiterer Aspekt ist die Implementierung eines angepassten Kühlkonzeptes. welche für die SNG-Synthese neu zu entwickeln ist.
Das Projekt "Systemanalyse zur Gaserzeugung aus Biomasse I" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH in der Helmholtz-Gemeinschaft, Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) durchgeführt. Die seit 2004 sehr stark angestiegenen Energiepreise und der im IPCC-Bericht 2007 erneut bestätigte Anstieg der treibhausrelevanten Emissionen haben dazu geführt, dass auf EU- und nationaler Ebene ehrgeizige Ziele zur Entwicklung der erneuerbaren Energien formuliert wurden. Beispielsweise sollen in der EU bis 2020 20 Prozent des Primärenergiebedarfs und 10 Prozent des Kraftstoffbedarfs im Straßenverkehr durch erneuerbare Energieträger abgedeckt werden. Hohe Erwartungen werden hierbei v.a. an die energetische Nutzung von Biomasse geknüpft. Dies führt zu einer Verschärfung der Nutzungskonkurrenz, da sowohl Wärme und Strom als auch Kraftstoff aus Biomasse gewonnen werden können. Vor diesem Hintergrund wurde von ITAS eine systemanalytische Untersuchung mit der Zielsetzung durchgeführt, das vom Forschungszentrum Karlsruhe unter dem Namen bioliq® verfolgte Biomass-to-Liquid (BtL)-Verfahrenskonzept zur Kraftstofferzeugung aus Biomasse in sein technisches, ökonomisches und umweltrelevantes Umfeld einzuordnen und zu bewerten. Hierzu wurden anhand der mengenmäßig bedeutendsten Biomasseträger Stroh und Waldrestholz die spezifischen Vorteile, aber auch die bestehenden Nachteile des Verfahrens herausgearbeitet und mit den konkurrierenden Alternativen der Wärme- und Stromgewinnung verglichen. Zuvor wurde am Beispiel des Landes Baden-Württemberg und für ausgewählte Anlagenstandorte sehr differenziert dargestellt, welches energetisch nutzbare Potenzial an Getreidestroh und Waldrestholz zur Verfügung steht, und zu welchen Kosten. Ausgangspunkt für die Verfahrensanalyse der Kraftstofferzeugung aus Biomasse war die detaillierte Beschreibung des technischen Stands der Schnellpyrolyse, Vergasung, Gasreinigung/-konditionierung und der Fischer-Tropsch-Synthese.