Erfahrungen aus den Projekten "Diesel regenerativ" und "Diesel R33" Kristin Götz Anja Singer Jürgen Krahl

Transkript

1 Erfahrungen aus den Projekten "Diesel regenerativ" und "Diesel R33" Kristin Götz Anja Singer Jürgen Krahl

2 Weihnachtsvorlesung 2013

3 Gliederung Persönlicher Werdegang Diesel regenerativ Diesel R33

4 Kristin Götz FOS Coburg Studium an der Hochschule Coburg Studiengang: Physikalische Technik Abschluss als Dipl. Ing. (FH)

5 Kristin Götz Internationaler Master an der Hochschule Coburg und der Shanghai University of Science and Technology Studiengang: Analytical Instruments, Measurement and Sensor Technology (AIMS) Thema der Masterarbeit: Interactions between fuel molecules from conventional diesel fuel with biodiesel Abschluss als M.Eng. Doktorandin

6 Anja Singer FOS Hof Studium an der Hochschule Zittau/Görlitz Studiengang: Chemie Abschluss als Dipl. Chem. (FH) Diplomarbeit an der Hochschule Coburg Thema der Diplomarbeit: Untersuchung der Schleppwirkung von Additiven auf RME in Motorenöl Doktorandin

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8 Arbeitsgruppe Biokraftstoffe der Hochschule Coburg Technologietransferzentrum Automotive der Hochschule Coburg (TAC) Institut der Hochschule Coburg Arbeitsgruppenleiter: Prof. Dr. habil. Jürgen Krahl Gruppengröße: ca. 40 Personen Team: Doktoranden, Diplomanden, Bacheloranden, Masteranden, Praxissemesterstudenten und Projektgruppen

9 Gruppenfoto

10 Fuels Joint Research Group jrg.de

11 It has been proved that Diesel engines can be worked on earth-nut oil without any difficulty Rudolph Diesel: The Diesel Oil Engine. Engineering Vol. 93, pp , 1912.

12 Beschreibung des Dieselkraftstoffs (DK) Norm: DIN EN 590 mit 7 % Biodiesel im fossilen Dieselkraftstoff Siedebereich zwischen C Über 300 verschiedene Komponenten Lineare und verzweigte Paraffine der Kettenlänge zwischen 9 35 Kohlenstoffatomen (ca. 70 %) Aromaten (ca. 30 %)

13 Beschreibung des Kraftstoffs Biodiesel (RME) Ausgangsstoff ist Pflanzenöl Umesterungsreaktion mit Methanol > Pflanzenölmethylester Pflanzenöl kann sein: Sojaöl > Sojaölmethylester (SME) Kokosnussöl > Kokosnussölmethylester (KME) Palmöl > Palmölmethylester (PME) Rapsöl > Rapsölmethylester (RME)

14 Biodieselherstellung Rapsöl Methanol Glycerin RME (Biodiesel)

15 Verbrauch von Biodiesel und Pflanzenöl in Deutschland 3500 Kraf tstoffverbrauch [kt] Biodiesel als Beimischung Rapsöl 0 Quellen: ufop 2008, bafa 2013 Anmerkung: Deutsche Produktionskapazität: 5 Mt/a Europäische Produktionskapazität : 23.5 Mt/a

16 Gliederung Persönlicher Werdegang Diesel regenerativ Diesel R33

17 Kraftstoffgemisch im Projekt Testkraftstoff: 0 % fossiler Dieselkraftstoff 7 % Biodiesel 93 % HVO

18 Beschreibung des Kraftstoffs HVO HVO > Hydrotreated Vegetable Oil (hydriertes Pflanzenöl) Herstellung aus Pflanzenöl mittels Reaktion mit Wasserstoff zu Kohlenwasserstoffen Langkettige, gesättigte Alkane (meist C17 und C18 Alkane) Farblose, klare Flüssigkeit mit ähnlichen Eigenschaften wie der fossile Dieselkraftstoff

19 HVO Herstellung Pflanzenöl Wasserstoff Propan HVO (hydrotreated Kat. vegetable oil) Temp.

20 Optischer Vergleich von HVO, DK und RME HVO Dieselkraftstoff Biodiesel

21 Dichte und Viskosität Dichte [kg/m³] bei 15 C max. 900 max. 845 min min DK RME HVO kinematische Viskosität [mm²/s] bei 40 C 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 max. 5 4,5 max. 4 3,0 min. 3,5 3,0 min. 2 DK RME HVO

22 Cetanzahl, Energiegehalt und Flammpunkt Min ,8 HVO DK Biodiesel 42,5 37,2 Min Cetanzahl [CZ] Energiegehalt [MJ/kg] Flammpunkt [ C]

23 Projektpartner

24 Projekt Diesel regenerativ Testkraftstoff: HVO mit Beimischung von Biodiesel Versuchsträger: elf herkömmliche PKW im Realversuch Zwei Fahrzeugflotten München 2% Biodiesel in HVO (4 Pkw, Emissionsklassen Euro 5 und Euro 4) Coburg 7% Biodiesel in HVO (7 Pkw, Emissionsklassen Euro 3 bis Euro 6)

25 Analysen Limitierte Komponenten (vom Gesetzgeber vorgeschrieben) Nicht limitierte Komponenten (nicht vorgeschriebene Werte, die dennoch gesundheitsschädlich sein können) Motorölanalysen (Abrieb von Metallteilen) Kraftstoffverbrauch

26 Emissionen limitierter Komponenten mit Diesel regenerativ 20 relativ zu Dieselkraftstoff [%] unverbrannter Kraftstoff Kohlenmonoxid Stickoxide Partikelmasse

27 Zusammenfassung des Projektes Diesel regenerativ Im Projekt Diesel regenerativ waren die Stickoxidemissionen leicht erhöht. Kein Ausfall von Fahrzeugen während des gesamten Projektes aufgrund des Kraftstoffs. Fahrzeuge legten insgesamt Kilometer zurück und verbrauchten Liter. Motorölanalysen waren unbedenklich. Mit dem Testkraftstoff konnte eine CO 2 Einsparung ermittelt werden.

28 Gliederung Persönlicher Werdegang Diesel regenerativ Diesel R33

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30 Testkraftstoff: 67 % fossiler Dieselkraftstoff 7 % Biodiesel 26 % HVO Normkonformer Kraftstoff

31 Fahrzeugflotte Bestehend aus 280 Fahrzeugen unterschiedlicher Abgasklassen und Hersteller PKW Nutzfahrzeuge Busse Fotograph: Raimund Angermüller (SÜC)

32 Eröffnungsveranstaltung des Projektes Diesel R33 mit Dr. Peter Ramsauer an der Hochschule Coburg

33 Untersuchungen Differenzierte Abgasanalysen der limitierten Emissionen (Kohlenwasserstoffe, Stickoxide, Kohlenmonooxid und Partikel ) nicht limitierten Emissionen (Aldehyde und Ketone, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe) und Mutagenität Motorölanalysen Bauteiluntersuchungen

34 Internationale Grüne Woche, Berlin 2014

35 Status quo Rund 280 Fahrzeuge fahren in der Flotte Andauernde Analysen Bisheriger umgesetzter Kraftstoff beträgt Liter Tankpreis für Diesel R33 ist gleich dem von Dieselkraftstoff Projekt läuft bis 2015

36 Internetauftritt Hochschule Coburg

37 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! coburg.com coburg.com