Optimierte Nutzung von biogenen Kraftstoffen

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Optimierte Nutzung von biogenen Kraftstoffen"

Henriette Kalb
vor 6 Jahren
Abrufe

1 Optimierte Nutzung von biogenen Kraftstoffen Jürgen Krahl, Axel Munack, Olaf Schröder, Hendrik Stein

2 Gliederung Einleitung Analytik und Emissionsmessungen Motorische Optimierungsstrategien Kraftstoffseitige Optimierungsstrategien Zusammenfassung

3 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.

4 Verkrustung an der Einspritzdüse nach 50 stündigem Motorbetrieb mit Pflanzenöl

5 Vergleich der Kolbenoberfläche nach Motorbetrieb mit unterschiedlichen Kraftstoffen Dieselkraftstoff Biodiesel Laufzeit: 300 h Rapsöl, roh Laufzeit: 5 h

6 Moderne Möglichkeiten zur Nutzung von Rapsöl als Kraftstoff Anpassung der Motoren an das Rapsöl Anpassung des Rapsöls an Motoren

7 Umesterung von Pflanzenöl zu Biodiesel O O H 2 C HC O O C O C O R 1 R CH 3 OH Katalysator H 2 C HC O O H H + H 3 C H 3 C O O C O C O R 1 R 2 H 2 C O C R 3 H 2 C O H H 3 C O C R 3 Triglyzerid + 3 Methanol 1 Glyzerin + 3 Pflanzenölmethylester

8 Gliederung Einleitung Analytik und Emissionsmessungen Motorische Optimierungsstrategien Kraftstoffseitige Optimierungsstrategien Zusammenfassung

9 Argumente für den Anbau nachwachsender Rohstoffe Schonung fossiler Ressourcen Aufweitung der Fruchtfolge Schaffung von Arbeitsplätzen Schonung der Umwelt?

10 Schema des analytischen Labors an der FAL Limitierte Abgaskomponenten Stand FID: HC CLD: NO x NIR: CO Motor Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) FLD HPLC Aufarbeitung Filter Kühler Verdünnungstunnel Wirbelstrombremse Stickoxide/Methan Kondensat Partikelmasse Benzol GC FTIR Partikelgrößen / Partikelanzahlverteilung Berner Impaktor SMPS FID Alkene und Aromaten Aldehyde MS TCT GC Gasbeutel ELPI UV/DAD HPLC Aufarbeitung Waschflaschen

11 Schema des analytischen Labors an der FH Coburg Stand Motor Limitierte Abgaskomponenten FID: HC CLD: NO x NIR: CO Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) FLD HPLC Aufarbeitung Filter Kühler Benzol GC Wirbelstrombremse Kondensat FID Rußoberflächen FTIR GC MS Aldehyde und Ketone Gasbeutel AAS UV/DAD HPLC Aufarbeitung Waschflaschen LIF

12 Emissionen limitierter Komponenten bei DI Motoren 160 % Dieselkraftstoff fuel NEFZ MVEG A HC CO NOX x 13 mode Stufen 5 mode 5 Stufen FTP 75 PM Rußzahl Soot Number

13 Emissionen limitierter Komponenten im Vergleich zu DK 120 % 110 Dieselkraftstoff HC CO NO X PM NO x Rußzahl DI IDI

14 Emissionen nicht limitierter Komponenten im Vergleich zu DK 140 % Dieselkraftstoff 50 PAK Aldehyde Aromaten Benzol DI IDI

15 Gliederung Einleitung Analytik und Emissionsmessungen Motorische Optimierungsstrategien Kraftstoffseitige Optimierungsstrategien Zusammenfassung

16 Entwicklung der NO x und PM Grenzwerte für LKW 15 EURO 0 (1990) NO x [g/kwh] 10 5 EURO III (2000) EURO IV (2005) EURO II (1995) EURO I (1992) EURO V (2008) VI EURO (2010) 0 0,0 0, ,8 PM [g/kwh] 1.2 1,2

17 Entwicklung der NO x und PM Grenzwerte für LKW 15 NO x [g/kwh] 10 5 EURO IV (2005) EURO III (2000) EURO VI (2010) EURO V (2008) 0 0,00 0,05 PM [g/kwh] 0,1

18 Entwicklung der NO x und PM Grenzwerte für LKW 15 EURO 0 (1990) NO x [g/kwh] 10 5 EURO III (2000) EURO IV (2005) EURO II (1995) EURO I (1992) EURO V (2008) VI EURO (2010) 0 0,0 0, ,8 PM [g/kwh] 1.2 1,2

19 Motoroptimierung Biodiesel führt zu NO x Anstieg und PM Minderung 15 NO x [g/kwh] , ,8 PM [g/kwh] 1.2 1,2

20 Zwei FAL Sensor Prototypen 100 mm 50 mm

21 Ein weiterer FAL Sensor Prototyp (Durchfluss Version) 40 mm

22 FAL Versuchsfahrzeug

23 FAL Versuchsfahrzeug

24 BERU Biodieselsensor mit integrierter Temperaturmessung (A Muster)

25 BERU Biodieselsensor mit integrierter Temperaturmessung

26 Gliederung Einleitung Analytik und Emissionsmessungen Motorische Optimierungsstrategien Kraftstoffseitige Optimierungsstrategien Zusammenfassung

27 Emissionsprüfstand Interboot, Friedrichshafen, FAL,

28 Motor und Testbedingungen Mercedes Benz OM 906 LA 13 Phasen Test Zylinderhub Zylinderbohrung Anzahl Zylinder Hubvolumen Nenndrehzahl Nennleistung Maximales Drehmoment Abgasnorm 130 mm 102 mm cm min kw 1100 Nm bei 1300 min 1 EURO III Teillastverhältnis 100 % zusätzlich frei wählbare Prüfpunkte 15% % 5% 5% 5% % 10 10% 12 10% 13 10% 11 8% 5% 5% 5% % 100 Drehzahl/Nenndrehzahl

29 Kohlenmonoxidemissionen 0,6 0,5 Emission [g/kwh] 0,4 0,3 0,2 0,1 0 DK FAME 1 FAME 2 FAME 3 FAME 4 Kraftstoff

30 Kohlenwasserstoffemissionen 0,02 0,016 Emission [g/kwh] 0,012 0,008 0,004 0 DK FAME 1 FAME 2 FAME 3 FAME 4 Kraftstoff

31 Stickoxidemissionen 6 5 Emission [g/kwh] DK FAME 1 FAME 2 FAME 3 FAME 4 Kraftstoff

32 Partikelemissionen 0,12 0,1 Emission [g/kwh] 0,08 0,06 0,04 0,02 0 DK FAME 1 FAME 2 FAME 3 FAME 4 Kraftstoff

33 SMPS Messwerte für verschiedene Kraftstoffe nach ESC Test gemittelt Partikelanzahl [1/cm³] DK FAME 1 FAME 2 FAME 3 FAME elektrischer Mobilitätsdurchmesser [nm]

34 Gliederung Einleitung Analytik und Emissionsmessungen Motorische Optimierungsstrategien Kraftstoffseitige Optimierungsstrategien Zusammenfassung

35 Zusammenfassung (1) Reines Rapsöl ist für konventionelle Motoren ungeeignet. Ruß und krebserzeugende Stoffe sind im Biodieselabgas deutlich abgesenkt. Ein Biodieselsensor ermöglicht die NO x Absenkung.

36 Heute

37 Morgen I BIODIESEL Schont unsere Umwelt!

38 Morgen I BIODIESEL Schont unsere Umwelt!

39 Morgen II

40 Morgen III

41 Heute II Designer Kraftstoff

42 Zusammenfassung (2) Biodiesel ist heute mit Abstand der einzige nennenswert am Markt eingeführte Biokraftstoff. Biodiesel wird als Reinkraftstoff gegenüber Designerkraftstoffen mittelfristig an Bedeutung verlieren. Energiepflanzenanbau ist eine landwirtschaftliche Zukunftsoption, die gesichert werden muss. Kraftstoffe und Motoren müssen wechselseitig optimiert werden.

43 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Juni 2004

Ähnliche Dokumente

Emissionen von Biodiesel und neuen Dieselkraftstoffen Emissions from biodiesel and new diesel fuels

Jürgen Krahl, Axel Munack, Olaf Schröder, Jürgen Bünger Emissionen von Biodiesel und neuen Dieselkraftstoffen Emissions from biodiesel and new diesel fuels Zusammenfassung Es wurden verschiedene fossile