Wasserstoff, Methanol oder Ammoniak, eine Bewertung von der Produktion bis zur Energiewandlung

Autoren

M. Sens, J. Brauns , A. Fandakov, J. Geppert, P. Grigoriadis, M. Riess, M. Roehe, T. Mueller, IAV GmbH, Berlin

Jahr

2025

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Der Artikel untersucht das Wirkungsgrad-Potenzial von regenerativen Kraftstoffen wie Wasserstoff, Methanol und Ammoniak über deren gesamten Lebenszyklus. Ausgangspunkt ist die Menge an produziertem regenerativem Strom, wobei mithilfe speziell entwickelter digitaler Gesamt-Systemzwillinge und Verbrennungsmodelle analysiert wird, wie viel Energie in jedem Produktionsschritt, bei Zwischenspeicherungen, Transporten und der Umsetzung im Fahrzeug verloren geht. Im ersten Teil des Artikels werden neue, eigens entwickelte 1D-Verbrennungsmodelle verwendet, um das erreichbare Wirkungsgradpotenzial eines optimierten Verbrennungsmotors für jeden Kraftstoff zu ermitteln. Die Unterschiede im Wirkungsgrad sind signifikant und auf die spezifischen Eigenschaften der Kraftstoffe zurückzuführen. Da neben der Wandlung der Energie im Kraftstoff auch dessen Produktion stark wirkungsgradbehaftet ist, widmet sich der zweite Teil des Artikels den Herstellpfaden inkl. Speicherung und Transport der Kraftstoffe. Es wird detailliert beschrieben, wie viel Energie von der anfänglich als regenerativer Strom erzeugten Energiemenge bis zur Tankstelle erhalten bleibt bzw. wie viel Energie im Produktionsprozess verloren geht und welche Verbesserungspotenziale vorhanden sind. Neben Elektrolyse-Technologien wie AEL, PEMEL und SOEL werden auch Syntheseprozesse wie Haber-Bosch und Methanol-Synthese sowie Technologien zur Kohlenstoffabscheidung wie ESA und TSA mithilfe digitaler Zwillinge bewertet. Die umfassende Analyse verdeutlicht, dass die Wahl des Produktionsstandorts und der Technologie entscheidend für die Effizienz und Nachhaltigkeit der Kraftstoffproduktion ist. Der Artikel bietet wertvolle Einblicke in die Herausforderungen und Chancen der Nutzung regenerativer Kraftstoffe in der Automobilindustrie und hebt die Bedeutung technologischer Innovationen im Produktionsprozess und der Umsetzung im Energiewandler für die Zukunft der Mobilität hervor.

ISBN

978-3-9504969-4-9

DOI

https://doi.org/10.62626/s9q4-wxf8 Link kopieren

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