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08.05.2013

Prof. Horst Harndorf (r.) und Sascha Prehn am Gasversuchsmotor auf dem Motorprüfstand. © ITMZ/ Julia Tetzke

 

Auf dem Prüfstand der Rostocker Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik ist erstmals ein für die Landwirtschaft bestimmter Gasmotor erfolgreich in Betrieb genommen worden. Die Rostocker Universität gehört damit zu den ersten Hochschulen in Deutschland, die gemeinsam mit der Deutz AG aus Köln die Motorenentwicklung und den Emissionsschutz auf eine neue Stufe heben wollen.

Methan länger verfügbar

„Erdgas und Flüssiggas werden gegenüber Erdöl an Bedeutung gewinnen“, ist Professor Harndorf längst klar. „Neben Wirtschaftlichkeit sind es Umweltfreundlichkeit und die bei Erdgas und regenerativ erzeugtem Biomethan längerfristige Verfügbarkeit, die Gasantriebe so attraktiv machen“, sagt der Wissenschaftler. Vor diesem Hintergrund hat die Uni Rostock in Kooperation mit dem Motorenhersteller das Forschungsprojekt „Entwicklung und Untersuchung eines Gasmotors für Landmaschinen“ auf den Weg gebracht. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) fördert das Vorhaben.

Bei der Entwicklung von Gasmotoren spielt das nötige Know-how die entscheidende Rolle, denn die Anforderungen an einen gasbetriebenen Motor unterscheiden sich deutlich von denen eines Dieselmotors. Das wissen Dr. Christian Fink, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Rostocker Lehrstuhl, und der junge Diplom-Ingenieur für Maschinenbau Sascha Prehn am besten. Der eine hat über fünf Jahre als Entwicklungsingenieur bei der Deutz AG gearbeitet, der andere schrieb dort seine Diplomarbeit. „Erdgas ist ein spannendes und zukunftsweisendes Thema, da kann man sich gut entfalten“, brennt der 28-jährige Prehn für das Thema. Beispielsweise sind die thermischen Belastungen der den Brennraum umgebenden Bauteile im Gasbetrieb deutlich höher als im Betrieb mit flüssigem Kraftstoff. Deshalb mussten verschiedene Motorkomponenten an die veränderten Rahmenbedingungen angepasst werden.

„Ganz entscheidend sind die Analyse und Beherrschung des Verbrennungsprozesses im Entwicklungsmotor“, unterstreicht der junge Forscher, der sehr stolz ist, dass der gasbetriebene Motor unter seiner Mitwirkung erfolgreich in Betrieb genommen werden konnte. Dr. Fink hält fest: „Es ist ein großer Erfolg, dass der Motor nun auf dem Prüfstand der Uni Rostock läuft.“ Die Herausforderung heißt jetzt: Reduktion der Emissionswerte. Auch für den landwirtschaftlichen Bereich müssen immer strengere Emissionsvorschriften eingehalten werden.

Mehr Leistung ­– weniger Emissionen

„Motoren im Erdgas- und Biomethanbetrieb werden auch in der Landwirtschaft stark an Bedeutung gewinnen“, prognostiziert Prof. Harndorf. Mehr Leistung, mehr Wirkungsgrad und weniger Emissionen, so will der Motorenexperte entsprechende Konzepte auf den Weg bringen. Dabei weiß er auch, dass es noch Risiken gibt, beispielsweise, wie der Kraftstoff mit hinreichender Energiedichte gespeichert werden kann und wie das Problem mit dem aufwendigen Betanken und der trotz eines größeren Tankvolumens geringeren Reichweite zu lösen ist.

Schwierig stellen sich auch die schwankenden Eigenschaften des eingesetzten Gases dar. Im Falle des regenerativ erzeugten Biogases ist deshalb seitens des Produzenten eine aufwendige Veredelung zu Biomethan erforderlich. Ein großer Vorteil ist die Möglichkeit der Einspeisung des Biomethans in das bestehende Erdgasnetz, wodurch eine große Marktdurchdringung des regenerativ erzeugten Energieträgers erreicht werden kann.

„In der Landwirtschaft ist die Motivation groß, Kraftstoff aus Biomasse zu gewinnen und einzusetzen“, weiß Harndorf. Für ihn eine Herausforderung zum Forschen auf dem Sektor Gasmotoren. Immerhin bietet die motorische Verbrennung von Erdgas bzw. Biomethan ein erhebliches Potenzial zur signifikanten Reduktion von Treib-hausgasen. Wegen des günstigen Verhältnisses von Kohlenstoff zu Wasserstoff (eins zu vier) bei Methan, dem Hauptbestandteil von Erdgas und Biomethan, kann durch den Einsatz dieses interessanten, weil zukunftsweisenden Kraftstoffes gegenüber Diesel und Benzin eine Einsparung der Kohlendioxidemission von rund 25 % erzielt werden.

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