Ist der Verbrennungsmotor am Ende? — Rostocker Maschinenbaufakultät liefert Blick in die Zukunft


Prof. Dr.-Ing. Bert Buchholz erklärt die Funktionalität der prototypischen Motoren
Prof. Dr.-Ing. Bert Buchholz erklärt die Funktionalität der prototypischen Motoren, die nacheinander auf unterschiedlichen E-Fuels laufen / Bild: Magnus Schirmer

E-Fuels: Das sind Kraftstoffe die mittels Strom aus Kohlenstoffdioxid und Wasser synthetisiert werden und deshalb klimaneutral verbrannt werden können.


Für den Dekan der Rostocker Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik Prof. Dr.-Ing. Bert Buchholz steht fest, dass diese Treibstoffe langfristig die Zukunft sein werden. Große Schiffsmotoren, sowie auch Flugzeuge werden auf Grund deren hohen Gewichts nicht batterieelektrisch betrieben werden können. Forschung könne nur die Grenzen der Physik ausloten, nicht aber über die Naturgesetze hinaus Lösungen finden. So würde die Ladezeit von Batterien ein bestehendes Problem bleiben, so wie auch der mögliche Output. Probleme, die ein Verbrennungsmotor nicht hat. Schnelle Betankung, ewige Speicherung und bedarfsgerechter Verbrauch sind Meilensteine in der Mobilität, die der Mensch nicht so ohne weiteres aufgeben könne und daher auch die Technologien im Schiffs- und Flugverkehr bedingten.


Beispielsweise zeigt der afrikanische Kontinent, dass das Flugzeug als Fortbewegungsmittel nicht gänzlich wegzudenken ist. Einerseits kann in Europa über das Verbot von Inlandsflügen debattiert werden, weil Alternativen vorhanden sind, andererseits muss global gedacht werden. Alternativen, wie Schnellzüge, sind in Afrika schlichtweg nicht denkbar.


Prof. Dr.-Ing. Bert Buchholz und Bundestagsabgeordneter Peter Stein / Bild: Magnus Schirmer

Angesichts der erschütternden Ergebnisse des Weltklimaberichts (IPCC) stehen Politik und Forschung im Zugzwang, in den nächsten fünf Jahren eine Entscheidung zu fällen, welches der vielen möglichen E-Fuels die Zukunft des Planeten retten kann und soll.


Schließlich wartet auch der Mobilitätsmarkt verunsichert auf die erlösende Antwort. Lohnt es sich jetzt noch einen Diesel, Benziner oder ein E-Auto zu kaufen, wenn der Standard in wenigen Jahren ein ganz anderer ist? Lohnt sich noch die Anschaffung eines Kerosin-betriebenen Flugzeugs oder ein von Schweröl angetriebenes Schiff?


Buchholz geht von einer hybriden Lösung aus. Die Batterie als Technologie werde also erhalten bleiben, aber an der Tankstelle werden sich andere Begriffe einbürgern. „Wasserstoff tanken“, wird sich laut ihm aber nicht etablieren. Das Problem an dem hoch gepriesenen Element ist das Volumen: Wasserstoff lasse sich nur sehr dünn synthetisieren, sodass 300 Kilogramm des Stoffes das gleiche Volumen benötigten, wie 1000 Kilogramm Diesel. Vorstellbar bleibe daher nur eine maritime Anwendung oder im Schwerlastverkehr. Ein weiteres Problem sei das nasse Abgas, das bei der Verbrennung entsteht. Wasser käme so mit Schmieröl in Kontakt. Eine Lösung, die das Umweltproblem nur partiell zu lösen verspricht.


Die Hansestadt Rostock würde von Wasserstoff als Lösung profitieren. Im Rahmen des EU-Förderprogramms IPCEI (Important Projects of Common European Interest) könnten der Stadt 303 Mio. Euro beim Aufbau eines Energiehafens zugesteuert werden. Das Pilotprojekt „HYTechHafen Rostock“ soll den Überseehafen für eine Vorreiterrolle in der nationalen Wasserstoffwirtschaft ausbauen. Wasserstoff und E-Fuels sollen nicht nur über den Hafen umgeschlagen, sondern direkt vor Ort produziert werden.


„Rostock sollte selbstbewusster werden, denn für den Wasserstoff ist alles da.“, sagt der Rostocker Bundestagsabgeordnete Peter Stein. Er sieht außerdem ein Sprungbrett für Rostock, denn dort wo etwas entsteht, würde laut ihm auch investiert. Letztlich sei Rostock von einem E-Fuel zudem abhängig. Im Stadtgebiet wohnen 80% der Bevölkerung in einem Mietverhältnis, sodass sich nicht jeder privat eine Wallbox installieren könne, um der Stadt in der Schaffung der nötigen Infrastruktur für E-Motoren unter die Arme zu greifen.


Transportlaster beliefert die Universität mit Wasserstoff / Bild: Magnus Schirmer

In der Testung befinden sich derzeit weitere Kraftstoffe, deren wichtigster Bestandteil Wasserstoff ist. Methan, Methanol und Ammoniak. Dabei verspricht die Stickstoffverbindung Ammoniak in kleinen Motoren am meisten. Seit nunmehr einem Jahrhundert weiß die Menschheit den Stoff über das Haber-Bosch-Verfahren klimafreundlich, billig und großindustriell zu synthetisieren. Dazu ist es leicht zu lagern und zu transportieren, da es schon bisher in 10-bar-Transporttankern über Ländergrenzen hinweg gehandelt wird. Zusammen mit der TU Cottbus stellt die Rostocker Fakultät nun gemeinsame Berechnungen zum E-Fuel an. Für die Entwicklung eines Stickstoff-Wasserstoff-Gemisches für größere Motoren investieren bereits Interessenten wie Caterpillar und Liebherr.


Dennoch ist der neue Treibstoff nicht ohne Herausforderungen. Der Stoff ist giftig, brennt sehr langsam und braucht eine hohe Zündenergie. Im Vergleich zu Erdgas brennt er fünf Mal langsamer. Der geringe Wirkungsgrad bereitet daher noch Stirnrunzeln. Von einer Endlösung lässt sich definitiv noch nicht sprechen.


Nichtsdestotrotz drängt die Politik auf eine rasche Entscheidung. Buchholz aber gibt zu bedenken, dass ein übereilter Beschluss in die falsche Richtung einen Zeitverzug bedeuten könnte, den sich die Erdbevölkerung möglicherweise nicht mehr leisten kann.


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