Die Schadstoffemission von Verbrennungsmotoren ist eine Belastung für unsere Umwelt. Das ist auch dem Pfiffikus schmerzlich bewusst, wenn er sich für die Fahrt zur Baustelle mal wieder hinters Steuer seines heiß geliebten SUV setzt. Zum Glück für den Pfiffikus ist E-Mobilität nicht der einzige Weg zu einem nachhaltigeren Verhalten im Straßenverkehr. Vorhang frei für CatVap.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben mit CatVap eine Technologie zur Verringerung der Emissionen von Verbrennungsmotoren über die Aufbereitung der eingesetzten Kraftstoffe entwickelt. Die Technologie ist kraftstoffflexibel und kann neben dem normalen Dieselkraftstoff auch mit strombasierten Kraftstoffen (E-Fuels) und mit Biokraftstoffen genutzt werden. Für den Betrieb in Nutzfahrzeugen wird sie aktuell intensiv auf der Straße getestet. Gemeinsam mit ambitionierten Lkw-Herstellern möchten das Fraunhofer ISE und die Albonair GmbH die Technologie nun zur Serienreife weiterentwickeln.
Die Kraftstoffaufbereitungstechnologie CatVap (CATalytic eVAPoration process) ist eine vom Fraunhofer ISE entwickelte und patentierte Technologie, welche direkt nach dem Motor und vor der Abgasnachbehandlungsanlage angekoppelt werden kann. Mit CatVap wird die Abgasanlage sehr schnell aufgeheizt. So ist es möglich, unabhängig vom Fahrtzyklus die Schadstoffemissionen – insbesondere die von Stickoxiden – deutlich zu reduzieren. Wird das Zusammenspiel aus Motor und der Aufheiztechnologie optimiert, kann die Minderung der Emissionen verglichen mit Euro-VI-Nutzfahrzeugen ohne Kraftstoffmehrverbrauch erreicht werden. Das käme auch dem Pfiffikus gerade recht, denn der Blick in den eigenen Geldbeutel bleibt bei aller Umweltliebe ein wichtiger. CatVap soll ohne Modifikationen auch dann einsetzbar sein, wenn E-Fuels und Biokraftstoffe wie Hydrierte Pflanzenöle (HVO) getankt werden.
CatVap mit Industriepartnern weiterentwickelt
Mit der Albonair GmbH arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer ISE aktuell in der Produktentwicklung zusammen. Mitarbeitende von Albonair rüsteten einen mittelschweren Lkw mit einem CatVap-System aus, um eine Abgasreinigung bereits im Niedriglastbetrieb zu ermöglichen. Das System wurde auf der Abgasseite nach dem Motor eines Lkws mit einer zulässigen Gesamtmasse von 12 t montiert und zeigte bei verschiedenen anspruchsvollen Testfahrten eine vollständige Stickstoffoxid-Reduzierung.
„Fahren Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor beispielsweise mit sehr niedrigen Fahrgeschwindigkeiten und dementsprechend niedrigen Abgastemperaturen, kann das heutige Euro-VI-Abgasreinigungssystem die giftigen Stickoxidemissionen nicht vollständig reduzieren. Durch die Ausstattung der Abgasnachbehandlung mit CatVap sind im Kaltstart nur zwanzig Sekunden elektrische Aufheizung notwendig, um den CatVap-Prozess zu starten, welcher dann die Leistung der herkömmlichen elektrischen Heizung um mehr als das 20-fache übersteigt. Mit dem erwärmten Abgassystem können alle sekundären Schadstoffemissionen, wie Stickoxid, Ruß und unverbrannte Kraftstoffanteile, nahezu vollständig entfernt werden“, erklärt Florian Rümmele, der am ISE für die Technologie verantwortlich ist.
Bis zum serienreifen Produkt
CatVap hat ein hohes Potenzial, Sekundäremissionen entsprechend der ab 2027 geplanten Euro-Abgasnorm ohne Zusatzmaßnahmen zu reduzieren. „Mit der Kombination aus erneuerbaren Kraftstoffen und der Aufheiztechnologie CatVap kann eine – in der Gesamtbetrachtung mit Energiebereitstellung und Nutzung im Fahrzeug – nahezu emissionsfreie, verbrennungsmotorische Mobilität dargestellt werden. Deshalb entwickeln wir neben der Technologie zur Kraftstoffaufbereitung auch innovative Syntheserouten zu synthetischen, nachhaltigen Kraftstoffen“, konstatiert Robert Szolak, Abteilungsleiter Nachhaltige Syntheseprodukte am Fraunhofer ISE. „Wir arbeiten an Markteinführungskonzepten für solche Kraftstoffe, die typischerweise von Kraftstoffmischungen ausgehen. Dies macht den Einsatz robuster Technologien wie CatVap notwendig, die mit diesen Kraftstoffmischungen arbeiten können.“
Da kann der Pfiffikus nur staunen und hoffen, dass sich diese vielversprechende Technologie auch am Markt als lohnend beweisen kann.