de.wedoany.com-Bericht: Die Purdue University und John Deere haben gemeinsam das Purdue Biofuels Consortium gegründet, um in einer dreijährigen Zusammenarbeit technische Wege zu erforschen, die es Dieselmotoren ermöglichen, direkt ein Gemisch aus Ethanol und Biodiesel zu verbrennen – mit dem Ziel, keine größeren Umbauten an bestehenden Motoren vorzunehmen.
Greg Shaver, Reilly-Professor am Fachbereich Maschinenbau der Purdue University, erläutert, dass weltweit ein Drittel des Maises in den USA angebaut wird, der Großteil davon im Mittleren Westen, wobei etwa 40 % davon für die Ethanolproduktion verwendet werden. Landmaschinen, die Mais ernten, verbrennen derzeit Erdöldiesel; die Umstellung auf lokal verfügbare Biokraftstoffe wäre sinnvoller.
Das Konsortium erforscht drei pflanzenbasierte Kraftstoffe: Ethanol, das hauptsächlich aus der Fermentation von Mais gewonnen wird; Biodiesel, das aus tierischen Fetten und Pflanzenölen (wie Soja) stammt; und erneuerbarer Diesel, dessen Raffinationsprozess ressourcenintensiver ist, der aber Erdöldiesel im Verhältnis 1:1 ersetzen kann. Biodiesel ist speziell für Kompressionszündungsmotoren ausgelegt, während Ethanol eine geringere Viskosität und bessere Kältefließeigenschaften aufweist und bereits landesweit in den USA in großem Maßstab produziert wird. Danan Dou, leitender Technologieexperte für Antriebssysteme bei John Deere, erklärt, dass die drei Kraftstoffe sich ergänzen und ineinander löslich sind, sodass ihre Mischung die Vorteile beider vereinen kann.
Shaver erklärt, dass Dieselmotoren Kompressionszündungsmotoren sind und dass Ethanol als hervorragender Kraftstoff für Fremdzündung gerade dadurch schwer allein in Kompressionszündungsmotoren einsetzbar ist. Das Kernproblem des Projekts besteht darin, den Mischkraftstoff in Dieselmotoren ordnungsgemäß funktionieren zu lassen. John Deere arbeitet seit über zehn Jahren mit der Purdue University in den Herrick Labs zusammen; dieses Konsortium ist der jüngste Schritt in der gemeinsamen Forschung zur Motoreffizienz.
Weitere Mitglieder des Konsortiums sind der Motorenhersteller Cummins, der weltweit größte Bioethanol-Produzent POET, die Agrargenossenschaft und der Biodiesel-Produzent Ag Processing Inc., Marquis Energy mit einer Jahresproduktion von über 395 Millionen Gallonen kohlenstoffarmer Kraftstoffe sowie der US-amerikanische Biokraftstoff-Handelsverband Growth Energy. Auch Eric Holloway, Professor für Maschinenbau in der Praxis an der Purdue University, und Junli Liu, leitender Forschungswissenschaftler am Fachbereich Agrar- und Biotechnik, sind an der Forschung beteiligt.
Dou erläutert, dass das Projekt in drei Richtungen voranschreitet: Die Motorenforschung wird von ihm und Shaver geleitet, die Kraftstoffforschung wird von Holloway, Liu und den Kraftstoffherstellern gemeinsam durchgeführt, und auf kommerzieller Ebene werden die verschiedenen Interessengruppen koordiniert – mit dem Ziel, Motoren mit leicht verfügbaren und von Kunden akzeptierten Ethanol-Biodiesel-Mischkraftstoffen zu betreiben.
Für Straßenfahrzeuge gibt es bereits Präzedenzfälle für flexible Kraftstoffe. Ethanol wurde zunächst in speziellen Fahrzeugen eingesetzt und gelangte später in kleineren Anteilen an Tankstellen. Dou zufolge sind Benzin-Pkw ab dem Modelljahr 2001 von der US-Umweltschutzbehörde EPA für die Verwendung von E15-Benzin (mit 15 % Ethanol) zugelassen, was Millionen Gallonen Erdöl einspart und den Landwirten zusätzliche Nachfrage beschert. Shaver ist der Ansicht, dass das Projekt auch den CO₂-Ausstoß reduzieren und die Abhängigkeit von importierten Kraftstoffen verringern könnte – wichtige Bestandteile von Erdöldiesel sind importabhängig, und internationale Konflikte könnten jederzeit Versorgungsschwankungen auslösen.
Derzeit benötigen Dieselmotoren spezielle Sensoren und zusätzliche Infrastruktur, um Kraftstoffe mit hohem Ethanolanteil zu verarbeiten. Dou erklärt, dass selbst ein Mischkraftstoff mit nur 10 % Ethanol die Struktur sowohl der Diesel- als auch der Biokraftstoffbranche verändern würde; das Endziel ist, dass Motoren Kraftstoffe ohne zusätzliche Hardware und ohne Unterscheidung der Mischungsverhältnisse verwenden können.
Shaver verrät, dass man letztlich hofft, dass John Deere und Cummins Anpassungslösungen als Werksoption oder Nachrüstsatz anbieten können, sodass neue Motoren nahtlos zwischen Diesel, Biodiesel oder Diesel mit Ethanol umschalten können, und dass selbst die ältesten Dieseltraktoren durch Nachrüstung Mischkraftstoffe akzeptieren könnten. Er erwähnt außerdem, dass angesichts steigender Rohstoffpreise verschiedene Mischungsverhältnisse zu unterschiedlichen Zeiten Kostenvorteile bieten und Landwirte durch flexible Wahl des Mischungsverhältnisses wirtschaftlichen Druck abfedern könnten.
Dou erklärt, dass dieses Konsortium kein exklusives Projekt von John Deere oder Cummins sei – nur wenn die technologischen Ergebnisse der gesamten Branche zugänglich gemacht würden, könnten alle Beteiligten davon profitieren. Die Purdue University vereine Stärken sowohl im Ingenieurwesen als auch in der Landwirtschaft und sei damit der ideale Partner für dieses Projekt. Das gesamte Vorhaben wird voraussichtlich mehrere Jahre bis zur Umsetzung benötigen.
