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Forschungsprojekt Reformgasmotor

Thema: BHKW/KWK | 11.03.2016 | Aufrufe: 101 | Bewertung: 1 (1 Bewertungen)

Einem aktuellen Forschungsprojekt zufolge könnten kleine Blockheizkraftwerke (BHKWs) mit bis zu 50 kW elektrischer Leistung künftig deutlich wirtschaftlicher betrieben werden. Verantwortlich dafür zeichnet die neue Reformgasmotortechnik.

Das Forschungsprojekt wurde von der ECC Automotive GmbH in Zusammenarbeit mit dem OWI Oel-Waerme-Institut GmbH durchgeführt. Die Reformertechnologie kann dabei parallel zum Verbrennungsmotor arbeiten und aus Erdgas und Wasserdampf ein energetisch höheres Brenngas herstellen. Ursprünglich stammt das Prinzip der Arbeitsweise aus der Dampfreformierung von Diesel. Man hat es im Rahmen des Forschungsprojektes nun auf den Reformgasmotor übertragen.

Dieser kann nun ein als Reformat bezeichnetes Brenngas produzieren, welches aus Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasserstoff und Methan besteht. Es wird direkt in den Motor geleitet, was zur Folge hat, dass insgesamt weniger Brennstoff benötigt wird. Der elektrische Gesamtwirkungsgrad kann sich bis zu zehn Prozent erhöhen. Zusätzliche Hilfsenergie von außen wird für das System ebenfalls nicht benötigt, denn die Wärme entnimmt die Reformierung einfach aus dem heißen Motorabgas.

Funktionsweise des Reformgasmotors bestätigt

Zum Abschluss des Forschungsprojekts haben ECC und OWI an einer Versuchsanlage gezeigt, dass das entwickelte System tatsächlich funktioniert. Für die Versuchsanlage hat man einen innovativen Gasmotor und einen Dampfreformer verwendet. Direkt am Motorenprüfstand konnte dabei die thermische Energie des Abgases für die Reformierung und Verdampfung genutzt werden. In den Versuchen hat man einen Rückgewinn von mehr als zehn Prozent der im Brennstoff enthaltenen Energie erzielt.

Dadurch wiederum könnte bei der Netzeinspeisung des erzeugten Stroms die Wirtschaftlichkeit des BHKWs deutlich gesteigert werden. Außerdem lassen sich die benötigten fossilen Ressourcen teilweise einsparen und die CO2-Emissionen werden im Vergleich zu konventionellen Systemen ebenfalls gesenkt. Umweltschädliche Emissionen, wie sie von Kohlenwasserstoffen, wie Formaldehyd und Methan, oder Kohlenmonoxid ausgehen, können durch die Abgasnachbehandlung mit dem Reformer ebenfalls deutlich reduziert werden.

Woraus besteht das neue System?

Das neuartige System setzt sich aus folgenden Bestandteilen zusammen:

  • Erdgas-Verbrennungsmotor mit 20 bis 40 kW elektrischer Leistung zur Stromerzeugung
  • Dampfreformer mit
  • Plattenwärmetauscher (katalytisch beschichtet) und
  • Nebenaggregate.

Das Gesamtsystem wurde als Konzept vom OWI in ähnlicher Form bereits für die Dampfreformierung von Dieselkraftstoffen eingesetzt. Damit konnten in diesem Forschungsprojekt Brennstoffzellen betrieben werden. Für die hohe Steigerung des Wirkungsgrades ist außerdem die optimale Abstimmung des Verbrennungsmotors von ECC auf den Reformer von OWI verantwortlich. Für das Projekt mussten neue Komponenten entwickelt werden, darunter etwa ein spezielles Saugrohr,  durch das der Motor mit dem Reformgas betrieben und die Erzeugung des Gases mit hoch wasserstoffhaltigen Brenngasen gefahrlos realisiert werden konnte. Der Motor musste hinsichtlich seiner Wärmeverluste außerdem neu konfiguriert werden, damit die Abgastemperatur möglichst hoch ausfällt. In Zukunft soll die Technik auch auf alternative Kraftstoffe und mobile Anwendungen übertragen werden.



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