Empa forscht: CO2-freier Treibstoff aus erneuerbarer Elektrizität

Die Demonstrations- und Technologietransferplattform «move» ermöglicht Empa-Forschern, Fahrzeugantriebe mit niedrigeren CO2-Emissionen zu entwickeln. Als Energiequelle dient überschüssige Elektrizität. (Foto: Empa)
Die Demonstrations- und Technologietransferplattform «move» ermöglicht Empa-Forschern,  Fahrzeugantriebe mit niedrigeren CO2-Emissionen zu entwickeln. Als Energiequelle dient überschüssige Elektrizität. (Foto: Empa)
Die Demonstrations- und Technologietransferplattform «move» ermöglicht Empa-Forschern, Fahrzeugantriebe mit niedrigeren CO2-Emissionen zu entwickeln. Als Energiequelle dient überschüssige Elektrizität. (Foto: Empa)

«move» – auf dem Weg zur Mobilität der Zukunft

(WK-intern) – Die Demonstrations- und Technologietransferplattform «move» ermöglicht Empa-Forschern, neue Fahrzeugantriebskonzepte mit signifikant niedrigeren CO2-Emissionen zu entwickeln und in der Praxis zu erproben.

Als Energiequelle dient überschüssiger Strom aus Photovoltaikanlagen oder aus Wasserkraftwerken.

Damit lassen sich einerseits Batterien in Elektrofahrzeugen laden; andererseits lässt er sich auch in Wasserstoff für Brennstoffzellenfahrzeuge oder in synthetisches Methan für Erdgas-/Biogasfahrzeuge umwandeln.Die Demonstrations- und Technologietransferplattform «move» ermöglicht Empa-Forschern,  Fahrzeugantriebe mit niedrigeren CO2-Emissionen zu entwickeln. Als Energiequelle dient überschüssige Elektrizität. (Foto: Empa)Im Beisein namhafter Energie- und Mobilitätsexperten hat die Empa am 23. November 2015 die Forschungs- und Technologietransferplattform «move» eröffnet. Darin werden Empa-Forscher in den nächsten Jahren untersuchen, wie überschüssige erneuerbare Elektrizität im Sommerhalbjahr in Treibstoffe für Autos, Nutzfahrzeuge und Arbeitsmaschinen umgewandelt und damit energetisch nutzbar gemacht werden kann. Der Name «move» steht dabei nicht nur für motorisierte Mobilität, sondern auch für den Umstieg von fossiler zu erneuerbarer Energie – bis hin zur Realisierung eines geschlossenen Kohlenstoffkreislaufs nach dem Vorbild der Natur.
Zwei wichtige Erkenntnisse legten die Basis für «move»: Die Mobilität ist in der Schweiz für ca. 40% des CO2-Ausstosses verantwortlich. Diese Emissionen lassen sich am deutlichsten dadurch senken, dass wir auf erneuerbare Energien als Antriebsquelle der Fahrzeuge umsteigen. Gleichzeitig zeigt sich, dass der Ausbau der Produktion von Solarstrom zu grossen Mengen überschüssiger Elektrizität im Sommerhalbjahr führt, die sich im Strommarkt nur schwer nutzen lassen. Eine Umwandlung in synthetische Treibstoffe für die Mobilität macht indes genau dies möglich. Das führte zum Entscheid, ein Grossprojekt zu lancieren, das den Umstieg von fossiler auf erneuerbare Energie über die gesamte Wertschöpfungskette aufzeigt. Diese Energiebereitstellung wird gekoppelt mit effizienten Elektro-, Hybrid-, Brennstoffzellen- und Gasfahrzeugen.

Zusammenarbeit mit der ETH Zürich, der Industrie und Behörden

An der «move»-Eröffnung präsentierte Konstantinos Boulouchos vom Institut für Energietechnik der ETH Zürich eine energetische Übersicht mit zahlreichen Herausforderungen, aber auch neuen Chancen. Die ETH Zürich und die Empa arbeiten im Bereich der Mobilität zusammen und decken damit ein breites Spektrum von der Grundlagenforschung bis zu angewandter Forschung und Demonstrationsanlagen ab. Synthetische, strombasierte Treibstoffe in effizienten Antrieben ist eine der Zukunftsvisionen der Forscher.Eröffnet wurde der Anlass durch Brigitte Buchmann, Leiterin des Departements Mobilität, Energie und Umwelt und Mitglied der Empa-Direktion. Sie ist die strategische Leiterin des Grossprojekts und nutzt die Plattform, um Fragestellungen im Mobilitäts-, Energie- und Umweltbereich und deren Lösungsansätze sichtbarer zu machen. Empa-Direktor Gian-Luca Bona verwies auf die Bedeutung von Technologietransferplattformen wie «move» im Kontext von Gesamtlösungen. Die Forschung in Labors und die Umsetzung in Demonstratoren ergänzten sich ideal und seien für den Technologietransfer von der akademischen Forschung zu den industriellen Partnern ein ganz wesentliches Element. «Nur wenn man die neusten Forschungsergebnisse aus dem Labor auch – im wörtlichen Sinne – auf die Strasse bringt, können wir innovative und praxistaugliche Lösungen im Mobilitätssektor zur Marktreife bringen», so Bona. Genau dies solle «move» ermöglichen.

Walter Steinmann, Direktor des Bundesamtes für Energie (BFE), wies auf die Wichtigkeit von Pilot- und Demonstrationsanlagen im Zusammenhang mit der Energiestrategie 2050 hin. Das BFE ist an der Finanzierung von «move» beteiligt, um effiziente, nachhaltige Technologien zu fördern. Lothar Ziörjen, Stadtpräsident der Energiestadt Dübendorf, berichtete über den geplanten Praxistest mit dem wasserstoffbetriebenen Kehrfahrzeug und dem grossen Nutzen angewandter Forschungsprojekte für die Umsetzung. Hans Magits, technischer Leiter beim Kompressorhersteller AtlasCopco, einem der Hauptpartner von «move», strich den Wert solcher Plattformen für die Weiterentwicklung und Erprobung neuer Technologien heraus.

Nachhaltig Auto fahren nach dem Vorbild der Natur

«Die Natur als Vorbild!» Das ist laut Christian Bach, Leiter der Empa-Abteilung Fahrzeugantriebssysteme, der Sinn von «move». Mit Sonnenlicht, Wasser und CO2 versorgen sich Pflanzen seit Jahrmillionen nachhaltig mit Energie. «move» soll zeigen, wie dieses Konzept für die individuelle Mobilität umgesetzt werden kann. Dabei wurde bewusst nicht auf ein einzelnes Antriebskonzept gesetzt, sondern von Elektro-, über Hybrid- und Brennstoffzellen- bis hin zu Gasfahrzeugen eine breite Palette an Antriebstechnologien integriert. Dies ermögliche es, so Bach, die verschiedenen Antriebe entsprechend ihren Vorteilen für unterschiedliche Anwendungen zu nutzen. Die Forscher werden im «move» indes nicht nur energetische und ökologische Vergleiche anstellen, sondern auch die Wirtschaftlichkeit der verschiedenen Konzepte zusammen mit Umsetzungspartnern untersuchen.

Zum Abschluss der Veranstaltung führte Urs Cabalzar, der technische Projektleiter von «move», durch die Anlage. In der aktuellen Ausbauphase wird erneuerbare Elektrizität in einer Elektrolyseanlage in Wasserstoff umgewandelt, auf 440 bar verdichtet und in Druckgasbehältern gespeichert. Damit lassen sich direkt Brennstoffzellenfahrzeuge betanken, oder man mischt den Wasserstoff an einer separaten Tanksäule dem Erdgas/Biogas bei. Dieses Gemisch stellt einen technisch viel versprechenden Ansatz mit vergleichsweise geringen Kosten für eine Wasserstoffnutzung dar – in herkömmlichen Erdgas-/Biogasfahrzeugen.
«move» soll sich auch künftig stetig weiterentwickeln und wird bereits kurz nach der Eröffnung weiter ausgebaut werden. In Vorbereitung ist eine 700-bar-Betankungsanlage für Wasserstoffautos. Geplant ist zudem die katalytische Umwandlung von Wasserstoff und CO2 in Methan, das in Gasfahrzeugen genutzt werden kann, sowie die Zwischenspeicherung von überschüssigem Solarstrom in einer Netzbatterie für das Laden von Elektrofahrzeugen über Nacht.

PM: Empa

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