Projekttreffen STEP auf dem Firmengelände von ATS - Agro Trading & Solutions in Hardegsen (Foto: DBFZ)

Validierung MarktpotenzialSystemstudienBiokraftstoffe

FKZ-Nr. 03EI5412

PyroMar - Maritime Kraftstoffe durch Pyrolyse biogener Reststoffe und Veresterung mit biobasierten höheren Alkoholen

Bunkerschute (Foto: Ulrike Schuemann)

Dauer

  • 01.01.2020 - 31.12.2022

Kontakt

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT
Osterfelder Straße 3
46047 Oberhausen

Dr.-Ing. Volker Heil - Projektleiter
Telefon: +49 (0)208 8598 1163
E-Mail: volker.heil‍@‍umsicht.fraunhofer.de

Tim Schulzke - Ansprechpartner Pyrolyse, Veresterung
Telefon: +49 (0) 208 8598 1155
E-Mail: tim.schulzke‍@‍umsicht.fraunhofer.de

Martin Peters - Ansprechpartner Alkoholkopplung
Telefon: +49 (0) 208 8598 1511
E-Mail: martin.peters‍@‍umsicht.fraunhofer.de

Dr.-Ing. Esther Stahl - Ansprechpartnerin Einsatzstoffe und Vorbehandlung
Telefon: +49 (0) 208 8598 1158
E-Mail: esther.stahl‍@‍umsicht.fraunhofer.de

Venkat Aryan - Ansprechpartner Wirtschaftlichkeitsstudien
Telefon: +49 (0) 208 8598 1163
E-Mail: venkat.aryan‍@‍umsicht.fraunhofer.de

Partner

03EI5412B - Universität Rostock
  • Adresse:
  • Universität Rostock
    Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren (LKV)
    Albert-Einstein-Straße 2
    18059 Rostock

Dr. rer. nat. Ulrike Schümann - Projektleiterin
Telefon: +49 (0) 0381 498 9156
E-Mail: ulrike.schuemann‍@‍uni-rostock.de

Dr. rer. nat. Fanny Langschwager - direkte Ansprechpartnerin Kraftstoffanalytik
Telefon: +49 (0) 0381 498 9040
E-Mail: fanny.langschwager‍@‍uni-rostock.de

Dipl.-Ing. Karsten Schleef - direkter Ansprechpartner Motorentests
Telefon: +49 (0) 0381 498 9419
E-Mail: karsten.schleef‍@‍uni-rostock.de

03EI5412C - ifeu – Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH

Nils Rettenmaier - Projektleiter
Telefon: +49 (0) 6221 4767 24
E-Mail: nils.rettenmaier‍@‍ifeu.de

Assoziierte Partner

Kooperationspartner

Unterauftragnehmer

Ergebnisse

Geplante Ergebnisse:

  • Anlageebene: Verfahren, Pilotanlage
  • Konzeptebene: Anlagenkonzept
  • Datenebene: Messreihe/-programm
  • Publikationen: wissenschaftliche Papiere (ISI, peer-reviewed)

Thema

Thema des Vorhabens ist die Herstellung „defossilisierter“ und schwefelarmer Kraftstoffe für den Betrieb von Hochseeschiffen unter Verwendung biogener Reststoffe. Hochseeschiffe ohne Schwefelwäscher dürfen innerhalb von küstennahen Sulphur Emission Control Areas (SECAs) nur noch mit einem Kraftstoff betrieben werden, dessen Schwefelanteil maximal 0,1 Ma.-% beträgt; außerhalb der SECAs gilt seit 2020 ein Grenzwert von 0,5 Ma.-%. Aus den Reststoffen Stroh, Herbstlaub, Landschaftspflegeheu, Waldrestholz und Strauchschnitt soll ein Blendkraftstoff zum Zumischen zu fossilen Schiffskraftstoffen hergestellt und der Mischkraftstoff in einem Forschungsmotor getestet werden. Die Reststoffe werden mittels ablativer Schnellpyrolyse zu Pyrolyseöl umgesetzt, das mit längerkettigen Alkoholen verestert wird, welche wiederum katalytisch aus strohstämmigem Ethanol erzeugt werden. Begleitend werden ökologische und ökonomische Nachhaltigkeitsbewertungen vorgenommen, Biomassepotenziale und Absatzmärkte analysiert, rechtliche Rahmenbedingungen untersucht und Ansätze für den Weg in eine nachfolgende privatwirtschaftliche Realisierung des PyroMar-Ansatzes erarbeitet.

Ziele

Ziel des Vorhabens ist es, ein Verfahrenskonzept in die Praxis umzusetzen, um aus den genannten Reststoffen kostengünstige Blendkomponenten für den Betrieb von Hochseeschiffen jeweils innerhalb und außerhalb von SECAs herzustellen, die sowohl zur Lösung der Schwefelproblematik als auch insbesondere zur CO2-Einsparung in diesem Verkehrssegment beitragen. Geeignete Betriebsparameter für die Konversion sollen ermittelt, hierdurch die nachfolgende Hochskalierung vorbereitet und schließlich das Vorhaben im Technologiereifegrad (TRL) 4 bis 5 mit orientierenden Motorentests validiert werden. Ein weiteres Ziel ist es, durch begleitende theoretische Studien, dem regelmäßigen Austausch mit dem eingesetzten projektbegleitenden Ausschuss (PBA) sowie einem Industrieworkshop den Weg in eine nachfolgende privatwirtschaftliche Realisierung des PyroMar-Ansatzes vorzubereiten.

Maßnahmen

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

  • Realisierung der Prozesskette (ablative Schnellpyrolyse, katalytische Alkoholkondensation, Veresterung)
  • Validierung im Technikumsmaßstab
  • Herstellung des Blendkraftstoffs
  • Analytik
  • Wirtschaftlichkeitsanalyse
  • Konzepterstellung zur Maßstabsvergrößerung

Universität Rostock, Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren (LKV)

  • Herstellung von Mischkraftstoffen
  • Analytik
  • validierende Motorentests

ifeu – Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH

  • Erstellung von Studien zu Biomasse- und Absatzpotenzialen und einer Ökobilanz/Lebenszyklusanalyse (LCA)
  • Ableitung von Handlungsempfehlungen für Politik und öffentliche Hand

Schwerpunkte

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

  • Wissenschaft und Forschung, Planung/Projektentwicklung, Prozessentwicklung, Technikumsanlagen, Analytik, Biokraftstoffe

Universität Rostock, Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren (LKV)

  • Wissenschaft und Forschung, Motorentests, Validierung, Analytik, Schiffskraftstoffe, Industrieworkshop

ifeu – Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH

  • Potenzialstudien, Ökobilanz/Lebenszyklusanalyse (LCA)
PyroMar Flowsheet (Quelle: Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT)

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