Development  |  Erneuerbare Kraftstoffe

Eine vielversprechende Zukunft erschließen

Die Entwicklungen im Bereich erneuerbarer Kraftstoffe bieten spannende neue Möglichkeiten für die Zukunft des Verbrennungsmotors. NPS Driven setzt sich voll und ganz für das Energiesystem des 21. Jahrhunderts ein, in dem Wasserstoff und Methanol eine zentrale Rolle spielen werden.

NPS Driven ist am staatlich geförderten Green Transport Delta-Hydrogen (GTD-H) Projekt beteiligt. Dieses Projekt, das 2021 von einem Konsortium aus 20 Unternehmen ins Leben gerufen wurde, hat das Hauptziel, drei Wasserstofftechnologien zu entwickeln: Wasserstoff-Verbrennungsmotoren, Brennstoffzellentechnologie und Wasserstofftank-Infrastruktur. Diese Entwicklungen zielen auf sektorübergreifende Mobilitätsanwendungen in der Automobil-, Schiffs- und Offroad-Maschinenindustrie ab. Innerhalb dieses Projekts hat NPS Driven die Führungsrolle bei der Entwicklung eines Wasserstoff-Verbrennungsmotors übernommen, der auf einem herkömmlichen Dieselmotor basiert.

NPS Driven nimmt auch an einer weiteren staatlich geförderten Initiative namens Brandt Schoon teil, die von der „HAN University of Applied Sciences“ geleitet wird. Ziel dieses Projekts ist es, einen Dual-Fuel-Verbrennungsmotor zu entwickeln, der mit Methanol und Diesel als Pilotinjektion betrieben werden kann.

NPS Driven - development
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Entwicklung eines Wasserstoff-Verbrennungsmotors

Wasserstoff besitzt breite Entflammbarkeitsgrenzen, wodurch die Leistungssteuerung durch Anpassung der Kraftstoffeinspritzung möglich ist. Seine hohe Diffusionsrate sorgt für ein homogenes Luft-Kraftstoff-Gemisch. Dieses Gemisch benötigt einen Funken, um die Verbrennung nach der Kraftstoffeinspritzung zu starten, was den Einsatz von Zündspulen erfordert. Computertechnologie gewährleistet die Präzision bei der genau dosierten Einspritzung von Wasserstoff in gasförmigem Zustand. Da Wasserstoff ein niedrigeres Verdichtungsverhältnis benötigt, wurden die Kolben neu gestaltet. Um die neuen Komponenten unterzubringen, wurde der Ventildeckel angepasst und eine Kraftstoffschiene hinzugefügt. Zusammen mit der speziellen ECU und dem Kabelbaum entsteht so ein vollständiges Umrüstsystem

Obwohl Wasserstoff ein brennbares Gas ist, ist es auch sehr leicht. Das bedeutet, dass es sich im Falle eines Lecks schnell verteilt, was es sicherer macht als schwerere Gase wie LPG.

Der Wasserstoff-Verbrennungsmotor von NPS Driven hat ein umfangreiches Testprogramm in den Laboren der TNO-PTC-Einrichtungen in Helmond durchlaufen. Ein zweiter Prototyp wurde für Feldtests gebaut, die 2025 beginnen sollen. Die Entwicklung konzentriert sich auf einen stationären Motor für den Einsatz in Generatoren. Diese Generatoren können Strom an Orten liefern, an denen keine Netzverbindung verfügbar ist. Mögliche Anwendungen sind beispielsweise das Aufladen großer Batteriepacks auf Baustellen.

NPS Driven erwartet, den Wasserstoffmotor bis Ende 2025 als Alternative zu herkömmlichen Motoren in Generatoren auf den Markt zu bringen.

NPS Driven - Development
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Brandt Schoon Methanol-Projekt

Das Hauptziel dieses Projekts, das im April 2024 gestartet wurde, ist die Entwicklung einer zuverlässigen Methanolanwendung für die Binnenschifffahrt. Es untersucht sowohl die direkte als auch die indirekte Methanoleinspritzung. Mit diesen Techniken soll geprüft werden, ob herkömmliche Motoren zu Stage-V-Motoren mit reduzierten Stickstoff- und CO2-Emissionen umgebaut werden können.

Die direkten und indirekten Einspritztechniken haben jeweils ihre eigenen Herausforderungen. Indirekte Einspritzung erfordert beispielsweise eine Abgasnachbehandlung, während das Konzept der Direkteinspritzung noch entwickelt werden muss.

The project is still in the early stages, but during a preliminary study in which a Stage V engine was tested, several results have emerged that are useful key factors for this project:

  • 30 % bis 75 % Reduktion von NOx
  • Vernachlässigbare Mengen an Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlenmonoxid (CO)
  • Reduktion von Partikelmasse (PM)
  • Wirkungsverlust begrenzt auf ca. +/- 1,5 %

Die Verfügbarkeit von erneuerbaren Kraftstoffen

Sowohl Wasserstoff als auch Methanol können nur dann als erneuerbar betrachtet werden, wenn sie auf nachhaltige Weise produziert werden. Diese Produktionsmethoden sind derzeit noch teuer, weshalb die Verfügbarkeit in großen Mengen eine Herausforderung darstellt. Doch durch kontinuierliche Forschung und Entwicklung sowie eine steigende Nachfrage werden die Produktionskosten sinken, was schließlich zu einer wirtschaftlich tragfähigen Alternative zu fossilen Brennstoffen führen wird. Auf diese Weise wird die Rolle erneuerbarer Kraftstoffe in der globalen Energiewende weiter wachsen.  

Sowohl Wasserstoff als auch Methanol bieten großes Potenzial als Teil des globalen Wandels hin zu einer saubereren und nachhaltigeren Energielösung. Innovationen in diesem Bereich stehen weltweit im Fokus, und NPS Driven ist entschlossen, weiterhin an der Spitze zu bleiben.

NPS Driven - Jarne
Jarne Lotens – R&D Engineer

Erneuerbare Kraftstoffe sind entscheidend für eine nachhaltigere Zukunft.

"Bei NPS Driven glauben wir an Fortschritt und Innovation, insbesondere wenn es darum geht, unsere Branche nachhaltiger zu gestalten. Erneuerbare Kraftstoffe spielen dabei eine entscheidende Rolle. Wir fördern Energieunabhängigkeit und unterstützen die Nachhaltigkeit der Industrie- und Transportsektoren. Während meiner Karriere habe ich intensiv mit alternativen Kraftstoffen gearbeitet. Obwohl deren Nutzung oft zu geringeren Schadstoffemissionen führt, bleibt die Tatsache bestehen: Ihre Grundlage ist fossilen Ursprungs. Wasserstoff ist anders; seine Produktion kann vollständig frei von fossilen Komponenten erfolgen. Das macht Wasserstoff einzigartig. Es ist eine Lösung, die nicht nur den aktuellen Vorschriften entspricht, sondern auch für zukünftige Standards gerüstet ist. Bei NPS Driven setzen wir uns dafür ein, diese innovativen Technologien unseren Kunden zugänglich zu machen, und unterstützen sie dabei, umweltfreundliche Lösungen zu wählen, ohne Kompromisse bei der Leistung einzugehen."

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