Die Kraftstoffe der Zukunft: OME als Diesel-Alternative

Weltweit sind sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einig: Sollten die Länder ihre Ausstöße des Treibhausgases Kohlendioxid (CO₂) nicht drastisch reduzieren, wird die Erderwärmung mit ihren verheerenden Folgen nicht aufzuhalten sein. Vor allem im Verkehr lässt sich CO₂ einsparen, das bei der Verbrennung der fossilen Kraftstoffe entsteht. Eine Alternative zum fossilen Dieselkraftstoff ist OME (Oxymethylenether) auf nachhaltiger Rohstoffbasis. Um Komponenten für das ungiftige OME herzustellen, hat Prof. Dr.-Ing. Jakob Burger, Leiter der Professur für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik, vor Kurzem eine Demonstrationsanlage am Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit der Technischen Universität München (TUM) errichtet. Prof. Burger und sein Team forschen seit Längerem an der Umsetzung von synthetischen Kraftstoffen (sogenannte „SynFuels“) wie OME für das Transportwesen.

Der Bau der Anlage ist Teil des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Jahr 2019 gestarteten Projekts „Nachhaltige Mobilität durch synthetische Kraftstoffe“ (NAMOSYN). Dem NAMOSYN-Konsortium gehören 39 Industrie- und Forschungspartner an, das Projekt besitzt ein Volumen von etwa 20 Millionen Euro. NAMOSYN hat zum Ziel, synthetische, nachhaltig produzierte und nutzbare Kraftstoffe für Diesel- und Ottomotoren zu entwickeln. Das beim Fahren emittierte CO₂ wird zuvor aus anderen Quellen extrahiert. So werden in der Gesamtbetrachtung deutlich weniger Treibhausgase freigesetzt. OME gilt als ein ganz besonderer Treibstoff: Er unterscheidet sich in seiner chemischen Struktur von herkömmlichen erdölbasierten Kraftstoffen durch integrierten Sauerstoff. OME verbrennt dadurch praktisch rußfrei und somit extrem schadstoffarm. Zudem ist OME biologisch abbaubar und lässt sich aus einer beliebigen Kohlenstoffquelle herstellen. Dazu zählen biogene Rohstoffe sowie CO₂, das aus Industrieanlagen zur Reduzierung von Emissionen isoliert wird. Bei OME handelt es sich um eine Gruppe von Stoffen – etwa vergleichbar mit den Bestandteilen von Erdöl –, von denen nur ein bestimmter Teil für die Kraftstoffanwendung geeignet ist. Die neue Demonstrationsanlage am TUM Campus Straubing produziert genau diese Komponente.

Die Anlage ist die erste in Europa, die kontinuierlich OME produzieren kann, und realisiert den neuartigen „OME Technologies Prozess“ im Technikumsmaßstab. Sie besteht aus drei Teilen: einem Reaktor zur OME-Synthese, einem rund zehn Meter hohen Destillationsmodul, das OME abtrennt und reinigt, sowie einer Membraneinheit des Projektpartners DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH, um Wasser auszuschleusen. Wasser entsteht als einziges Nebenprodukt im Prozess. Der TUM Campus Straubing hat das Prozesskonzept zusammen mit den Partnern der TU Kaiserslautern und der von Prof. Burger mitgegründeten Firma OME Technologies GmbH in den vergangenen Jahren entwickelt und ausgearbeitet. Alle Anlagenteile sind nun aufgebaut, die Messtechnik kalibriert. Aktuell werden noch letzte Testreihen an den Einzelmodulen durchgeführt, 2021 ist dann ein kontinuierlicher Dauerbetrieb der Gesamtanlage geplant. „Die Demonstrationsanlage ist der letzte und wichtigste Meilenstein vor der industriellen Umsetzung der Kraftstoffsynthese im Produktionsmaßstab“, sagt Prof. Burger.