18.10.2006

Energie Erdgas: Innovative Ideen für mehr Energieeffizienz


Seit 1980 lobt die ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und um welt freundlichen Energieverbrauch e. V. im Zwei-Jahres-Rhythmus den Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft aus.

Prämiert werden herausragende Leistungen zur Energieeinsparung und Emissions-minderung durch rationellen Erdgaseinsatz.

Zur 14. Auflage des Preises gingen besonders hochwertige Bewerbungen ein, aus denen eine unabhängige Jury die diesjährigen Preisträger auswählte. Im Rahmen einer Festveranstaltung in Berlin wurden die Preise am 17. Oktober 2006 übergeben.




Pressemeldung

Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft 2006: Neue Wege zur Steigerung der Energieeffizienz


Am 17. Oktober 2006 wurden im Rahmen einer Festveranstaltung im Kaisersaal in Berlin die Preisträger des „Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft 2006“ bekannt gegeben. Die Auszeichnung ist mit insgesamt 50.000 Euro dotiert und wird seit 1980 im Rhythmus von zwei Jahren von der ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e. V. vergeben. Schirmherren sind der BGW Bundesverband der deutschen Gas- und Wasserwirtschaft e. V. und der DVGW Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches e. V. Die Preise wurden von Frau Astrid Klug, Staatssekretärin im Bundesumweltministerium, im Beisein des Präsidenten der ASUE, Reinhard Schüler, des Vizepräsidenten des Allgemeinen Deutschen Automobilclubs e. V. (ADAC) Werner von Scheven, des Präsidenten des BGW, Michael G. Feist, sowie weiteren wichtigen Persönlichkeiten aus Wirtschaft, Politik und Wissenschaft übergeben.

Der „Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft“ würdigt neue Ansätze zur Energieeinsparung sowie der Emissionsminderung durch rationellen Erdgaseinsatz. Er ist in zwei Kategorien gegliedert – in den „Preis für Planung, Forschung und Entwicklung“ sowie den „Preis für umweltschonende Mobilität: Erdgas im Verkehr“, der zusammen mit dem ADAC vergeben wird.

Den mit 20.000 Euro dotierten „Preis für Planung, Forschung und Entwicklung“ verlieh eine hochkarätig besetzte unabhängige Jury an die Firma OTAG aus dem sauerländischen Olsberg für den „lion-Powerblock“. Dahinter verbirgt sich eine Kraft-Wärme-Kopplungsanlage für Ein- und Mehrfamilienhäuser zur gleichzeitigen Produktion von Strom und Wärme. Die Vorteile dieser Strom erzeugenden Heizung liegt unter anderem in einem sehr hohen Brennstoffnutzungsgrad. Außerdem zeichne sich der Powerblock durch geringere Wartungskosten sowie lange Wartungsintervalle aus.

Zudem vergab die Jury in dieser Kategorie noch zwei Auszeichnungen, verbunden jeweils mit 7.500 Euro Geldprämie. Eine ging an die isocal HeizKühlsysteme GmbH aus Friedrichshafen für die Kombination einer Gas-Absorptionswärmepumpe mit einem Eisspeicher. Das Prinzip dieser Innovation besteht darin, im Heizbetrieb dem Wasser des Eisspeichers die Wärme so lange zu entziehen, bis es komplett zu Eis gefroren ist. Die hierin gespeicherte Kälte steht dann im Sommer nahezu ohne energetischen Aufwand für Kühlprozesse zur Verfügung.

Die zweite Auszeichnung erhielt die CANON Gießen GmbH, die zusammen mit der Stadtwerke Gießen AG sowie der Firma Köhler & Ziegler Anlagentechnik GmbH aus Lollar eine innovative Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung entwickelte. Basis dafür bildet ein Blockheizkraftwerk, das neben Strom auch die Grundlast für die Wärmeversorgung sowie die für den Betrieb einer Absorptionskältemaschine notwendige Wärmeenergie liefert. Diese Kältemaschine dient wiederum der Bereitstellung der Kälte-Grundlast. Mit dieser Lösung werden die Energiekosten gesenkt und die Kohlendioxid-Emissionen deutlich reduziert.

Den mit 12.000 Euro dotierten „Preis für umweltschonende Mobilität: Erdgas im Verkehr“ erhielt das Projekt „Clean Engine Vehicle (CEV) – Entwicklung eines niedrigstemittierenden und verbrauchsarmen Erdgasantriebs“ der schweizerischen Forschungsanstalt EMPA Dübendorf, des Laboratoriums für Aerothermochemie und Verbrennungssysteme der ETH Zürich und des Instituts für Mess- und Regeltechnik der ETH Zürich. In dessen Rahmen wurde ein VW Polo auf Erdgasantrieb so umgerüstet, dass im Vergleich zu einem Benzin-Fahrzeug gleicher Motorleistung die Kohlendioxid-Emissionen um 30 Prozent gesenkt wurden. Zudem gelang es, auch andere Schadstoffemissionen so weit zu minimieren, dass das Fahrzeug die strengsten europäischen und kalifornischen Abgasgrenzwerte einhält.

Weiterhin erhielt die BRA GmbH aus Schweinfurt eine mit 3.000 Euro dotierte Auszeichnung für die Entwicklung eines leistungsfähigen Sportfahrzeuges mit Erdgasantrieb. Ziel dieses Projektes war die Durchführung einer 24-stündigen Rekordfahrt. Mit ihr sollten die ökonomischen und ökologischen Erfolgsfaktoren von Erdgasfahrzeugen sowie deren Leistungsfähigkeit dokumentiert werden.

Weitere Informationen zum Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft 2006 sowie eine ausführliche Dokumentation mit einer Beschreibung der ausgezeichneten Projekte inklusive Bildmaterial steht im Internet unter www.asue.de in der Rubrik „Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft“ zur Verfügung.

ASUE

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Jürgen Stefan Kukuk
Telefon: 0 30 / 22 19 13 49-0
E-Mail: kukuk@asue.de



Dokumentation

Dokumentation Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft


Seit 1980 lobt die ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e.V. im Zwei-Jahres-Rhythmus den Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft aus. Prämiert werden herausragende Leistungen zur Energieeinsparung und Emissionsminderung durch rationellen Erdgaseinsatz.

Zur 14. Auflage des Preises gingen besonders hochwertige Bewerbungen ein, aus denen eine unabhängige Jury die diesjährigen Preisträger auswählte. Im Rahmen einer Festveranstaltung in Berlin wurden die Preise am 17. Oktober 2006 übergeben.

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Jürgen Stefan Kukuk
Telefon: 0 30 / 22 19 13 49-0
E-Mail: kukuk@asue.de



Preisträger 1

lion-Powerblock der Firma OTAG Vertriebs GmbH & Co. KG


Preisträger
Dotierung: 20.000 EUR

Am 17. Oktober 2006 wurden in Berlin im Rahmen einer Festveranstaltung die Gewinner des Innovationspreises der deutschen Gaswirtschaft 2006 bekannt gegeben. Diese Auszeichnung wird für herausragende Leistungen zur Einsparung von Energie und zur Steigerung der Energieeffizienz vergeben. Der mit insgesamt 50.000 Euro dotierte Preis wird alle zwei Jahre von der ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e. V. ausgelobt und steht unter der Schirmherrschaft des BGW Bundesverband der deutschen Gas- und Wasserwirtschaft e. V. sowie des DVGW Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches e. V. Den „Preis für Planung, Forschung und Entwicklung“ – verbunden mit einer Geldprämie in Höhe von 20.000 Euro – erhielt das Projekt „lion-Powerblock – Strom erzeugende Heizung für Ein- und Mehrfamilienhäuser“ der Firma OTAG Vertriebs GmbH & Co. KG aus Olsberg.

Der lion-Powerblock ist ein System zur gleichzeitigen Produktion von Wärme und Strom. Auf Grund des Leistungsbereichs – elektrisch: 0,2 bis 2,2 kW, thermisch: 2,5 bis 16 kW – eignet es sich für den Einsatz in Ein- und Mehrfamilienhäusern. Unternehmensangaben zufolge zeichnet es sich durch eine unkomplizierte und damit störungsunanfällige Funktionsweise sowie einen sehr hohen Brennstoffnutzungsgrad von 98 Prozent aus, der nicht von der Temperatur des Nutzwasser-Rücklaufs abhängig ist. Weitere Vorteile sind ein leiser Betrieb, geringe Wartungskosten, großer Modulationsbereich sowie lange Wartungsintervalle.

Die wesentlichen Bestandteile des lion-Powerblock sind ein Doppelfreikolben mit fest verbundener Ankerspule und ein Dauermagnet. Der Antrieb des Kolbens erfolgt durch 350 °C heißen Prozessdampf, der auf 25 bis 30 bar verdichtet und durch einen externen Erdgasbrenner erzeugt wird. Dieser Dampf wird wechselweise dem linken und dem rechten Arbeitszylinder zugeführt, expandiert dort und schiebt so den Kolben nach links oder rechts. Dies geschieht 2.400 bis 4.500 mal in der Minute, entsprechend einer Frequenz von 40 bis 75 Hertz.

Da analog zum Kolben die mit ihm fest verbundene Ankerspule durch das Magnetfeld des Dauermagneten bewegt wird, entsteht in dieser Spule ein Induktionsstrom. Diese elektrische Energie kann anschließend im Haus selbst verbraucht oder in das öffentliche Netz eingespeist werden.
Nach Durchlaufen des lion-Powerblocks wird der Prozessdampf noch über einen Plattenwärmetauscher geführt, der seinerseits die Wärme an den Heiz- und Brauchwasserkreislauf weiter gibt. Auf diese Weise können Strom und Wärme gleichzeitig erzeugt werden. Durch den weiten Modulationsbereich des lion-Powerblocks lässt sich die Energieerzeugung weitgehend an den aktuellen Bedarf anpassen, so dass in Verbindung mit dem ohnehin sehr hohen Brennstoffnutzungsgrad äußerst effizient mit der eingesetzten Energie umgegangen wird.

Der wirtschaftliche Vorteil dieser Lösung für den Nutzer besteht neben einer hocheffizienten Wärmebereitstellung vor allem darin, dass er bis zu 80 Prozent des eigenen Strombedarfs selbst erzeugen und damit den Strombezug aus dem öffentlichen Netz deutlich reduzieren kann. Umwandlungsverluste in zentralen Kondensationskraftwerken werden dadurch vermieden. Zudem profitiert man von der Rückerstattung der Energiesteuer sowie von der Vergütung des ins öffentliche Netz eingespeisten Reststroms. Insgesamt gibt OTAG die mit dem lion-Powerblock möglichen Einsparungen in Abhängigkeit vom Wärmeverbrauch und vom aktuellen Strompreis mit 500 bis 1.200 Euro pro Jahr an. Von den genauen Einsparungen wiederum hängt die Amortisationszeit der Anlage ab. Allgemein gilt: Je höher der Strompreis, desto früher amortisiert sich diese Investition. Von der beschriebenen Lösung profitiert im Übrigen auch die Umwelt, wird doch damit – gleichen Gesamtenergieverbrauch vorausgesetzt – rund 40 Prozent weniger Kohlendioxid emittiert.

Weitere Informationen zum Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft 2006 sowie Bildmaterial stehen im Internet unter www.asue.de in der Rubrik „Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft“ zur Verfügung.

Auszeichnung:
OTAG GmbH
Ansprechpartner: Franz Josef Schulte
Zur Hammerbrücke 9, 59939 Olsberg, Telefon: 02962/735 83-0, www.otag.de

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Jürgen Stefan Kukuk
Telefon: 0 30 / 22 19 13 49-0
E-Mail: kukuk@asue.de



Preisträger 2

Auszeichnung für die Kombination einer Gas-Absorptionswärmepumpe mit einem Eisspeicher


Auszeichnung
Dotierung: 7.500 EUR

Am 17. Oktober 2006 wurden in Berlin im Rahmen einer Festveranstaltung die Gewinner des Innovationspreises der deutschen Gaswirtschaft 2006 bekannt gegeben. Diese Auszeichnung wird für herausragende Leistungen zur Einsparung von Energie und zur Steigerung der Energieeffizienz vergeben. Der mit insgesamt 50.000 Euro dotierte Preis wird alle zwei Jahre von der ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e. V. ausgelobt und steht unter der Schirmherrschaft des BGW Bundesverband der deutschen Gas- und Wasserwirtschaft e. V. sowie des DVGW Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches e. V. In der Kategorie „Preis für Planung, Forschung und Entwicklung“ erhielt das Projekt „Kombination einer Gas-Absorptionswärmepumpe mit einem saisonalen Eisspeicher“ der Firma isocal HeizKühlsysteme GmbH aus Friedrichshafen, das am Sitz des Unternehmens realisiert wurde, eine mit einer Geldprämie in Höhe von 7.500 Euro verbundene Auszeichnung.

Diese Kombination stellt nach Ansicht der Jury eine technisch wie ökonomisch und ökologisch optimale Lösung dar. Vorteile gegenüber klassischen, Strom basierten Aggregaten seien unter anderem eine nahezu kostenlose und ohne energetischen Aufwand nutzbare Kältequelle im Sommer, eine drastische Reduzierung der Kohlendioxid-Emissionen sowie deutlich geringere Investitions- und Betriebskosten. Durch die Nutzung der Antriebsenergie Erdgas würde darüber hinaus der Stromengpass in Kühlbedarf-Spitzenlastzeiten entschärft, denn der Strombedarf dieser Lösung betrage nur ein Hunderstel elektrisch betriebener Anlagen. Gas-Absorptionswärmepumpen erzeugen gleichzeitig Kälte und Wärme. Allerdings besteht oft kein gleichzeitiger Bedarf an Wärme und Kälte, so dass in diesen Fällen die nicht benötigte Energie an die Umgebung abgegeben wird. Das heißt, im Sommer nutzt man die kalte Seite der Absorptionswärmepumpe und lässt die heiße dafür ungenutzt, im Winter ist es dann umgekehrt.

Durch die Kopplung der Wärmepumpe mit einem saisonalen Eisspeicher kann man nun aber auch die gerade nicht benötigte Energie speichern und damit die Anlageneffizienz deutlich steigern. Dem Wasser des Eisspeichers entnimmt man während der Heizperiode über eine spezielle Wärmetauscheranordnung solange die Wärme, bis es sich komplett in Eis verwandelt hat. Dies hat den Vorteil, dass man auch die latente Wärme während des Wechsels des Aggregatzustandes für Heizzwecke nutzen kann. Dieses Eis dient anschließend während des Sommers als quasi kostenlose und ohne weiteren Energieeinsatz nutzbare Kältequelle für Kühlzwecke. Wird die Eismasse im Sommer zum Kühlen verwendet, kann im Gegenzug die dem Gebäude entzogene Wärme dem Eisspeicher zugeführt werden. Diese Abwärme lässt das Eis langsam schmelzen, so dass am Ende der Kühlperiode im Eisspeicher warmes Wasser zur Verfügung steht, welches von der Wärmepumpe dann wieder für Heizzwecke genutzt werden kann. Die dabei dem Eisspeicher zugeführte Wärmemenge entspricht der Kälteleistung des Gebäudes – also der durch die Sonne in das Gebäude eingetragenen Wärme. Auf diese Weise wird während des Sommers Sonnenenergie in den Eisspeicher eingetragen, welche dann dem Speicher im Winter wieder entzogen wird – das Gebäude fungiert dabei gewissermaßen als Solaranlage.

Realisiert wurde eine solche Lösung am Unternehmenssitz von isocal. Zum Einsatz kommen hier ein Eisspeicher mit einem Volumen von 150 m3 sowie eine Gas-Absorptionswärmepumpe mit einer Heizleistung von 35 kW und einer Kälteleistung von 17,5 kW. Die Investitionskosten dafür betrugen rund 40.000 Euro. Im Heizbetrieb wird die Wärmepumpe nicht nur von der im Eisspeicher gesammelten Solarenergie des vergangenen Sommers unterstützt, sondern darüber hinaus noch von einem im Außenbereich des Speichers integrierten Erdkollektor. Die mit dieser Lösung erreichbare Gesamtenergieeffizienz beträgt nach Angaben von isocal mehr als 200 Prozent. Bei getrennter Betrachtung von Sommer und Winter ergebe sich beim Heizbetrieb eine Effizienz von 160 Prozent. Konkret spart man laut isocal gegenüber einem vergleichbaren Objekt mit Gas-Brennwertheizung und klassischer Kühlung pro Jahr etwa 40.000 kWh – 20.000 kWh beim Heizen und rund 20.000 kWh für das Kühlen. Da der tatsächliche Gaseinsatz pro Jahr nur rund 50.000 kWh betrage, konnte der Energieverbrauch somit um mehr als 40 Prozent gesenkt werden. Dadurch stelle das zum Patent angemeldete System Gas-Absorptionswärmepumpe/Eisspeicher zum einen eine hocheffiziente Nutzung von Solarenergie, zum zweiten eine Kälteanlage, die Kälte nahezu ohne energetischen Aufwand bereitstellen kann und zum dritten einen Langzeitsolarspeicher dar, der die während des Sommers in das Gebäude eingebrachte Sonnenenergie für den Winter als Wärmequelle nutzbar macht. Darüber hinaus ist dieses System laut isocal eine vollwertige Alternative zu Erdsonden oder Erdkollektoren.

Weitere Informationen zum Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft 2006 sowie Bildmaterial stehen im Internet unter www.asue.de in der Rubrik „Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft“ zur Verfügung.

Auszeichnung:
isocal Heizkühlsysteme GmbH
Ansprechpartner: Alexander von Rohr
Donaustraße 12, 88046 Friedrichshafen, Telefon: 07541/207240, www.isocal.de

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Jürgen Stefan Kukuk
Telefon: 0 30 / 22 19 13 49-0
E-Mail: kukuk@asue.de



Preisträger 3

Auszeichnung für innovative Kraft-Wärme-Kältekopplung bei der CANON GIESSEN GmbH


Auszeichnung
Dotierung: 7.500 EUR

Am 17. Oktober 2006 wurden in Berlin im Rahmen einer Festveranstaltung die Gewinner des Innovationspreises der deutschen Gaswirtschaft 2006 bekannt gegeben. Diese Auszeichnung wird für herausragende Leistungen zur Einsparung von Energie und zur Steigerung der Energieeffizienz vergeben. Der mit insgesamt 50.000 Euro dotierte Preis wird alle zwei Jahre von der ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e. V. ausgelobt und steht unter der Schirmherrschaft des BGW Bundesverband der deutschen Gas- und Wasserwirtschaft e. V. sowie der DVGW Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches e. V. In der Kategorie „Preis für Planung, Forschung und Entwicklung“ erhielt das Projekt „Kraft-Wärme-Kältekopplung im Canon Werk Gießen“, das in Zusammenarbeit mit der Stadtwerke Gießen AG sowie der Firma Köhler & Ziegler Anlagentechnik GmbH aus Lollar entstand, eine mit einer Geldprämie in Höhe von 7.500 Euro verbundene Auszeichnung.

Steigende Energiekosten in Verbindung mit einem erhöhten Energieverbrauch bewogen die CANON GIESSEN GmbH zu einer Neustrukturierung ihrer Energieversorgung. Bisher übernahmen mehrere als Insellösung geschaltete Kältemaschinen die Abdeckung des Kältebedarfs. Herzstück der zentralen Wärmeversorgung bildeten drei Heizkessel. Im Ergebnis der Neustrukturierung der Energieversorgung bei Canon Giessen, bei der auch die Stadtwerke Gießen AG sowie die Firma Köhler & Ziegler Anlagentechnik mitwirkten, sollten die Energiekosten gesenkt und die Kohlendioxid-Emissionen deutlich verringert werden. Denn der Canon Konzern hat beschlossen, in den einzelnen Werken den CO2-Ausstoß bis zum Jahr 2010 um 25 Prozent unter das Niveau des Jahres 2000 zu senken.

Erste Auswertungen zeigen, dass mit der neuen Energieversorgungsanlage eine Absenkung des CO2-Ausstoßes um rund 50 Prozent möglich ist. Darüber hinaus konnten 300.000 kWh Strom sowie 220.000 kWh Wärme eingespart werden. Dazu wurde die Kälteversorgung gänzlich neu strukturiert: Statt mehrerer Insellösungen mit Kältemaschinen übernimmt nun ein Kälteverbundnetz die Kälteversorgung. In den Wintermonaten wird die komplette Kälteleistung durch eine freie Kühlung realisiert, während in der übrigen Zeit eine Absorptionskältemaschine (384 kW) die Kältegrundlast sicherstellt. Darüber hinaus sind noch drei der alten Kompressionskältemaschinen mit zusammen rund 1.500 kW in das Netz eingebunden; eine davon deckt eventuelle Lastspitzen ab, die anderen dienen als Reserveaggregate. Dies ist notwendig, weil für den Reinraumbereich bei Canon Giessen bestimmte Grenzwerte mit sehr engen Toleranzen einzuhalten sind und daher ein Totalausfall der Wärme- oder Kälteversorgung vermieden werden muss.

Die Energie für die Absorptionskältemaschine liefert ein gasbetriebenes Blockheizkraftwerk, dessen Wärmeleistung speziell auf den Bedarf der Absorptionskältemaschine abgestimmt worden ist. Darüber hinaus übernimmt es die Grundlast für die zentrale Wärmeversorgungsanlage. Lastspitzen im Wärmebedarf fängt eine Fernwärmeübergabestation mit einer Übertragungsleistung von 1.500 kW ab. Da diese Station bidirektional arbeitet, kann über sie auch zuviel produzierte Wärme in das Fernwärmenetz der Stadtwerke Gießen AG eingespeist werden. Erst damit ist es möglich, das BHKW-Modul ökonomisch und ökologisch sinnvoll zu betreiben. Die vorhandenen Heizkessel werden nur noch für den Notfalleinsatz betriebsbereit gehalten.
Für den optimalen Betrieb des Wärmeverbundnetzes bei Canon Giessen wurden Regler, Durchgangsventile und Differenzdruckregler integriert. Erst mit einem hydraulischen Abgleich sowie Kontrolle der Rücklauftemperatur aller Verbraucher wird eine energetisch sinnvolle Auskühlung (wärmeseitig) beziehungsweise Aufheizung (kälteseitig) des Übertragungsmediums erreicht.

Weitere Informationen zum Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft 2006 sowie Bildmaterial stehen im Internet unter www.asue.de in der Rubrik „Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft“ zur Verfügung.

Auszeichnung:
CANON GIESSEN GmbH
Ansprechpartner: Martin Pausch
Canonstraße 1, 35396 Gießen, Telefon: 0641/406100

Planer:
Stadtwerke Gießen AG
Ansprechpartner: Matthias Funk
Lahnstraße 31, 35398 Gießen, Telefon: 0641/7081484

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Jürgen Stefan Kukuk
Telefon: 0 30 / 22 19 13 49-0
E-Mail: kukuk@asue.de



Preisträger 4

Preis für Clean Engine Vehicle (CEV) – Entwicklung eines niedrigstemittierenden Erdgasantriebes


Preisträger
Dotierung: 12.000 EUR

Am 17. Oktober 2006 wurden in Berlin im Rahmen einer Festveranstaltung die Gewinner des Innovationspreises der deutschen Gaswirtschaft 2006 bekannt gegeben. Diese Auszeichnung wird für herausragende Leistungen zur Einsparung von Energie und zur Steigerung der Energieeffizienz vergeben. Der mit insgesamt 50.000 Euro dotierte Preis wird alle zwei Jahre von der ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e. V. ausgelobt und steht unter der Schirmherrschaft des BGW Bundesverband der deutschen Gas- und Wasserwirtschaft e. V. sowie des DVGW Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches e. V.

Der „Preis für umweltschonende Mobilität: Erdgas im Verkehr“, der zusammen mit dem ADAC Allgemeiner Deutscher Automobilclub e. V. ausgelobt wurde, ging an das Projekt „Clean Engine Vehicle (CEV) – Entwicklung eines niedrigstemittierenden und verbrauchsarmen Erdgasantriebs“ der schweizerischen Forschungsanstalt EMPA Dübendorf, des Laboratoriums für Aerothermochemie und Verbrennungssysteme der ETH Zürich und des Instituts für Mess- und Regeltechnik der ETH Zürich. Mit diesem Projekt konnte nach Auffassung der Jury eindrucksvoll gezeigt werden, dass es bereits heute möglich ist, einen Erdgasantrieb zu realisieren, der im Vergleich zu einem mit Benzin betriebenen Fahrzeug gleicher Leistung 30% weniger Kohlendioxid (CO2) aufweist und gleichzeitig nur so geringe Mengen an Schadstoffen emittiert, dass selbst strengste Abgasvorschriften eingehalten werden (Euro-4, kalifornischen Bestimmungen für Super-Ultra-Low-Emission-Vehicles SULEV).

Erdgas eignet sich aufgrund seiner Eigenschaften hervorragend als Treibstoff. So erlaubt es beispielsweise gegenüber einem Benzinfahrzeug mehr wirkungsgradsteigernde Maßnahmen wie Verdichtungserhöhung oder die Realisierung von Downsizingkonzepten, mit denen sich die ohnehin schon niedrigen Kohlendioxid-Emissionen noch weiter reduzieren lassen. Wegen der teilweise variierenden Zusammensetzung und des stabilen Molekülaufbaus des Hauptbestandteils Methan stellt Erdgas aber besondere Anforderungen hinsichtlich der Motorsteuerung sowie der Abgasnachbehandlung. Insgesamt stellt diese Antriebstechnologie eine vergleichsweise kostengünstige Möglichkeit für die Realisierung eines praktisch emissionsfreien Antriebs mit sehr guter CO2-Bilanz dar.

Diese zukunftsweisende Technologie in einem praxistauglichen Konzept umzusetzen, haben sich EMPA und ETH zur Aufgabe gemacht. Dazu wurde ein VW Polo mit Benzin-Antrieb (1,0 l Hubraum, 37 kW) für den monovalenten Erdgasbetrieb umgebaut. Die dafür erforderlichen Modifikationen betrafen unter anderem die Optimierung des Motor-Verdichtungsverhältnisses, die Realisierung einer geregelten Turboaufladung und die Optimierung der Abgasnachbehandlung. Im Rahmen einer Doktorarbeit wurde eine Computersimulation des Verbrennungsprozesses aufgebaut und unter anderem der Einfluß thermodynamisch relevanter Motorparameter untersucht.

Für das Downsizing machte sich das Projektteam die Erkenntnis zu Nutze, dass bei kleineren, dafür aber geregelt aufgeladenen Motoren der Verbrauch bei Teillast vermindert werden kann, ohne dass dafür die Motorhöchstleistung vermindert wird. Dies wird zudem von der Tatsache unterstützt, dass sich Erdgasmotoren wegen der hohen Klopffestigkeit von Erdgas wesentlich besser zur Turbo-Aufladung eignen als Benzinmotoren. Entgegen der bei Erdgasumbauten bisher üblichen Lösung mit einem sekundären Steuergerät für den Erdgasantrieb, wurde eine von Bosch speziell für den Erdgasbetrieb entwickelte, modelbasierte Motorsteuerung verwendet. Diese Motorsteuerung wurde im Rahmen des Projektes mit einer Ladedruckregelung erweitert, um die Turboaufladung erst bei hohem Leistungsbedarf zuzuschalten und im Teillastbereich aus Verbrauchsgründen ohne Turboaufladung zu fahren.

Das Projektfahrzeug war im Originalzustand mit einem motornahen Metallträger-Vorkatalysator und einem Unterflur-Hauptkatalysator ausgerüstet. Das Projektteam ersetzte den Metallträgerkatalysator in Zusammenarbeit mit Corning und Engelhard gegen einen keramischen Vorkatalysator mit höherer Zelldichte, geringeren Wandstärke sowie erhöhter und für Erdgasmotoren ausgelegter Edelmetallbeladung aus, um die Abgasnachbehandlung für den Erdgasbetrieb zu optimieren und paßte die Motorsteuerung entsprechend an.

Weitere Informationen zum Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft 2006 sowie Bildmaterial stehen im Internet unter www.asue.de in der Rubrik „Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft“ zur Verfügung.

Auszeichnung:
EMPA
Ansprechpartner: Christian Bach
Überlandstraße 129, CH-8600 Dübendorf, Telefon: 004144/8235511

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Jürgen Stefan Kukuk
Telefon: 0 30 / 22 19 13 49-0
E-Mail: kukuk@asue.de



Preisträger 5

Auszeichnung für Erdgas-Speedster der Schweinfurter BRA GmbH


Auszeichnung
Dotierung: 3.000 EUR

Am 17. Oktober 2006 wurden in Berlin im Rahmen einer Festveranstaltung die Gewinner des Innovationspreises der deutschen Gaswirtschaft 2006 bekannt gegeben. Der mit insgesamt 50.000 Euro dotierte Preis wird alle zwei Jahre von der ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e. V. ausgelobt und steht unter der Schirmherrschaft des BGW Bundesverband der deutschen Gas- und Wasserwirtschaft e. V. sowie des DVGW Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches e. V.

In der Kategorie „Preis für umweltschonende Mobilität: Erdgas im Verkehr“, der zusammen mit dem ADAC Allgemeiner Deutscher Automobilclub e. V. ausgelobt wurde, erhielt das Projekt „Erdgas-Speedster 1.4 TNG für 24h-Weltrekordfahrt“ der BRA GmbH aus Schweinfurt eine Auszeichnung sowie eine Geldprämie in Höhe von 3.000 Euro.

Die BRA GmbH arbeitet seit mehr als zehn Jahren an der Entwicklung umweltfreundlicher Fahrzeugkonzepte mit Schwerpunkt auf dem wirtschaftlichen und nutzerfreundlichen Einsatz von Erdgas. Aktuellstes Projekt ist die Entwicklung eines Rennsportfahrzeuges mit Erdgasantrieb, um damit die Leistungsfähigkeit des Kraftstoffs Erdgas aufzuzeigen.

Herzstück des Rennwagens ist ein von BRA für den Erdgasbetrieb modifizierter 1,4-Liter-Turbomotor. Er besitzt unter anderem spezielle, geleichterte Pleuel aus Titan. Seine Kolben sind eine ebenfalls geleichterte Spezialanfertigung, die eine höhere Verdichtung erlauben. Zudem erfolgte eine Modifizierung des Ansaugtraktes und Luftsammlers. Abgaskrümmer, Turbolader und Verrohrung sind ebenso Spezialanfertigungen wie der für Rennsportbedingungen optimierte Katalysator. Darüber hinaus waren noch weitere Änderungen am Motor beziehungsweise seiner Steuerung notwendig. Sie betrafen unter anderem die Entwicklung und den Bau von Zusatzelektronik für die Ladedruckregelung sowie die Optimierung des Steuergerätes für den monovalenten Erdgasantrieb.

Auch das Fahrzeug selbst musste an die Besonderheiten des Rennsports mit Erdgasantrieb angepasst werden. Eine wichtige Aufgabe dabei war die Integration von zwei Erdgastanks aus Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen mit einem Speichervolumen von zusammen 136 Litern. Diese werden durch Profile aus Spezialaluminium gehalten. Um eine größtmögliche Sicherheit der Tanks vor Beschädigungen zu erzielen, sind sie durch Bleche aus Spezialaluminium vollkommen verkleidet und durch einen Käfig aus Rohren geschützt. Durch diese konsequente Leichtbautechnik, bei der eine in der Luftfahrt übliche Verklebetechnik zum Einsatz kam, gelang es, das Gesamtgewicht der Speichertechnik auf 48 Kilogramm zu begrenzen. Eine weitere Maßnahme bei der Fahrzeugmodifikation bestand darin, die Luftein- und -auslässe für den Ladeluftkühler des Turbomotors zu optimieren.

Im Ergebnis entwickelte die BRA GmbH einen Rennwagen, der die Vorteile des Erdgasantriebs eindrucksvoll vermittelt. So holt der Erdgas betriebene Vierzylinder-Reihen-Ottomotor mit Turboaufladung nach Angaben von BRA aus seinen 1.439 cm3 Hubraum eine Leistung von 194 kW, entsprechend 265 PS. Zum Vergleich: Ein Benzin getriebener Opel Speedster 2.0 Turbo schafft mit 2.000 cm3 Hubraum nur 147 kW oder 200 PS. Ähnlich verhält es sich mit dem maximalen Drehmoment: Der Erdgas-Speedster bringt es auf 275 Nm, das Benzinmodell nur auf 250 Nm.

Die höheren Werte des Erdgas-Motors schlagen sich aber nicht auf den Kraftstoffverbrauch nieder. BRA gibt den Verbrauch mit 4,3 kg Erdgas je 100 km an – auf den Energieinhalt bezogen entspricht diese Menge rund 6,5 Litern Superbenzin. Die Werksangabe für den Turbo-Benziner beträgt dagegen 8,5 Liter auf 100 km. Auch bei den Emissionen hat das Erdgas-Fahrzeug klar die Nase vorn; sie betragen hier mit 109 Gramm Kohlendioxid pro Kilometer nur etwas mehr als die Hälfte des Benziners (202 g/km) und liegen damit – wie auch die anderen Schadstoff-Emissionen – deutlich unter dem Grenzwert der Euro-4-Norm.

Weitere Informationen zum Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft 2006 sowie Bildmaterial stehen im Internet unter www.asue.de in der Rubrik „Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft“ zur Verfügung. Informationen über BRA und den Erdgas-Speedster sind auf den Internetseiten des Unternehmens unter www.cngpower.eu zu finden.

Auszeichnung:
BRA GmbH
Ansprechpartner: Mathias Braune
Rudolf-Diesel-Straße 7, 97424 Schweinfurt, Tel. 09721/675305

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Jürgen Stefan Kukuk
Telefon: 0 30 / 22 19 13 49-0
E-Mail: kukuk@asue.de