Voor een CO2-neutrale toekomst

Brandstoffen
van
de toekomst

DEUTZ motoren worden wereldwijd in veel verschillende toepassingen gebruikt. De kwaliteit van de brandstof is doorslaggevend voor de levensduur van DEUTZ motoren en voor het minimaliseren van de servicekosten. De brandstof speelt ook een belangrijke rol bij het bepalen van de emissies die door moderne verbrandingsmotoren worden geproduceerd.

Brandstoffen van de toekomst

Vanwege hun hoge laadvermogen en lange bedrijfstijden hebben grote tractoren en bouwmachines energiebronnen nodig met een hoge energiedichtheid en korte tanktijden. Bovendien zal een CO2-neutrale werking van verbrandingsmotoren in de toekomst cruciaal zijn vanwege strengere klimaatbeschermingsdoelen, die kunnen worden bereikt door het gebruik van alternatieve brandstoffen, zogenaamde re-fuels.

ReFuels worden geproduceerd op basis van hernieuwbare energiebronnen. Hieronder vallen waterstof, synthetisch geproduceerde koolwaterstoffen en geavanceerde biobrandstoffen zoals gedefinieerd door RED II (Richtlijn Hernieuwbare Energie). Geavanceerde biobrandstoffen gebruiken grondstoffen die niet concurreren met voedselgewassen.

Dieselmotoren kunnen bijvoorbeeld HVO (Hydrotreated Vegetable Oil) gebruiken, dat zonder fossiele grondstoffen wordt geproduceerd door duurzame biogene residuen te hydrogeneren. Dit kan de uitstoot van vervuilende stoffen en CO2 met wel 95% verminderen.

Anderzijds is een CO2-neutrale werking van motoren in de toekomst zelfs mogelijk met zogenaamde e-brandstoffen. E-fuels zijn synthetische brandstoffen die met behulp van elektriciteit worden geproduceerd uit waterstof en kooldioxide. Synthetische brandstoffen verschillen van conventionele brandstoffen door het productieproces en de resulterende verandering in chemische structuur. Ze kunnen worden afgeleid van hernieuwbare bronnen en staan bekend als RFNBO (Renewable Fuels of Non-Biological Origin).

Overzicht van verschillende soorten brandstoffen

Conventionele brandstoffen

Paraffinische dieselbrandstoffen worden op industriële schaal geproduceerd met behulp van het Fischer-Tropsch-proces op basis van synthesegas. In principe kan dit proces fossiele grondstoffen zoals aardgas (GtL - gas-to-liquid) of biomassa (BtL - biomass-to-liquid) gebruiken.

In de toekomst zal hetzelfde proces worden gebruikt om eDiesel te produceren met behulp van regeneratief geproduceerde waterstof en CO2 uit verbrandingsprocessen of de lucht, waardoor verbrandingsmotoren CO2-neutraal kunnen werken. Momenteel wordt door het hydrogeneren van duurzaam biogeen oliehoudend restafval een groot deel van de paraffinische brandstof geproduceerd als HVO. Deze zogenaamde XtL-brandstoffen worden niet alleen gekenmerkt door een lagere CO2-uitstoot, maar ook door lagere emissies (NOx, deeltjes) en een betere brandstofkwaliteit wat betreft koudegedrag en oxidatiestabiliteit in vergelijking met conventionele dieselbrandstof.

De brandstof / HVO die op deze manier wordt geproduceerd, voldoet aan de specificaties van EN 15940 of ASTM D975. DEUTZ heeft bijna alle series tot EU V en US Tier 4 emissienormen. Door hun samenstelling kunnen deze brandstoffen ook worden gemengd met fossiele diesel in elke verhouding. Het gebruik van HVO in alle bestaande motoren is praktisch vanzelfsprekend en kan - in de toekomst aangevuld met eDiesel - een beslissende bijdrage leveren aan de defossilisering van dieselmotoren.

Dieselbrandstof is een mengsel van koolwaterstoffen. De kwaliteit van de brandstof verschilt sterk van land tot land. In landen als de VS, Japan of de Europese Unie zijn dieselbrandstoffen geoptimaliseerd voor de specifieke uitdagingen van lage emissies en het gebruik van nabehandelingssystemen voor uitlaatgassen. In andere landen zijn er echter nog brandstoffen van mindere kwaliteit (zwavelgehalte, smering, vervuiling en cetaangetal als maat voor het verbrandingsgedrag).

Alternatieve brandstoffen

Biodiesel of FAME (Fatty Acid Methyl Ester) is een zogenaamde getranssesterificeerde plantaardige olie die is aangepast aan de eigenschappen van dieselbrandstof. In Europa is raapzaadolie vaak de basisgrondstof, waardoor vaak de term raapzaadmethylester (RME) wordt gebruikt. Daarnaast wordt ook op grote schaal gerecyclede afvalolie gebruikt als grondstof.

In Europa, maar ook in veel niet-Europese landen zoals de VS, Mexico, Brazilië, Argentinië, Maleisië en Indonesië, wordt biodiesel voornamelijk gebruikt als een diesel/biodiesel mengsel tot 40%, maar in sommige gevallen ook als pure brandstof.
Alle DEUTZ motoren in Europa en de VS zijn goedgekeurd voor de volgende standaard brandstoffen volgens EN 590 en ASTM D975, die mengsels tot 7% respectievelijk 5% toestaan. Daarnaast zijn er vele goedkeuringen voor Tier 4, EU IV en V motoren voor hogere biodiesel mengsels (bijv. EN 16734 / EN 16709 / ASTM D7467) en voor pure brandstoffen volgens EN 14214.

Vloeibaar petroleumgas (LPG) is een mengsel van propaan en butaan dat vloeibaar is bij kamertemperatuur en lage compressie (< 10 bar). De belangrijkste voordelen van LPG zijn de hoge energiedichtheid in de gastank en de verminderde CO2-uitstoot tijdens de verbranding in de motor in vergelijking met dieselmotoren van vergelijkbare grootte. LPG wordt meestal geproduceerd tijdens de raffinage van ruwe olie. Het wordt ook geproduceerd bij de productie van HVO (Hydrotreated Vegetable Oils) als Bio-LPG of, in de toekomst, als ePropane met een zeer lage potentiële uitstoot van broeikasgassen.

Het hoofdbestanddeel van aardgas is methaan. Afhankelijk van de manier waarop het aardgas wordt opgeslagen, getransporteerd en getankt, wordt de term CNG (gecomprimeerd aardgas) of LNG (vloeibaar aardgas) gebruikt wanneer het aardgas vloeibaar wordt gemaakt door sterke afkoeling en vervolgens vloeibaar kan blijven in een opslagreservoir. Vanwege de schone verbranding en lagere CO2-uitstoot in vergelijking met dieselmotoren met een vergelijkbaar vermogen, is aardgas de afgelopen jaren een steeds populairdere brandstof voor verbrandingsmotoren geworden. Naast fossiele gasbronnen kan methaan ook worden geproduceerd door biomassa te vergisten of door hernieuwbare waterstof te methaniseren met CO2. Dit staat bekend als biomethaan of e-methaan.

Waterstof wordt geproduceerd door elektrolyse met behulp van hernieuwbare elektriciteit. Een manier om waterstof te gebruiken voor transport is de productie van synthetische gasvormige en vloeibare brandstoffen. Waterstof wordt dan gebruikt als tussenproduct bij de productie van synthetisch methaan (power-to-gas methaan/PtG methaan) of eFuels (ook power-to-liquids/PtL).

HVO (waterstofbehandelde plantaardige olie) is een hernieuwbare brandstof die bijdraagt aan de vermindering van de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en de vermindering van de CO2-uitstoot in de transportsector. Het kan zonder aanpassingen in bijna alle moderne DEUTZ motoren worden gebruikt en biedt een duurzaam alternatief voor fossiele brandstoffen. Het kan zonder beperkingen in mengsels worden gebruikt. Openbare tankstations gebruiken meestal mengsels tot 26% HVO in diesel die onder de huidige EN 590 dieselnorm valt.

Hernieuwbaar propaan heeft een lagere koolstofintensiteit - of de koolstof die wordt uitgestoten voor elke eenheid energie die het produceert - dan conventioneel propaan omdat het wordt gemaakt van hernieuwbare bronnen. Het kan worden gemaakt van verschillende hernieuwbare grondstoffen. De meest voorkomende vorm van hernieuwbaar propaan is tegenwoordig een bijproduct van hernieuwbare diesel (HVO) en duurzame vliegtuigbrandstof die voornamelijk wordt gemaakt van plantaardige oliën, dierlijke vetten of afgewerkt frituurvet. Omdat het moleculair identiek is aan conventioneel propaan, kan het zonder enige aanpassing worden gebruikt in bestaande propaanmotoren.