Thomas Tacke
22.02.2013
Nachhaltigkeit
Kraftstoffe für die nachhaltige Mobilität

Audi fördert die Entwicklung neuer, CO₂-neutraler Treibstoffe und setzt dabei auf eine innovative Technologie: Mikroorganismen produzieren Diesel und Ethanol. Die erste Demonstrationsanlage entsteht derzeit in New Mexico. Ein Ortsbesuch.

Nachhaltige Mobilität

Das Joule Project in Hobbs

Heiß ist es in New Mexico. Die Sonne brennt auf die langen, bis zum Horizont reichenden Straßen, vor allem mächtige Trucks sind hier unterwegs. Links und rechts der staubigen Straßen herrscht meist gähnende Leere, viele Landstriche sind unbewohnt. New Mexico ist der fünftgrößte Staat der USA, aber auch einer der am dünnsten besiedelten.

Nur große, stählerne Gebilde unterbrechen in kurzen Abständen die ansonsten unberührte Natur: Ölpumpen, die mit jedem Zug das schwarze Gold über einen Kolben aus dem Erdboden holen und es weiter bis zum nächsten Tank pumpen. „Pump Jack“ nennen die Einheimischen rustikal die über weite Flächen verstreuten Maschinen, die das Bild von New Mexico prägen.

„Hier sieht man noch richtig, wie die Erde leergesaugt wird. Das ist schon extrem“, sagt Reiner Mangold. Der Leiter Nachhaltige Produktentwicklung bei Audi ist mit Projektmanagerin Sandra Novak und Daniel Patnaik, Rechtsberater der Technischen Entwicklung, im Süden des Bundesstaates unterwegs.

In der Nähe von Hobbs, einem 30.000-Einwohner-Ort, lässt die Gruppe die traditionellen Fördermaschinen hinter sich und steuert eine Anlage an, die schon aus der Ferne viel moderner als die Umgebung wirkt. Als die Mitarbeiterin einer Sicherheitsfirma den Ingolstädter Besuchern das Tor aufschließt, begrüßt sie diese freundlich mit „Welcome to the Joule Project.“

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Daniel Patnaik und Reiner Mangold inspizieren die Anlage

Das Joule Project, dahinter verbirgt sich eine Kooperation der AUDI AG mit dem US-amerikanischen Unternehmen Joule Unlimited, die die Zukunft des Automobils verändern kann. Die 2007 gegründete Firma mit Sitz in Bedford, Massachusetts, arbeitet daran, mithilfe von speziellen Mikroorganismen Synthetische Kraftstoffe zu produzieren – Audi e-diesel und Audi e-ethanol.

„Visionär“ sei diese Technologie, schwärmt Reiner Mangold beim Gang über die Anlage. Er und sein Team schauen sich die Fortschritte des Baus an, sie waren zuletzt vor einigen Monaten vor Ort. Noch verlegen Mitarbeiter von Joule hier Rohre, ziehen einzelne Schrauben nach und überprüfen die Technik im Labor. Die wahren Hauptdarsteller schwimmen dort aber vor den Augen der Ingolstädter schon in einer grünen Flüssigkeit: die Cyanobakterien.

„Das sind Einzeller von wenigen Tausendstelmillimeter Größe – und eine der ältesten Lebensformen der Erde“, erklärt Mangold beim Blick auf ein Reagenzglas. Die maßgeschneiderten Bakterien benötigen vorwiegend CO₂, Wasser und Sonnenenergie zum Leben. Anstatt jedoch durch Photosynthese neue Zellen zu bilden, produzieren sie kontinuierlich andere Kohlenwasserstoffe, zum Beispiel Ethanol oder auch langkettige Alkane, wichtige Bestandteile von Dieselkraftstoff. Für diese Vorgänge nutzen die Bakterien das Sonnenlicht sowie CO₂ – beispielsweise aus industriellen Abgasen, außerdem Salz- oder Abwasser. Trinkwasser ist für die Produktion der beiden Kraftstoffe nicht nötig. Am Ende dieses Photosyntheseprozesses werden das Ethanol beziehungsweise der synthetische Dieselkraftstoff vom Wasser abgetrennt und gereinigt.

Audi e-ethanol hat die gleichen chemischen Eigenschaften wie das bereits am Markt etablierte Bioethanol – mit dem Vorteil, dass es ohne Biomasse produziert wird. Es kann als Beimischung zu fossilem Benzin oder als Grundlage für E10- oder den in Skandinavien und den USA weitverbreiteten E85-Kraftstoff dienen. Audi e-diesel ist schwefel- und aromatenfrei und sehr zündwillig. Seine chemische Beschaffenheit ermöglicht eine beliebige Zumischung zum fossilen Diesel.

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Paul Snaith von Joule zeigt Reiner Mangold die ersten Kulturen

Der Flächenertrag dieser Technologie ist nach heutigen Prognosen um mindestens den Faktor zehn höher als bei herkömmlichem Bioethanol. „Zudem lassen sich für die Energieproduktion Flächen nutzen, die für die Landwirtschaft ungeeignet sind – wie etwa die trockene und sonnige Region hier in Hobbs“, sagt Mangold.

Die Kooperation zwischen Audi und Joule lauft seit 2011. Das amerikanische Partnerunternehmen hat seine Technologie mit Patenten abgesichert, Audi hat im Automobilbereich die Exklusivrechte erworben. Die Zusammenarbeit umfasst auch den technischen Support – die Audi-Ingenieure bringen ihr Wissen und ihre Hardware im Bereich Kraftstoff- und Motorentests in die Entwicklung ein. „Diese Anlage ist als erste ihrer Art in der Lage, nachhaltige Kraftstoffe direkt aus Sonnenlicht und CO₂ zu erzeugen. Gemeinsam mit Audi können wir eine völlig neue Dimension bei der Realisierung des Potenzials der Biokraftstoffe erreichen – ohne die Nachteile, die deren Einsatz bisher behindert haben“, sagt Paul Snaith, Chief Business Officer bei Joule.

Snaith führt die Ingolstädter Geschäftspartner durch die Demonstrationsanlage, stellt ihnen die Ingenieure, Biologen und Chemiker vor und erläutert die letzten Baumaßnahmen. Der vollständige Betrieb soll im Mai mit der Produktion von Audi e-ethanol aufgenommen werden, voraussichtlich 2014 folgt Audi e-diesel. Die kommerzielle Produktion der neuen Kraftstoffe könnte dann innerhalb der nächsten fünf Jahre starten.

Mangold sieht gute Perspektiven: „Wenn das alles funktioniert wie geplant, dann können wir in Zukunft ohne Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion wirklich riesige Mengen an fossilen durch erneuerbare Kraftstoffe ersetzen“, sagt er beim Gang über das Gelände. Er mustert noch einmal die großen Tanks, wirft zufrieden einen Blick auf die Kühlungsanlage und fährt dann mit seinem Team zurück – raus aus der Zukunft, zurück in die Gegenwart und wieder vorbei an den „Pump Jacks“, den Denkmälern einer endlichen Energie.

Der Artikel ist im aktuellen Dialoge Magazin erschienen, in dem Sie weitere spannende Beiträge rund um technologische Entwicklungen bei Audi finden.


6 Antworten auf Kraftstoffe für die nachhaltige Mobilität

  1. Audi-Fan 23.02.2013 um 18:18 #

    Ich finde es richtig genial 🙂
    Aber ich hab noch eine kleine Frage: Werden zur Nutzung von Audi e-diesel und e-ethanol spezielle Motoren entwickelt?

    • Thomas Tacke 25.02.2013 um 14:05 #

      Lieber Audi-Fan,

      danke für die Frage. Die in Hobbs produzierten Kraftstoffe sind so genannte 100-Prozent-Drop-in-Kraftstoffe. Diese sind in jedem Verhältnis mit fossilen Kraftstoffen mischbar und ohne Einschränkungen von der aktuellen Technik nutzbar.

      Bei e-ethanol bezieht sich das auf bereits verwendetes Ethanol, das in Deutschland als E10 (also in zehnprozentiger Beimischung zum Superkraftstoff) zum Einsatz kommt. In anderen Ländern kommt das Ethanol als E85 zum Einsatz. Hierfür sind technische Modifikationen an den Motoren nötig. Diese sind aber wiederum für Ethanol und e-ethanol gleich.

      Das Gute an solchen Designerkraftstoffen aus dem Labor: Man kann ihnen die gewünschten Eigenschaften bei der Entwicklung mitgeben. Das bezieht sich auf die Verbrennungseigenschaften, aber eben auch auf die Mischbarkeit und die Materialverträglichkeit.

      Viele Grüße,

      Thomas Tacke

  2. Redaktion ichtragenatur.de 09.05.2015 um 09:48 #

    Schöne Sache. Viel Erfolg damit.

    Mit nachhaltigen Grüßen

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