Neue Technologie zur Umwandlung von Abgaswärme in Strom und Energie

Wenn man es sich mal überlegt, dann ist es ja schon genial, Abgase – eigentlich ein klassisches Abfallprodukt – bei Verbrennungsmotoren sinnstiftend zu nutzen. Etwa im Turbolader, um durch das Antreiben einer Turbine, bzw. eines Verdichterrads noch mehr Luft anzusaugen und dadurch eine höhere Motorleistung zu erzielen. Oder die Abgaswärme zu nutzen, um den Fahrzeuginnenraum zu heizen. Eine neue Technologie setzt genau hier an – geht aber einen entscheidenden Schritt weiter.

Der französische Automobilzulieferer Faurecia hat ein System entwickelt, das Abgaswärme direkt in Elektrizität und Energie umwandelt. Das „Exhaust Heat Power Generation“ (EHPG) genannte System funktioniert nach den Regeln des sogenannten Rankine-Zyklus (da werden Erinnerungen an meine Thermodynamik-Vorlesungen an der Uni wach). Vereinfacht beschrieben, erzeugt EHPG die Elektrizität ähnlich wie ein Kraftwerk mit Hilfe eines Wärmetauschers, der in den Abgasfluss eingebaut wird. Die Wärmeenergie aus den Auspuffrohren wird im Wärmetauscher auf eine Flüssigkeit übertragen. Diese wandelt die Energie in Druckdampf um und treibt einen Expander bzw. eine Turbine an.

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Driving Well-Being
„Driving Well-Being“ ist das Kundenversprechen von Faurecia: Das Unternehmen entwickelt Technologien, die wertvoll für die Automobilhersteller sind und den Kunden spürbaren Mehrwert bieten. Faurecia setzt dabei vor allem auf Innovationen für eine nachhaltige Mobilität und ein verbessertes Fahrzeugerlebnis.

In der Praxis kann diese mechanische Energie dann dazu genutzt werden, die Räder eines LKW anzutreiben, indem die Welle des Expanders bzw. der Turbine mit dem Getriebe verbunden wird. Faurecia spricht von 10 bis 15 kW an zusätzlicher Leistung.

Bei Hybrid-PKW kann der Expander mit einem Generator gekoppelt werden. Dieser erzeugt Elektrizität, die dann in der Batterie des Fahrzeugs gespeichert wird. Der Dampf wird daraufhin erneut kondensiert und seine Restwärme an das Kühlsystem des Fahrzeugs abgegeben. Das System soll hier 1 bis 2 kW an elektrischer Energie zusätzlich generieren.

Unterm Strich bedeutet das auch einen geringeren Kraftstoff- und somit auch CO2-Verbrauch. Laut Faurecia-Angaben lässt sich der Kraftstoffverbrauch bei LKW um 5 Prozent verringern – für Speditionen eine echte Ansage.

„Anfangs soll EHPG vor allem in Lastkraftwagen ausgestattet werden, die lange Strecken zurücklegen und mit gleichbleibender Geschwindigkeit unterwegs sind“, erklärt uns Luc Herbin, Vice President für F&E im Geschäftsbereich Technologien zur Emissionskontrolle von Faurecia. „Das erste EHPG-System von Faurecia wird in solchen Fahrzeugen des Baujahrs 2020 zu finden sein. Nur wenig später werden wir mit der Produktion für neue Hybrid-Pkws beginnen.“