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FVV-Newsletter | Oktober/November 2020

Die Planungsgruppen sind der Maschinenraum der FVV: Hier werden die einzelnen Forschungsprojekte initiiert, diskutiert und betreut. Dieser über Jahrzehnte eingeübte Prozeß funktioniert erfreulicherweise auch digital sehr gut und schafft neue Möglicheiten für die FVV als »Mitmachverein«, ein noch größeres, internationaleres Netzwerk zu erreichen. Dennoch hätten wir unserem scheidenden Vorsitzenden des Wissenschaftlichen Beirats, Dr. Tobias Lösche-ter Horst, und seinem gewählten Nachfolger, Dr. Ekkehard Pott (beide Volkswagen), statt der »virtuellen« lieber eine »reale« Bühne zur Verfügung gestellt, zwei langjährigen Planungsgruppenleitern – Prof. Dr. Uwe Gärtner (Daimler Truck) und Dr. Bodo Durst (BMW) – im Kreise aller Mitglieder für Ihr Engagement gedankt und ihren Nachfolgern – Dr. Volker Schmeißer (Daimler Truck) und Dr. André Casal Kulzer (Porsche) – persönlich viel Erfolg für die vor uns liegenden gemeinsamen Aufgaben gewünscht. Das Gespräch mit Dr. David Bothe (Frontier Economics) im TV-Format zur LCA-Orientierungsstudie allerdings bildet eine Brücke zwischen Präsenz- und Digitalveranstaltung. Den Link zum Video finden Sie im »Rückblick« zur Herbsttagung 2020. Dort informieren wir Sie auch über das neu aufgelegte Programm zur Wasserstoffforschung, dass dazu beitragen soll, die Umsetzung der deutschen und der europäischen Wasserstoffstrategie zu beschleunigen. Ziel der Forschungsvereinigung ist es, die Defossilisierung der kompletten Energiekette voranzutreiben. Das FVV-Netzwerk fokussiert sich dabei aber nicht ausschließlich auf Wasserstoff-betriebene Energiewandler, sondern erforscht auch den Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen mit anderen regenerativen Energieträgern. Zudem spielt die Effizienzsteigerung von Verbrennungsmotoren, etwa durch Hybridkonzepte, eine wichtige Rolle im Forschungsportfolio.


NEUES FORSCHUNGSPROGRAMM
Die FVV blickt zurück auf die Herbsttagung 2020
 

Wie lassen sich Energie- und Transportsystem nachhaltig transformieren und gleichzeitig Klima und Umwelt wirksam schützen?

Die Transformation der globalen Energie- und Transportsysteme in Richtung erneuerbarer Energiequellen erfordert eine zuverlässige, von allen akzeptierte wissenschaftliche Grundlage zur Bewertung aller klimazielkonformen Technologien von der „Wiege bis zur Bahre". Dabei muss der komplette Lebenszyklus von Energieträgern, -speichersystemen und -wandlern bilanziert werden. Ein ganzheitlicher Vergleich der Energieeffizienz der verschiedenen Antriebsstrang-Alternativen entlang der gesamten Wertschöpfungskette ist ebenfalls wichtig. Denn der Schutz des Klimas und der Umwelt erfordert ein breites Spektrum von Optionen. Wir haben die wichtigsten Punkte der Herbsttagung 2020 in einem Kurzbericht zusammengefasst.

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Materialverhalten unter Wasserstoffeinfluß
 

Projekte zur Nutzung von Wasserstoff als Energiequelle sind im FVV-Forschungsportfolio bereits vertreten. So wurden in der Planungsgruppe PGT »Turbomaschinen« an der Materialprüfungsanstalt der Universität Stuttgart unter der Leitung von Angelika Schubert (Robert Bosch) bereits umfangreiche Untersuchungen zur Werkstoffversprödung und -ermüdungsfestigkeit unter Wasserstoffeinfluss durchgeführt. Derzeit betreut Frau Schubert ein Forschungsvorhaben in der PG4 »Gestaltfestigkeit & Tribologie«, in dem der Einfluss von Inhibitoren im Wasserstoffgas auf das mechanische Verhalten von Stählen erforscht werden soll. Wasserstoff kann bei Metallen zu einer Degradation der mechanischen Eigenschaften führen. Untersuchungen hierzu werden weitestgehend mit hochreinem Wasserstoff durchgeführt, während dem Einfluss gasförmiger Verunreinigungen bisher wenig Beachtung zukommt. Das soll sich ändern. Ein vertieftes Wissen zum Ermüdungsverhalten trägt u.a. dazu bei, die Lebensdauer von wasserstoffführenden Bauteilen zu erhöhen und Überdimensionierung zu vermeiden.

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Schneller Druckanstieg: FVV verstärkt Wasserstoffforschung
 

Die FVV weitet die vorwettbewerbliche Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) an mit Wasserstoff betriebenen Verbrennungskraftmaschinen erheblich aus. Regenerativ hergestellter Wasserstoff eignet sich als Energieträger nicht nur für die Brennstoffzelle. Er kann auch direkt in Verbrennungsmotoren und Gasturbinen genutzt werden. Allerdings unterscheiden sich die chemischen Eigenschaften des Wasserstoffs signifikant von jenen, die fossile Brenn-, Kraft- und Treibstoffe charakterisieren. Deshalb ist eine technische Anpassung notwendig. Zwölf neu initiierte Vorhaben ergänzen die bereits laufende Forschung und sollen so die Umsetzung der deutschen und der europäischen Wasserstoffstrategie beschleunigen. Ziel der Forschungsvereinigung ist es, die Defossilisierung der kompletten Energiekette voranzutreiben.

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Neuer Mix im Gasnetz | Ein Kooperationsprojekt mit dem DVGW
 

Wasserstoff wird eine entscheidende Rolle spielen, um die Klimaziele zu erreichen. Wie sich das Gas in die bestehende Erdgas-Infrastruktur integrieren lässt, untersucht ein Gemeinschaftsprojekt, das die FVV mit dem Deutschen Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW) initiiert hat. Seit Anfang 2020 untersuchen Forscher unter der Leitung von Dr. Dietrich Gerstein (DVGW) und Dr. Ulrich Kramer (Ford), wie sich eine höhere Wasserstoffkonzentration im Gas auf den Mobilitätssektor auswirkt, aber auch auf stationäre Gasmotoren, etwa in Blockheizkraftwerken. Die Frage, wie das existierende Gasnetz für die Beimischung von Wasserstoff angepasst werden müßte, ist der zentrale Ausgangspunkt der umfassenden technischen und ökonomischen Betrachtungen. Das Projekt ist auf eine Dauer von zwei Jahren angelegt, der Fokus liegt auf Deutschland. Betrachtet werden aber auch Szenarien für Europa. Der Blick ins europäische Ausland offenbart das Potenzial: In Italien sind z. B. zehnmal so viele Erdgasfahrzeuge zugelassen wie hierzulande.

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DIE MENSCHEN HINTER MODERNER FORSCHUNG
Pioniergeist

Namen legen Spuren // Der Motorenentwickler Dr. André Casal Kulzer, neuer Leiter der FVV-Planungsgruppe 2 »Fremdzündung«, betritt gern Neuland und setzt die Tradition seiner Familie fort. Wir haben ihn im Porsche Museum in Stuttgart-Zuffenhausen neben Automobilikonen wie dem 356, 911 oder 917 und zahlreichen technischen Exponaten zu einem Gespräch getroffen.

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Kontinuität

Geduldig neue Räume eröffnen // Dr. Christian Weiskirch, Leiter der FVV-Planungsgruppe 3 »Selbstzündung« hat seit seiner Promotion im Rahmen eines FVV-Projekts Karriere gemacht. Heute koordiniert er die Antriebsstrangentwicklung eines großen Nutzfahrzeugkonzerns – und engagiert sich weiterhin in der Forschungsvereinigung.

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THEMIS News
 

FVV-Projektliste:
Das aktuelle Forschungsprogramm im Überblick

FVV-Planungsgruppen:
Diskussionskreise/Workshops / Neue PG-Leitung

THEMIS-Termine:
Ihre FVV-Termine im November

 
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AUS UNSEREM NETZWERK
AiF-Jahresmagazin ZOOM 2019/2020 erschienen
 

Die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) hat das Jahresmagazin ZOOM 2019/2020 veröffentlicht. Neben Aktuellem und Wissenswertem aus dem Forschungsnetzwerk der AiF und ihrer Mitgliedsvereinigungen sowie den von der Arbeitsgemeinschaft betreuten Förderprogrammen erhalten Sie dort auch einen Überblick zur forschungspolitischen Interessenvertretung in Berlin „Alles Transfer!“ und „Politik trifft auf IGF“ – einem Programm, an dem sich die FVV sehr gerne beteiligt.

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Strombasierte Kraftstoffe der Zukunft: Forschungsergebnisse ermöglichen die Bewertung und Vergleichbarkeit verschiedener Technologiepfade
 

Alternative Konzepte für eine nachhaltige Mobilität entscheiden mit über den Erfolg der Energiewende. Dazu Andreas Feicht, Staatssekretär im Wirtschaftsministerium (BMWi): „Wir müssen beim Einsatz erneuerbarer Energien unbedingt Fortschritte in allen Sektoren erzielen. Ein besonderer Fokus liegt auf Transport- und Mobilitätsanwendungen, denn hierauf entfällt bei uns in Deutschland derzeit fast ein Drittel des Endenergieverbrauchs. Hier gilt es, innovative technologische Lösungen zu finden, wie wir die Treibhausgasemissionen noch weiter senken können. Mit der Nationalen Wasserstoffstrategie hat die Bundesregierung die Weichen gestellt Wasserstoff als vielseitig einsetzbaren Energieträger u.a. als Basis für synthetische Kraftstoffe zu verwenden. Hier setzt auch die Forschungsinitiative Energiewende im Verkehr des BMWi an. Wirtschaft und Wissenschaft entwickeln gemeinsam effiziente alternative Antriebstechnologien und klimaneutrale Treibstoffe, die zur Dekarbonisierung des Verkehrssektors beitragen können, wo der direkte Einsatz von Elektrizität nicht sinnvoll oder technisch noch nicht machbar ist.“ Erste Ergebnisse wurden Anfang November in einer Online-Konferenz vorgestellt.

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Forschungsnetzwerk Wasserstoff: Die FVV ist dabei!
 

Im Forschungsnetzwerk Wasserstoff tauschen sich Experten aus Wissenschaft und Industrie über die Erzeugung, Speicherung, Verteilung und sektorübergreifende Nutzung von Wasserstoff aus. Als Element der Nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung liefert das Forschungsnetzwerk, das vom Projektträger Jülich organisert wird, Anregungen für die Forschung und Anwendung von Wasserstofftechnologien entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Die FVV ist mit Martin Nitsche, stellvertretender Geschäftsführer und Experte für Brennstoffzellenforschung und Hybridantriebe, im Netzwerk vertreten.

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Gesetzespläne zur Umsetzung der Erneuerbare-Energien-Richtlinie: Umweltministerium gefährdet Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft
 

Durch die europäische Erneuerbare-Energien-Richtlinie – RED II soll u.a. der Einsatz von Erneuerbaren Energien im Verkehrssektor geregelt werden. Diese EU-Richtlinie muss bis zum 30. Juni 2021 in deutsches Recht umgesetzt werden. Von der Umsetzung hängt u.a. ab, welcher Stellenwert klimaneutralen Kraftstoffen zukünftig beizumessen sein wird und welche Optionen zur Emissionsminderung im Verkehrsbereich damit zur Verfügung stehen werden. Nach Ansicht des Deutsche Wasserstoff- und Brennstoff­zellenverbands (DWV), des Mineralölwirtschafts­verband (MWV), des Verbands der Automobilindustrie (VDA) und des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) schafft der Entwurf des Umweltministeriums (BMU) allerdings weder die Rahmenbedingungen für den Markthochlauf einer deutschen Wasserstoffwirtschaft, noch führt er zu zusätzlichen CO2-Einsparungen im Verkehr und ignoriert somit faktisch die Nationale Wasserstoffstrategie, in der die Bundesregierung ambitionierte Ziele im Rahmen der RED II-Umsetzung vorgibt. Nur mit einer ambitionierten Umsetzung und unter Einsatz von synthetischen Kraftstoffen ist eine Verkehrswende und das Erreichen der EU-Klimaziele bis 2030 möglich.

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FACHZEITSCHRIFTEN
Motorenforschung in internationalen Kooperationen

MTZ 09/2020 | Die FVV hat sich in den letzten Jahren stark internationalisiert. Seit 2015 nutzt sie dafür das Programm des Collective Research Networking (CORNET) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi), um die internationale Zusammenarbeit in der vorwettbewerblichen Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) an Verbrennungskraftmaschinen zu fördern. Das Potenzial besteht nicht nur in ressourceneffizientem Wissenserwerb und -transfer, sondern auch in der Ausbildung des hochqualifizierten wissenschaftlichen Nachwuchses.

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Modellprädiktive Luftpfadregelung am Ottomotor

MTZ 11/2020 | Die zunehmende Komplexität moderner Antriebskonzepte erfordert innovative Regelungskonzepte. Innerhalb des an der RWTH Aachen University durchgeführten FVV-Forschungsvorhabens »Regelung Hochlast-AGR: Entwicklung von Funktionen zur Steuerung und Regelung von Ottomotoren mit Hochlast-Abgasrückführung « (FVV-Nr. 1265 | PG1 »Gesamtsystem«) wurde eine modellprädiktive Luftpfadregelung für einen zweistufig abgasturboaufgeladenen Ottomotor mit Niederdruck-Abgasrückführung entwickelt. Diese wurde in ein Prototypenfahrzeug integriert und hinsichtlich der erzielbaren Regelgüte bewertet.

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FVV | Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e. V.
Lyoner Straße 18 | 60528 Frankfurt am Main | Deutschland
 
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