DME: Dé alternatieve brandstof voor medium/heavy duty (2017)
Prins Autogassystemen wil samen met de HAN en Ford (Dld) een direct injectie brandstof systeem voor DiMethyl-Ether (DME) ontwikkelen en demonstreren als 100% vervanger voor diesel.
Doel
Om directe injectie van DME in dieselmotoren mogelijk te maken zal er een nieuw brandstof opvoer systeem en motor besturingssysteem (ECU) ontwikkeld moeten worden voor de toevoer van DME naar de dieselmotor. De hardware van de dieselmotor zelf hoeft niet/minimaal aangepast te worden om zelfontbranding van DME mogelijk te maken. De infrastructuur voorziening wordt ontwikkeld door Akzo Nobel en een demonstratie vindt plaats bij Willemsen de Koning. Binnen dit project ligt de focus op bestelbusjes.
DME heeft een aantal grote voordelen. DME is een gasvormige ether die onder druk (vergelijkbare druk als bij LPG) vloeibaar is en qua eigenschappen en verbrandingskarakteristieken in veel opzichten vergelijkbaar is met diesel (o.a. hoog Cetaan gehalte wat nodig is voor zelf ontbranding door compressie), dus het kan in gewone dieselmotoren worden verbrand.
- Winning uit biomassa (bioDME) levert een kleine CO2 footprint.
- Bij de verbranding komt nagenoeg geen fijnstof vrij (partikels <<10PPM);
- Hoge energiedichtheid vergeleken met andere alternatieve brandstoffen;
- Huidige LPG tankinfrastructuur kan met minimale aanpassing omgezet worden naar DME.
Uit een Onderzoek uitgevoerd door de Europese Commissie kwam DME als potentieel zeer interessante alternatieve brandstof. De Well-to-Wheel uitstoot van DME was in deze studie 3,6g CO2 per km (Diesel: 144 g CO2/km). Dit laat het grote verschil in Well-to-Wheel uitstoot zien van de twee brandstoffen. Door van standaard diesel naar DME over te gaan verminderd de uitstoot tot zo’n 140g CO2 per km.
Activiteiten
In een zestal werkpakketten wordt het project uitgevoerd:
- WP1: Vooronderzoek
- WP2: Ontwikkeling en testen
- WP3: Integratie en tankopstelling
- WP4: Demonstratie
- WP5: Evaluatie
- WP6: Projectmanagement
Deelnemers / type organisatie / rol in het project
- Prins Autogassystemen- Groot bedrijf - Producent/ontwikkelaar; technologie alternatieve brandstoffen
- Hogeschool van Arnhem en Nijmegen - Onderzoeksorganisatie - Onderzoeker
- Willemsen- de Koning Groep BV - Groot bedrijf - Eindgebruiker, testen
Derde partijen
- Ford Germany - Groot bedrijf - Producent/ontwikkelaar voertuigen/motor
- Akzo Nobel Netherlands - Groot bedrijf - Leverancier brandstof, infrastructuur support
Daarnaast zullen praktijktesten plaatsvinden bij twee transporteurs: Post-Kogeko te Maasdijk voor de 50T trekker en VSDV te Zwaagdijk voor de 14T bakwagen.
Locaties
- Eindhoven (Prins Autogassystemen BV)
- Arnhem (Hogeschool van Arnhem en Nijmegen)
- Arnhem (Willemsen- de Koning Groep BV)
Resultaten en doelstellingen
Het project zal drie resultaten hebben:
- Een direct injectie systeem voor DME (makkelijk te integreren in dieselmotor systeem)
- Ombouwprotocol voor DME tankstation o.b.v. een bestaand LPG tankstation
- Demonstratie in de praktijk van het gebruik van DME (5-tal voertuigen)
Aanleiding
Voor het concept dieselmotoren (zelfontbranding) zijn er nog beperkte duurzame oplossingen o.b.v. alternatieve brandstoffen. Vooral bij vervoer over de weg van goederen of personen (medium/heavy duty), waar een grote actieradius/bedrijfszekerheid essentieel is voor marktacceptatie, is er hoofdzakelijk sprake van dieselmotoren.
Alternatieven
Het bereik/actie radius van elektrische auto’s is te laag en opladen kost te veel tijd. CNG/LNG oplossingen hebben een relatief lage energiedichtheid en vereisen dure infrastructuur. Daarnaast zijn drastische aanpassingen/vervanging van motoren nodig voor o.a. monofuel oplossingen.
Waterstof als brandstof levert nog gevaren en onvoorspelbaarheid op van de verbranding (dus ook motoraanpassingen). Kosten zijn op dit moment nog hoog en het vermogensbereik en de energiedichtheid laag.
Geboekte voortgang
De projectpartners hebben een literatuurstudie voltooid naar de eigenschappen van DME als een brandstof. Hierbij is o.a. bekeken: optimale combinaties materialen voor het brandstoftoevoersysteem, brandstofeigenschappen, motorgedrag op DME, emissies (inclusief die veroorzaakt door toevoegingen), en verbruik.
De ontwikkeling met de euro4 motor zijn afgerond. Momenteel wordt er gewerkt aan de euro5 versie. Ook wordt er onderzoek gedaan naar de hogedruk componenten van het dieselsysteem.
Vanwege de invloed van het coronavirus heeft de uitvoering van het project vertraging ondervonden. De HAN was gesloten voor zowel studenten als docenten.
Gerealiseerde resultaten
Uit het vooronderzoek is een rapport gerealiseerd met daarin de resultaten van het literatuuronderzoek. Qua ontwikkeling zijn de resultaten inmiddels beschikbaar van de eerste onderzoeken op het voertuig en componenten.
Externe ontwikkelingen
Momenteel wordt er in samenwerking met diverse leveranciers gewerkt aan de ontwikkeling van een nieuwe afdichting voor de hogedruk diesel-DME pomp/brandstof opvoersysteem. Deze zal bestand moeten zijn tegen DME en hoge drukken op statische en dynamische delen.
Vooruitblik
In de komende periode beogen de projectpartners de bestaande dieselpomp door te ontwikkelen om deze resistent te maken tegen DME en hogere brandstofdruk. Tevens beogen ze het onboard blend-systeem te ontwikkelen, en testopstellingen te ontwikkelen en gebruiken.
Het project draagt bij aan de doelstellingen van de DKTI-Transport regeling door een verlaging van CO2 emissie, NOx, fijn stof, en geluid te realiseren. Tevens draagt het project bij aan de realisatie van de Duurzame Brandstofvisie onder het SER energie akkoord voor duurzame energie, en aan de Richtlijn betreffende de uitrol van infrastructuur van alternatieve brandstoffen.
Financiële bijdrage
De financiële bijdrage vanuit de eerste tender van DKTI Transport bedraagt €498.471.
DKTI Transport
De eerste tender van DKTI Transport heeft een looptijd van 2017 tot en met 2021. De eerste ronde sloot op 21 december 2017 om 17.00 uur. Meer informatie over de eerste tender van DKTI Transport.
