Abgas-Wärmetauscher im Pkw und Lkw für mehr Effizienz?

Die Unternehmen Volkswagen und MAN haben vor einigen Jahren an einem sogenannten Abgas-Wärmetauscher gearbeitet, der die Effizienz von Pkws und Lkws steigern soll. Und besonders für Lkw ist ein Abgas-Wärmetauscher sinnvoll. Grundsätzlich gelten Verbrennungsmotoren als sehr ineffizient. Eines der Hauptziele der Experten ist es, den Wirkungsgrad vom Antriebsstrang und dem Motor bzw. des kompletten Fahrzeugs zu verbessern. Im Durchschnitt liegt der Wirkungsgrad eines Motors nämlich nur zwischen 35 und 45 %. Beim Rest handelt es sich größtenteils um Abwärme. Experten arbeiten seit Jahren daran, diese Abwärme sinnvoll zu nutzen. Auch wenn wahrscheinlich eine weitere Systematik benötigt wird, die nicht nur Kosten, sondern auch ein höheres Gewicht verursacht, wäre der Motor insgesamt  rentabler. Und ein derartiges System wäre besonders umweltfreundlich.

Abgas-Wärmetauscher im Pkw und Lkw?

Doch solch ein zusätzliches System wiegt zwischen 75 und 85 Kilogramm. Ein großer Vorteil ist, dass der heiße Abgasstrom in eine elektrische oder mechanische Energie umgewandelt wird. Doch für kleine Fahrzeuge ist ein 80 Kilogramm Zusatz nicht unbedingt sinnvoll. Aber in einem Lkw der hunderttausende Kilometer abspult? Und das auch noch besonders Konstant mit einem stundenlangen Halten der Betriebsdrehzahl und sehr genauer Reisegeschwindigkeit? Ein perfektes Umfeld!

Über 4% effektiveres Fahren

Wenn ein Lkw über mehrere Stunden mit einer konstanten Drehzahl fährt, könnten die Aggregate und Motoren dadurch auf eine maximale Effizienz gebracht werden. Die Hauptaufgabe eines Abgas-Wärmetauschers ist es, dass die Wärmeenergie, die in den Abgasen von Nutzfahrzeugen, Pkws und Lkws enthalten ist, in eine elektrische oder mechanische Energie umgewandelt wird. Bei einem Lkw kann damit gerechnet werden, dass der Abgasstrom weitestgehend konstant bleibt. Mit einem Wärmetauscher kann dafür gesorgt werden, dass durch einen Organic Rankine Cycle (ORC) die Abgase sinnvoll genutzt werden. Bei diesem System wird das Ethanol des Dampfkreislaufs mit einem Systemdruck von 10 bis 30 bar durch den Abgas-Wärmetauscher auf eine Temperatur von 190 bis 220° C gebracht. Hierdurch verdampft es. Und der entstandene Ethanol-Dampf kann in einer Expansionsmaschine wieder entspannt werden.

Durch diesen Prozess kann elektrische oder mechanische Nutzarbeit gewonnen werden. Fährt ein Lkw auf einer Autobahn im Durchschnitt also 80 km/h, kann durch die Nutzung der Abgasenergie eine CO2- und Verbrauchsreduktion von bis zu 4 % erreicht werden. Da viele Lkws täglich eine große Strecke zurücklegen, lohnt sich der Einsatz eines Abgas-Wärmetauschers im Lkw auf jeden Fall.