Wasserstoff aus Abfall: Umgerüsteter Dieselmotor läuft mit 40 % H2
30. Oktober 2026
Wasserstoff muss nicht hochrein sein, um als Kraftstoff für Verbrennungsmotoren zu dienen. Das zeigt das jetzt abgeschlossene Forschungsprojekt Waste2HyEngine, an dem neben dem Fraunhofer Umsicht die Hochschule Heilbronn und die Deutz AG beteiligt waren. Die Forschenden haben eine durchgängige Prozesskette aufgebaut, die aus biogenen Reststoffen wasserstoffreiches Gas erzeugt und dieses in einem umgerüsteten Vierzylindermotor nutzt. Im Technikumsbetrieb lief der Motor nach Angaben der Forscher auch bei schwankenden Wasserstoffanteilen zwischen 40 und 100 Volumenprozent ruhig und stabil.
Damit könnte sich eine Alternative zur Versorgung mit hochreinem Elektrolysewasserstoff ergeben – insbesondere für Betriebe außerhalb des geplanten Wasserstoff-Kernnetzes. Als mögliche Rohstoffe kommen unter anderem Gärreste, Grünschnitt, Klärschlamm und kommunale Bioabfälle infrage.
Vom Reststoff zum Motorenkraftstoff
Die Grundlage bildet die thermochemische Umwandlung biogener Reststoffe, etwa durch Pyrolyse. Dabei entsteht ein wasserstoffreiches Gasgemisch, das nach entsprechender Reinigung direkt in einem Verbrennungsmotor eingesetzt werden kann.
Der Versuchsmotor basiert auf einem Vierzylinder-Dieselmotor von Deutz. Für den Wasserstoffbetrieb entwickelten Ingenieure der Hochschule Heilbronn ein mechanisch gesteuertes Gaseinblasesystem. Es soll die Kraftstoffzufuhr auch bei stark wechselnder Gaszusammensetzung präzise dosieren.
Zunächst untersuchte das Forschungsteam unterschiedliche Gasmischungen auf einem Motorenprüfstand. Anschließend wurde die gesamte Prozesskette mit realem, aus Reststoffen gewonnenem Gas im Technikum von Fraunhofer UMSICHT in Hohenburg erprobt.
Weniger Gasaufbereitung erforderlich
Ein wesentlicher Vorteil des Ansatzes sind die vergleichsweise geringen Anforderungen des Verbrennungsmotors an den Wasserstoffgehalt. Anders als bei Brennstoffzellen ist es nicht erforderlich, den der Wasserstoff auf eine Reinheit von 99,999 % zu bringen.
Für stationäre Anwendungen, etwa in Blockheizkraftwerken von Kompostieranlagen oder Sägewerken, ließe sich das erzeugte Gas deshalb ohne zusätzliche Wasserstoffanreicherung nutzen. Eine Reinigung zur Entfernung von Teeren, Stäuben und Schwefelverbindungen bleibt allerdings notwendig.
„Der Schlüssel liegt in der Flexibilität des Motors gegenüber der Zusammensetzung des Gasgemisches“, sagt Projektkoordinator Christopher Graf-Kick von Fraunhofer Umsicht. Dadurch ließen sich Reststoffe erschließen, die bislang nicht als Wasserstoffquelle genutzt wurden.
Membrantechnik für mobile Anwendungen
Auch für Traktoren und Baumaschinen sehen die Projektpartner Potenzial. Hierfür untersuchten Fraunhofer Umsicht und das Fraunhofer IKTS verschiedene Membranverfahren zur Wasserstoffanreicherung. Dabei erreichten sie bislang einen Wasserstoffanteil von 90 Volumenprozent.
Bis zu einer mobilen Nutzung sind jedoch weitere Entwicklungsschritte erforderlich, insbesondere bei Speicherung, Sicherheitstechnik und Zulassung. Der bislang demonstrierte Betrieb bezieht sich auf eine stationäre Versuchsanlage.
Das vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt geförderte Verbundprojekt lief von März 2024 bis September 2026. Das Gesamtbudget betrug 3,3 Mio. €.
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