Mit der "Mazda Mobile Carbon Capture"-Technologie verfolgt der Autohersteller das Ziel, einen CO₂-negativen Verbrennungsmotor zu entwickeln. Wobei der Löwenanteil der CO₂-Einsparung nicht aus dem Motor kommt, sondern weil der Biokraftstoff nutzt. Mazda geht davon aus, dass die Verwendung dieser Kraftstoffe allein schon bis zu 90 Prozent weniger CO₂ freisetzt als die Nutzung von herkömmlichem Benzin oder Diesel. Zusätzlich soll die CO₂-Abscheidungstechnologie einen weiteren Anteil von bis zu 20 Prozent CO₂ aus dem während der Fahrt entstehenden Abgas abscheiden. Diese beiden Methoden kombiniert sollen zu einer negativen CO₂-Bilanz führen.
Erster Härtetest für CO₂-Abscheidung
Der erste Praxistest während des siebten Laufs der Super-Taikyu-Rennserie lief laut Mazda gut. Das Fahrzeug wurde mit dem Dieselkraftstoff HVO 100 betrieben. Über die vierstündige Renndistanz zeigte sich, dass die Technologie unter den anspruchsvollen Bedingungen des Motorsports funktioniert und CO₂ aus den Abgasen abscheiden und speichern kann. Für das Rennen installierten die Ingenieure das System in der Ersatzradmulde. Das Gewicht des Fahrzeugs erhöht sich dadurch um etwa 50 kg. Doch wie genau funktioniert das?
CO₂-Abscheidung mit Zeolith
Das Herzstück der "Mazda Mobile Carbon Capture"-Technologie ist der CO₂-Abscheider, der vor allem aus porösem Zeolith besteht. Das sind kristalline Aluminium-Silikat-Verbindungen, die entweder als Mineral in der Natur vorkommen, oder künstlich hergestellt werden können. Zeolith soll ähnlich funktionieren wie ein Schwamm und so Schadstoffe aufnehmen und festhalten können. Fun Fact: Teilweise findet man diesen Stoff auch in Katzenstreu.
Bei Mazda leiten zwei parallele Stränge mit jeweils einem Gebläse und einem CO₂-Abscheider abwechselnd einen Teil der Abgase durch einen Entfeuchter und anschließend durch den CO₂-Abscheider. Sobald ein Abscheider voll ist, wechselt das System zum anderen Abscheider. Der volle Abscheider wird dann erhitzt, um das CO₂ wieder freizusetzen, welches dann in einem Tank im Fahrzeug chemisch gebunden wird.
Wie oft muss der CO2-Speicher geleert werden?
Am meisten Sinn ergibt ein CO₂-Abscheidesystem an Stellen, an denen das Gas konzentriert austritt – beim Auto ist das die Abgasanlage. Was hier so schön und einfach klingt, könnte sich aber in der Praxis als schwierig erweisen.
Bei der Verbrennung von einem Liter Diesel entstehen 2,7 kg CO₂. Nehmen wir nun als Beispiel den aktuellen Mazda CX 60 D 200 mit 3,3-Liter-e-Skyactiv-Dieselmotor und 200 PS. Dieser Wagen verbraucht etwa 5,1 Liter Diesel auf 100 Kilometer. Dabei entstehen somit rund 13,77 kg CO₂. Davon kann das System 20 Prozent abscheiden. Das entspricht rund 2,75 kg. Der Rennwagen, der hier zum Einsatz kam, verbraucht geschätzt etwa doppelt so viel Treibstoff – also rund 10 Liter Diesel auf 100 Kilometer. Dabei würden folglich 27 Kilogramm CO₂ entstehen und das System könnte 5,4 Kilo abscheiden. Nach nur 1.000 Kilometern müsste der Serien-CX-60 also rund 27,5 Kilo gespeichertes CO₂ mit sich führen und der Rennwagen 54 kg.
Wie auch immer gebaute Zeolith-Speicher würden bei typischen Jahresfahrleistungen schon nach einem Monat rund 30 CO₂-Ballast spazierenfahren – beide Abscheidetanks müssten geleert werden. Dementsprechend sollte das System so gebaut sein, dass die Entnahme mechanisch einfach bleibt. Und sollte die Technologie tatsächlich in Serienfahrzeugen kommen, wären tausende Autos damit ausgestattet. Das wiederum erforderte eine entsprechende Infrastruktur, die es ermöglicht, das CO₂ abzugeben und den Tank zu leeren. Im besten Fall wäre das an Tankstellen möglich, im schlechtesten Fall benötigen wir wie beim E-Auto eine neue Infrastruktur.
CO₂-Speicherung kostet Energie
Außerdem verbraucht die Mazda-Mobile-Carbon-Capture-Technologie zum Entfeuchten und Erhitzen zusätzliche Energie, was den Treibstoffverbrauch erhöht. Vom zusätzlichen Fahrzeuggewicht durch das System und das gesammelte CO₂ mal abgesehen. CO₂ aus Abgasen mit hoher Konzentration abzuscheiden, ist grundsätzlich sinnvoller, als es mühsam aus der Atmosphäre mit absolut niedrigsten Konzentrationen zu filtern. Allerdings wäre das bei stationären Industrieanlagen oder Kraftwerken erheblich einfacher. Billig ist es aber selbst dort nicht. Eine solche Technik in mobile Fahrzeuge zu integrieren, heißt eben auch, das CO₂ mitzuführen.
Umsetzbarkeit und Pläne für die Serienreife
Trotz allem möchte Mazda die Technologie kontinuierlich weiterentwickeln, die wirtschaftliche Machbarkeit prüfen und Partner für eine mögliche Zusammenarbeit finden. Der erste Test hat bestätigt, dass das System grundsätzlich funktioniert. Die nächsten Schritte sollen laut Hersteller das Verfahren optimieren, um die Technologie für den Einsatz in Serienfahrzeugen vorzubereiten.
Mazda verfolgt mit dieser Technologie einen langfristigen Plan zur CO₂-Neutralität bis 2050. Das Unternehmen setzt dabei auf einen Multi-Solution-Ansatz, der neben der Elektrifizierung auch die Optimierung von Verbrennungsmotoren und den Einsatz von CO₂-neutralen Kraftstoffen umfasst. Der japanische Autokonzern hat sich fest vorgenommen, die CO₂-Ziele der EU für 2030 und 2035 zu erfüllen.
