Pantonereaktor

Elementarhappening versus Katalyse



Wie kann der Ausstoß von Feinstaub aus Dieselmotoren am effektivsten verhindert werden? Zu den bisher entwickelten Systemen der Rußpartikelfilter (RPF) bietet sich eine weitere Möglichkeit, die gerade in Frankreich immer weitere Verbreitung findet. Die Verbreitung wird dabei nicht von Autofirmen vorangetrieben, sondern von Privatleuten: von findigen Hinterhof-Bastlern, versierten Ingenieren, von Landwirten mit Umweltbewußtsein. Man könnte Verbindungen zur schon im 2. Weltkrieg bekannten Wassereinspritzung herstellen, um die es sich aber nicht handelt, da entweder reine Wasser- oder gemischte Wasser-Kraftstoff-Dämpfe in den Luftansaugkanal geblasen werden, sich dort mit der Filterluft vermengen und dann erst in die Zylinder gelangen.



Der amerikanische Erfinder Paul Pantone hatte schon vor Jahren die Idee diese Zuleitung von Stoffen vor dem Einblasen durch ein enges Rohr zu schicken, das im Innern eines Abgasrohres eingebaut ist. Pantone hat hierfür die Bezeichnung GEET entwickelt, was für "Global Environmental Energy Technology" steht. Das Besondere ist dabei, das die beiden Ströme (Ansaugstrom - Auspuffstrom) entgegengesetzte Richtungen nehmen. Dabei entstehen Wirkungen die sich vielleicht mit einem "kleinen Gewitter" oder mit den Worten von von Günther Kramb , der das Prinzip der Wassereinspritzung weiterentwickelt hat, einem "Elementarhappening" vergleichen lassen. Um es vorwegzunehmen, die exakte wissenschaftliche Theoriebildung hinkt den Phänomen noch hinterher. Am ehesten gefällt mir das Bild eines Blog-Betreibers zu dem Thema, der von "steam-cracking" spricht, d.h. durch Wärme gespaltene lange Kohlenwasserstoffketten, die in kurze verwandelt werden und unter Einbezug von Synthesegas eine wirkungsvollere Verbrennung mit weniger Emissionen hervorrufen (s. hydronica.blogspot).

Hilfreich ist auch die Erklärung des französischen Wissenschaftlers Pierre Langlois, die Sie hier mit google translator lesen können. (hier franz.).
Durch dieses Verfahren wird die Verbrennung sauberer, d.h. es entstehen fast keine Rußpartikel mehr. Man könnte also von einer "Reinigung" durch Vorbehandlung, statt von einer Nachbehandlung wie bei katalytisch wirkenden Filtersystemen sprechen. Herr Langlois macht in seiner Erklärung deutlich, dass es sich nicht um Hexerei handelt, sondern um ein Prinzip zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Motoren, die ihren Ausgangspunkt in der Wärmerückgewinnung aus den heißen Motorabgasen nimmt. Eines ist ganz klar und sollte hier auch betont werden: Keinesfalls kann mit Seriösität von einem "Wassermotor" gesprochen werden, den anfangs viele von Pantone erwartet hatten, wenn ich auch damit rechne dass die weitere Optimierung Einsparungen von mehr als 50 % ermöglichen werden. Wer sich darin vertiefen möchte, dem empfehle ich zu googeln oder die unten genannten Informationsportale.

Jedenfalls sind die Ergebnisse beeindruckend:
Alte wie neue Traktoren, Autos wie LKWs und Baumaschinen erreichen durchweg Verbrauchsminderungen in der Bandbreite von 15 - 30 %. Verbrauchsminderung ist natürlich der beste "Partikelfilter". Beim CO² liegt die Minderung durchweg um phänomenale 80 % und die Trübungswerte halten nach Messungen in Frankreich, die nur teilweise vorliegen, den verschärften Grenzwert für Euronorm 4, der bei 1,5 m-1 liegt, bei weiten ein. Hier zwei Protokolle:



Es sei bemerkt, dass auch der Trübungsmesswert, damit beim Diesel die 2-jährliche AU insgesamt - wie auch die u.g. Euronorm-Werte für Neufahrzeuge "löchrig" sind. Der Trübungsmesswert erfasst weder unsichtbare noch sehr feine Emissionen, denen aber zunehmend eine Gesundheitsrelevanz zugesprochen wird (s. ZDF, frontal21).



2. Vergleich: Dieselrußpartikelfilter (RPF) und Pantonereaktor (PR)



Kriterium
RPF
PR
Dieselverbrauch
vorher/nachher
erhöht zw. 3 und 8 %
vermindert zw. 5 und 50 %
Rußemissionen in Nanometer
Feinstpartikel kleiner als 10 nm:
Partikel größer als 10 nm:
 



bis ? %

zw. 30 - ? %
 



? %

zw. 30 - ? %
CO²
vorher/nachher
? bis 80 %
NOx;
vorher/nachher
? wahrscheinlich leicht erhöht ? Messungen fehlen
Drehmoment ? ?
Wartung Benötigt z.T. Reinigung bzw.
mit Additiv ohne Reinigung;
Sekundäremissionen
Wasserzugabe + Frostschutz (x Ltr/100 km)
Haltbarkeit relativ begrenzt nach km-Leistung relativ unabhängig von km-Leistung
Entsorgung verursacht Aufwand (Sondermüll?) problemlos (Alteisen)


Hier die amtlichen höchstzulässigen Emissionswerte für Dieselneuwagen. Sie beziehen sich auf Gewichtswerte (g/km), leider immer noch nicht auf gesundheitsrelevantere Partikelmengen je m³.

Norm Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 5 Euro 6
Typprüfung ab 1. Jul. 1992 ab 1. Jan. 1996 ab 1. Jan. 2000 ab 1. Jan. 2005 ab 1. Sep. 2009 ab 1. Sep. 2014
CO 3160 1000 640 500 500 500
(HC + NOx) 1130 700 / 900 * 560 300 230 170
NOx 500 250 180 80
PM 180 80 / 100 * 50 25 5 5



3. Weshalb setzt sich dieses System nicht bei den Autoherstellern oder Filterherstellern durch? Gute Frage, aber welcher Autohersteller hat schon Interesse an der Nachrüstung alter Fahrzeuge? Oder welcher Filterhersteller, der schon seit Jahren RPF konzipiert und durch aufwendige Zulassungsverfahren schleust, setzt nun einfach auf ein neues "Pferd" und pustet damit seine Investitionen in den Wind, Umwelt hin oder her. Im übrigen ist auch der Staat bzw. die EU an dieser Situation nicht unbeteiligt, denn die aufwendigen Zulassungs- und Prüfungsvorschriften sind schwerfällig und hinken relativ langsam dem Leben hinterher. Innovation und Neuerungen sind da schwer zu integrieren und suchen sich dann manchmal "inoffizielle Wege".

Häufig wird von vielen auch Korrosionsgefahr vorgeschoben, was nicht zutrifft, selbst nicht nach 7 Jahren Dauereinsatz. Hier sei als Beispiel der Traktor von dem Landwirt A. Gillier genannt, der schon seit 2001 keine Auffälligkeiten dieser Art zeigt.


Quelle: quanthomme.free.fr


Nebenbei sei bemerkt, dass der Verbrauch der Maschine von Anfangs 21 Ltr. auf nunmehr 5 Ltr. je Stunde reduziert werden konnte. Gillier ist ein Pionier unter den zahlreichen "Pantoneuren" und hat das System immer weiter verbessert. Selbst Fachleute von Renault waren schon bei ihm zu Besuch. Dieser Hersteller wird auch bald einen neuen Motor auf den Markt bringen, der einen Teil des Pantone-Systems beinhaltet. Deutsche Hersteller zeigen bisher kein Interesse, mal abgesehen von BMW, der an der Entwicklung eines Dampfantriebes als Hybrid-Hilfs-Motor arbeitet (s. hier), womit aber leider nicht der Synergieeffekt bei der Abgasreinigung ausgenutzt wird.

Ich habe hier vor allem die Dieselfahrzeuge betrachtet, die wegen der Feinstaubbelastung ganz besonders in der Kritik stehen. Aus dieser Sicht seien noch einige realwirtschaftliche Gedanken erlaubt: Es gibt sehr viele Dieselfahrzeuge mit Sonderaufbauten, bei Städten und Gemeinden, Feuerwehr und Polizei, die mithilfe dieses Systems eine akzeptable Umweltverträglichkeit erreichen und das bei einer Verbrauchsminderung, die sich direkt auf die Haushalte auswirken könnte. Desgleichen die Landwirtschaft, wo Schlepper und Maschinen auf sehr lange Laufzeiten kommen. Würden diese Fahrzeuge, häufig mit geringer Kilometerlaufleistung vorzeitig ausgetauscht, entstünde damit ein weit größerer volkswirtschaftlicher Schaden, als durch die Nachrüstung an Kosten. Eine Gesamtbetrachtung der Auswirkungen i.S. einer Ökobilanz darf die Auswirkungen, die durch vermehrte und unnötige Produktion von Neufahrzeugen entstehen nicht außer Acht lassen. Einsparungen beim Abgas steht sonst Ruß aus Fabrikschloten gegenüber. Auch das Argument Arbeitsplätze ist nicht relevant, denn eine eventuelle Schrumpfung der Autoindustrie auf den wirklichen Bedarf ist auch nicht durch kürzere Nutzungsintervalle aufzuhalten. Dafür entstehen riesige Potenziale im Umwelt- und Sozialbereich, die aber ein notwendiges Maß an Flexibilität der Unternehmer voraussetzen.

Auch eine internationale Bilanz sei gemacht: Viele alte Dieselfahrzeuge werden wohl nun aus dem europäischen Raum exportiert und im Ausland ohne Nachrüstung weiterverwendet werden. Zwar betrifft uns der Feinstaub dann nicht mehr, doch solche "Problemverschiebungen" ließen sich mit sinnvoller Nachrüstung statt Aussonderung mildern.

Natürlich kann es auch andersherum gehen und einzelne Regionen oder Länder machen bei einfacheren nationalen Zulassungsvorschriften der deutschen Politik vor, dass nicht unbedingt Abgasgutachten für mehrere Tausend Euro nötig sind, um Autos auf Umweltfreundlichkeit zu prüfen: ein einfaches Taschentuch vor dem Auspuff gehalten, reicht.



Solche Argumente verbunden mit praktischem Realitätssinn haben wohl auch den Bürgermeister der französischen Gemeinde Vitry sur Orne bewogen, nach und nach alle Gemeindefahrzeuge auf Pantonereaktor bzw. auf seine neuste Fortentwicklung mit der Abkürzung G+ umzustellen. Es darf auch als besonderer Vorteil des Systems gelten, dass er von einem geübten Mechaniker durch zusammenschweißen und -schrauben von Röhren und Schläuchen hergestellt werden kann. Auch das Material ist überwiegend Eisen bzw. Stahl, was die Kosten überschaubar macht und eine leichte Anpassung auf Altfahrzeuge ermöglicht.

Sicher gibt es in Frankreich inzwischen einige Tausend Fahrzeuge mit dem Reaktor, die im Detail mehr oder weniger differieren. Ich erlaube mir dennoch von 3 markanten Entwicklungsschritten zu sprechen, die sicher noch nicht die letzten sein werden:

Pantone original Gillier-Pantone (GP) G+
Sprudler separat
Gemischzugabe
über Reaktor
Abgasrohr durch Sprudler
Reine Wasserzugabe
über Reaktor
Wärmetauscher ersetzt Sprudler
Reine Wasserzugabe
über Reaktor
*

* Reaktor im Gehäuse integriert. Käufliches Modell der Fa. Hypnow, Einsatzgebiet Traktoren

Die G+-Version hat den Vorteil, dass der Motor die Kaltlaufphase und Lastwechsel besser bewältigt, denn das Steam-cracking spricht hier durch den im Abgasstrom nachgeschalteten Wärmetauscher viel schneller als ein separat verbauter Sprudler (engl. bubbler) auf die wechselnden Leistungsanforderungen des Motors an. Der Sprudler ist meist für eine größere Wassermenge vorgesehen, die Wärmetauscher nicht. Sie heizen nur die gerade benötigte Menge Wasser auf und werden dann über ein kleines Ausgleichsgefäss aus einem Vorratsbehälter neu beschickt. Damit ist dieses System besser für den Einsatz in PKWs und Nutzfahrzeugen geeignet. Forschungen laufen hierzu an verschiedener Stelle (s. auch Infos unter groupe Reaction Directe ).


Lesezeichen zum Pantonereaktor
Bilder und Skizzen zum G+ (PDF, 1,5 MB)