Im Zeitalter der Elektrofahrzeuge steht Toyota Motor Corp. am meisten in der Kritik, da viele das Beharren des japanischen Autoherstellers auf der Verwendung von Verbrennungsmotoren als veraltet und ökologisch bedenklich ansehen.
Aber wenn es eine Technologie gibt, die dafür sorgen kann, dass zukünftige Motoren nicht nur keine CO2-Emissionen verursachen, sondern beim Fahren auch Kohlendioxid einatmen, wird Toyotas Beharren dann trotzdem kritisiert?
Jetzt stellt Toyota Motor Corp. eine solche Technologie vor – die Carbon Capture Engine, die eine neue Art von Kohlenstoffabscheidungs-Filtrationsgerät für Fahrzeugmotoren installiert. Toyota testete das System im Jahr 2023 am Rennwagen GR Corolla.
Der GR Corolla ist mit einem Wasserstoffmotor ausgestattet, der nur Spuren von Kohlendioxid ausstößt, und die Filtervorrichtung kann bei jedem Betrieb Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernen.
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Neuer Wein in alten Flaschen
Im Bild: Ein Toyota GR Corolla-Rennwagen testet einen Motor, der mit einem vom Unternehmen hergestellten Kohlenstoffabscheidungsfilter ausgestattet ist.
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„Die Technologie zur CO2-Abscheidung entwickelt sich in der Infrastrukturbranche rasant“, sagte Naoaki Ito, General Manager der Automobilentwicklungsprojekte von GR, „aber soweit wir wissen, ist Toyota das erste Unternehmen, das diese Technologie in einem Auto testet.“
Toyota befürwortet seit langem die Erforschung neuer Einsatzmöglichkeiten für alte Technologie.
Das Unternehmen sagt, dass Verbrennungsmotoren immer noch das Potenzial haben, ihren Beitrag zur CO2-Neutralität zu leisten und gleichzeitig Arbeitsplätze sowie den Lärm und das Fahrgefühl zu bewahren, an das sich die Fans so gern erinnern. Toyota kündigte im Januar dieses Jahres eine neue Runde von Forschungs- und Entwicklungsplänen für fortschrittliche Verbrennungsmotoren als Teil der mehrstufigen Entwicklungsstrategie des Autoherstellers für umweltfreundliche Fahrzeuge an.
Die von Akio Toyoda propagierte diversifizierte Entwicklungsstrategie von Toyota wurde einst von Investoren, Umweltschützern und Elektrofahrzeug-Enthusiasten kritisiert, die forderten, dass Toyota schneller auf Elektrofahrzeuge umsteigen sollte.
Aber Toyota beginnt sich zu rechtfertigen, da die Gewinne und Verkäufe seiner Hybridfahrzeuge Rekordhöhen erreichen und der Optimismus hinsichtlich einer raschen Umstellung auf Elektrofahrzeuge nachlässt. Investoren haben den Aktienkurs von Toyota im vergangenen Jahr um 80 % gesteigert und sind seit dem 1. Januar um etwa 30 % gestiegen.
Die Marktkapitalisierung des Autoherstellers überstieg im Februar die Marke von 50 Billionen Yen (ca. 2.391,35 Milliarden RMB) und war damit das erste japanische Unternehmen, das diesen Meilenstein übertraf.
Im Jahr 2023 stiegen die weltweiten Verkäufe von Toyotas Standard-Hybridfahrzeugen um 31 % auf 3,4 Millionen Einheiten. Ihr Anteil an den weltweiten Lieferungen wird von 27 % im Jahr 2022 auf 33 % steigen. Es wird erwartet, dass Toyotas Hauptaugenmerk weiterhin auf Geräten liegen wird, die Hybridautos sauberer machen können.
Aber wasserstoffbetriebene Motoren und Kohlenstoffabscheidung bieten eine neue Richtung.
Das Rookie-Rennteam von Toyota debütierte letzten Sommer in einem GR Corolla während eines fünfstündigen Langstreckenrennens im Südwesten Japans mit der Kohlenstoffabscheidungstechnologie.
erklärt, wie die Absorber des Unternehmens Kohlendioxid absorbieren, indem sie die Luft direkt einfangen.
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Toyotas Motorsport- und Performance-Abteilung Gazoo Racing nutzt Versuchsfahrzeuge, um die Wasserstoffverbrennung und andere neue Technologien zu testen.
Das Kohlenstoffabscheidungssystem besteht aus zwei kreisförmigen Filtern zum Auffangen von Kohlendioxid in der Luft und einem Flüssigkeitsbehälter zum Absorbieren und Speichern von Kohlendioxid im Filter.
Wichtig ist, dass das System keine zusätzliche Energie benötigt, um Kohlendioxid zu entfernen; Durch die Eigenwärme des Motors wird der Kohlenstoff aus dem Filter in die Flüssigkeit abgegeben. In der Flüssigkeit wird der Kohlenstoff absorbiert und mit der Alkylaminlösung kombiniert, die dann verarbeitet wird.
Der Schlüssel liegt darin, dass der Keramikkatalysator im Filter mit einem von Kawasaki Heavy Industries entwickelten Kohlendioxidabsorber beschichtet ist. Die Technologie ähnelt derjenigen, die bei allgemeinen Auspuffrohren verwendet wird.
Es gibt zwei Filter. Ein am Luftreiniger installierter Lufteinlass kann 60 Liter Außenluft pro Sekunde ansaugen. Der andere ist vorne im Motorraum montiert und absorbiert Kohlendioxid entlang des Ölwegs.
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noch weit weg
Allerdings gibt es noch viele Hindernisse für die Kommerzialisierung dieser Technologie.
In Tests konnte die Technologie nur eine geringe Menge Kohlendioxid aus der Luft entfernen, sogar weniger als die Menge, die herkömmliche Fahrzeuge im Normalbetrieb produzieren. Der Testwagen hat alle 20 Runden nur 20 Gramm Kohlendioxid aufgenommen. Nach Angaben der US-Umweltschutzbehörde EPA stößt ein herkömmlicher Benzinmotor durchschnittlich 8.887 Gramm Kohlendioxid pro verbrauchter Gallone (ca. 3.785 Liter) aus.
Darüber hinaus muss bei Toyota-Rennwagen der Filter bei jedem Boxenstopp manuell gewechselt werden. Der sichere Umgang mit absorbierenden Flüssigkeiten ist immer noch umstritten.
Daher muss noch mehr getan werden, um wirtschaftlich rentabel zu sein.
Schritte, um Ergebnisse zu erzielen
Koji Endo, leitender Automobilanalyst bei SBI Securities in Tokio, sagte, Toyotas Experiment werde möglicherweise nie auf Personenkraftwagen angewendet und könne am Ende nur ein patentiertes Pilotprojekt sein. Selbst wenn die Technologie zur Kohlenstoffabscheidung kommerzialisiert wird, könnte sie besser für schwere Lastkraftwagen oder industrietaugliche Landtransportfahrzeuge geeignet sein, die größere Filter aufnehmen können.
Aber zumindest zeigt diese Idee, dass Toyota es mit der sauberen Verbrennung auf dem Weg zur CO2-Neutralität ernst meint.
„Sie brauchen weiterhin Motoren als Brücke zu reinen Elektrofahrzeugen“, sagte Endo. „Sie sollten die Effizienz von Verbrennungsmotoren weiter verbessern, sodass sie in Kombination mit Hybridsystemen bei der Emissionsbewertung über die gesamte Lebensdauer sogar mit Elektrofahrzeugen konkurrieren können.“ Vergleichbar mit Autos.“
Größere Filter fangen zweifellos mehr Kohlenstoff ein, kosten aber auch mehr und nehmen Platz ein. Auch der Filterwechsel müsse in irgendeiner Weise automatisiert werden, sagte Ito von Toyota.
Der Versuch wäre so, als würde Toyota zum ersten Mal Sonnenkollektoren in seinen Prius Plug-in-Hybrid einbauen. Zunächst schien die Technologie eine Spielerei zu sein. Doch später, durch kontinuierliche Weiterentwicklung und Verbesserung, begann der Wert zu steigen.
„Die Menge des zurückgewonnenen Kohlendioxids ist im Vergleich zur Menge des weltweit produzierten Kohlendioxids gering“, gab Ito zu, wies jedoch darauf hin, dass jede neue Idee im Kleinen beginnt.
Er sagte: „Die Entwicklung der Technologie zur Kohlendioxidabscheidung befindet sich noch in einem frühen Stadium, aber wir nutzen den Motorsport, um die Entwicklung zu beschleunigen. Wir glauben, dass diese Technologie großes Potenzial hat und werden sie weiterentwickeln.“
