h1

001012484 001__ 1012484
001012484 005__ 20250715051733.0
001012484 0247_ $$2HBZ$$aHT031165799
001012484 0247_ $$2datacite_doi$$a10.18154/RWTH-2025-05015
001012484 0247_ $$2Laufende Nummer$$a44398
001012484 020__ $$a978-3-95886-544-0
001012484 037__ $$aRWTH-2025-05015
001012484 041__ $$aEnglish
001012484 082__ $$a620
001012484 1001_ $$0P:(DE-82)IDM04678$$aVölker, Simon$$b0$$urwth
001012484 245__ $$aMulti-scale life cycle design of synthetic fuels for sustainable mobility$$cSimon Völker$$honline ,    print
001012484 246_3 $$aMultiskalen Lebenszyklusdesign synthetischer Kraftstoffe für nachhaltige Mobilität$$yGerman
001012484 250__ $$a1. Auflage
001012484 260__ $$aAachen$$bWissenschaftsverlag Mainz GmbH$$c2025
001012484 300__ $$a1 Online-Ressource : Illustrationen
001012484 3367_ $$2DataCite$$aOutput Types/Dissertation
001012484 3367_ $$0PUB:(DE-HGF)3$$2PUB:(DE-HGF)$$aBook$$mbook
001012484 3367_ $$2ORCID$$aDISSERTATION
001012484 3367_ $$2BibTeX$$aPHDTHESIS
001012484 3367_ $$02$$2EndNote$$aThesis
001012484 3367_ $$0PUB:(DE-HGF)11$$2PUB:(DE-HGF)$$aDissertation / PhD Thesis$$bphd$$mphd
001012484 3367_ $$2DRIVER$$adoctoralThesis
001012484 4900_ $$aAachener Beiträge zur Technischen Thermodynamik$$v55
001012484 502__ $$aDissertation, RWTH Aachen University, 2024$$bDissertation$$cRWTH Aachen University$$d2024$$gFak04$$o2024-12-06
001012484 500__ $$aDruckausgabe: 2025. - Auch veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University
001012484 5203_ $$aDer Verkehrssektor gehört zu den Hauptemittenten von Treibhausgasemissionen, was die Abkehr von der Verbrennung fossiler Kraftstoffe hin zur Integration erneuerbarer Energien erfordert. Während die Integration erneuerbarer Energien mittels direkter Elektrifizierung am sinnvollsten ist, sind einige Teilsektoren des Verkehrs nur schwer direkt zu elektrifizieren. Für diese Teilsektoren stellen synthetische Kraftstoffe eine vielversprechende Ergänzung zur direkten Elektrifizierung dar. Die vermuteten Umweltvorteile synthetischer Kraftstoffe bedürfen jedoch umfassender Validierung. Diese Arbeit unterstützt daher die Ökobilanz und das Design synthetischer Kraftstoffe, indem sie Forschungsfragen beim Screening, der Auswahl und der Verteilung adressiert. Für das Screening identifizieren wir diejenigen ökologischen Zielfunktionen, die die wichtigsten Zielkonflikte im integriertem Prozess- und Kraftstoffdesign abdecken. Ein ganzheitliches Kraftstoffdesign mit vertretbarem Rechenaufwand ist bereits mit den drei Zielfunktionen Landnutzung, Mineralien- und Metallverbrauch sowie Produktionskosten möglich. Das integrierte Kraftstoffdesign mit diesen Zielfunktionen zeigt, dass Bio-Hybridkraftstoffe die Zielkonflikte reiner Bio- und E-Kraftstoffe reduzieren. Von den gescreenten Kraftstoffen sollten nur diejenigen für detailliertere Analysen ausgewählt werden, die vier zentrale Herausforderungen aktueller synthetischer Kraftstoffe adressieren. Unsere Studie zu hydroformylierten Fischer-Tropsch (HyFiT) Kraftstoffen zeigt, dass HyFiT-Kraftstoffe diese vier Herausforderungen erfüllen können: Sie (1) sind skalierbar durch die Nutzung reifer Technologien, (2) sind kompatibel mit Kraftstoffstandards und aktueller Motorentechnologie, (3) reduzieren Luftschadstoffe und (4) ermöglichen den Übergang zu netto-null Treibhausgasemissionen. Die ausgewählten synthetischen Kraftstoffe könnten in Flotten als reine Kraftstoffe an nur wenige oder als Blend mit fossilem Kraftstoff an alle Fahrzeuge verteilt werden. Unsere Flottenanalyse demonstriert, dass die ökologisch optimale Verteilung davon abhängt, wie sich die Verbrennungsemissionen mit steigender Blendrate entwickeln. Die Analyse von Polyoxymethylendimethylether der Kettenlänge drei bis fünf (OME3-5) zeigt, dass die Verteilung als Blend mit fossilem Kraftstoff dann optimal ist, wenn die Verbrennungsemissionen mit steigender Blendrate überproportional sinken.$$lger
001012484 520__ $$aGlobal transport is among the main emitters of greenhouse gas (GHG) emissions, requiring a paradigm shift away from burning fossil fuels towards integrating renewable energy. While renewable energy integration via direct electrification is most sensible, some transport subsectors are hard to electrify directly: aviation, shipping, and long-haul heavy-duty trucks. For these subsectors, renewable synthetic fuels pose promising complements for direct electrification. However, the environmental benefits of synthetic fuels are not a given and require thorough validation. Therefore, this thesis guides the life cycle assessment and design of synthetic fuels by addressing major research questions in the screening, filtering, and distribution of synthetic fuels. For synthetic fuel screening, we identify those key environmental objectives that cover the major trade-offs of integrated process and fuel design. Our findings suggest that the objectives land use, resource use of minerals and metals, and production cost are sufficient to design spark-ignition engine fuels holistically but with manageable computational cost. Integrated process and fuel design with these objectives reveals that bio-hybrid fuels can balance the burden-shifting of pure bio- and e-fuels. The group of synthetic fuels obtained from screening has to be further narrowed by filtering out only those for more detailed analyses that address the four key challenges of current synthetic fuels. Our study on hydroformylated Fischer-Tropsch (HyFiT) fuels demonstrates that HyFiT-fuels can fulfill these key challenges simultaneously: they (1) are scalable by using mature technologies, (2) are compatible with fuel standards and current engine technology, (3) reduce urban air pollutants, and (4) enable the transition to net-zero GHG emissions. In a fleet, the filtered out synthetic fuels could be distributed either as pure fuels to few or as blends with fossil fuel to all vehicles. Our fleet analysis shows that the environmentally optimal distribution depends on how combustion emissions develop with increasing blending ratios. For polyoxymethylene dimethyl ethers of chain length three to five (OME3-5), distribution as a blend is optimal since increasing blending ratios of OME3-5 in diesel decrease combustion emissions disproportionately strong.$$leng
001012484 536__ $$0G:(GEPRIS)390919832$$aDFG project G:(GEPRIS)390919832 - EXC 2186: Das Fuel Science Center – Adaptive Umwandlungssysteme für erneuerbare Energie- und Kohlenstoffquellen (390919832)$$c390919832$$x0
001012484 588__ $$aDataset connected to Lobid/HBZ
001012484 591__ $$aGermany
001012484 653_7 $$alife cycle assessment
001012484 653_7 $$asynthetic fuels
001012484 653_7 $$achemicals
001012484 653_7 $$amobility
001012484 653_7 $$asustainability
001012484 7001_ $$0P:(DE-82)IDM03948$$avon der Aßen, Niklas Vincenz$$b1$$eThesis advisor$$urwth
001012484 7001_ $$0P:(DE-82)IDM00283$$aBardow, André$$b2$$eThesis advisor
001012484 7001_ $$0P:(DE-82)IDM03519$$aLeitner, Walter$$b3$$eThesis advisor$$urwth
001012484 8564_ $$uhttps://publications.rwth-aachen.de/record/1012484/files/1012484.pdf$$yOpenAccess
001012484 8564_ $$uhttps://publications.rwth-aachen.de/record/1012484/files/1012484_source.zip$$yRestricted
001012484 909CO $$ooai:publications.rwth-aachen.de:1012484$$popenaire$$popen_access$$pVDB$$pdriver$$pdnbdelivery
001012484 915__ $$0StatID:(DE-HGF)0510$$2StatID$$aOpenAccess
001012484 9141_ $$y2025
001012484 9101_ $$0I:(DE-588b)36225-6$$6P:(DE-82)IDM04678$$aRWTH Aachen$$b0$$kRWTH
001012484 9101_ $$0I:(DE-588b)36225-6$$6P:(DE-82)IDM03948$$aRWTH Aachen$$b1$$kRWTH
001012484 9101_ $$0I:(DE-588b)36225-6$$6P:(DE-82)IDM03519$$aRWTH Aachen$$b3$$kRWTH
001012484 9201_ $$0I:(DE-82)412110_20140620$$k412110$$lLehrstuhl für Technische Thermodynamik und Institut für Thermodynamik$$x0
001012484 961__ $$c2025-07-14T09:17:33.576643$$x2025-05-30T20:21:10.002114$$z2025-07-14T09:17:33.576643
001012484 980__ $$aphd
001012484 980__ $$aVDB
001012484 980__ $$aUNRESTRICTED
001012484 980__ $$abook
001012484 980__ $$aI:(DE-82)412110_20140620
001012484 9801_ $$aFullTexts