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Erdgas als Auto-Kraftstoff

Erdgasfahrzeug, Quelle: erdgas-mobil.de

Erdgas besteht im wesentlichen aus Methan (CH4). Methan ist bei Umgebungsbedingungen gasförmige. Erdgas wird bereits seit Jahren für die Hausenergie-Versorgung eingesetzt und weist deutliche Vorteile bezüglich der Umweltbelastung gegenüber Mineralöl-Heizungen auf.

Erdgas als Fahrzeug-Kraftstoff

Erdgas MobilBei einer Verwendung als Fahrzeug-Kraftstoff wird es unter hohem Druck gespeichert (CNG = Compressed Natural Gas). Zeitweise wurde auch mal flüssiges Erdgas (LNG = Liquefied Natural Gas) in Fahrzeugen eingesetzt, diese Technik wird jedoch mittlerweile eher vernachlässigt. Als Gas (Autogas) wird es hingegen im Kfz-Bereich häufiger eingesetzt.

Auf bundesdeutschen Straßen rollten 2012 rund 95.000 Erdgas-Fahrzeuge. Der weltweite Bestand beläuft sich etwa auf 15 Mio. Kraftfahrzeuge (2011), wovon die größte Anzahl in Argentinien (1.9 Millionen) und Brasilien (1.6 Millionen) unterwegs ist. Seit einigen Jahren ist auch die Erdgasfahrzeugzahl im nahen Osten (Iran, Pakistan) enorm nach oben geschnellt. Weitere Infos unter Fahrzeug-Technik.

Erdgasfahrzeug-Technik: Vorteile und Nachteile

Ein großer Vorteil von Gasmotoren ist die gleichmäßige Gemischverteilung bei der Kraftstoff-Aufbereitung. Da der Kraftstoff bereits gasförmig vorliegt, vermischt er sich sehr gut mit der angesaugten Luft. Das homogenere Gemisch bewirkt eine gleichmäßigere Verbrennung, so dass weniger Verbrennungsrückstände entstehen, dadurch weniger Ablagerungen im Brennraum auftreten und das Schmieröl nicht so sehr belastet wird.

Ein weiterer Pluspunkt für Gas sind die reduzierten Geräusch-Emissionen. Da der Druckanstieg in der Brennkammer von Erdgas-Motoren nicht so stark ist, laufen sie im Vergleich zu Benzin-Motoren leiser. Daher werden Erdgas-Fahrzeuge unter anderem gerne bei der Stadt-Reinigung in dicht bewohnten Gebieten eingesetzt. Die Reduzierung des Schalldrucks beispielsweise um drei Dezibel wird subjektiv als Halbierung des Geräuschpegels empfunden.

Negativ zu bewerten sind jedoch die Leistungseinbussen, die mit dieser Technik verbunden sind. Die Speichersysteme für Erdgas-Fahrzeuge weisen im Vergleich zu konventionellen flüssigen Kraftstoffen eine niedrigere Energiedichten auf. Damit trotzdem ausreichende Energiereserven mitgeführt werden können, sind hohe Drücke notwendig. Dementsprechend groß und schwer sind die Tanks. Mit etwa 60 l Erdgas liegt die Reichweite von derartigen Fahrzeugen bei etwa 250 km.

Erdgas Tankstellen in Deutschland

Das Tankstellennetz in Deutschland wird ständig ausgebaut. Anfang 2012 gab es insgesamt 900 Erdgas-Tankstellen bundesweit und sogar 18.000 Erdgastankstellen weltweit.

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Erdgas Fahrzeugumrüstung

In Deutschland bieten mehrere Automobil-Hersteller Erdgas-Fahrzeuge an (Fiat, Ford, Honda, Opel, Volvo und VW). Die Anschaffungskosten liegen je nach Fabrikat etwa beim Preis eines vergleichbaren Diesel-Fahrzeuges.

Volkswagen bietet seit der 2001 den Golf Variant BI Fuel mit Gasantrieb ab Werk an. Bei dem Motor handelt es sich um ein 85 kW starkes 2-l-Aggregat. Der Tank aus speziellem Composite-Material fasst 90 l Erdgas und ist platzsparend unter der Ladefläche angebracht, so dass das Ladevolumen nicht reduziert wird. Das Gas reicht für etwa 260 km und ist zusätzlich zum Benzintank eingebaut. Als Aufpreis werden 3.500 bis 4.500,- Euro angesetzt.

Der Fiat Multipla Blupower ist ein monovalentes Fahrzeug, d. h. es fährt ausschließlich mit Erdgas und verfügt über keinen zusätzlichen Benzin-Tank. Der Motor ist dementsprechend auch für Erdgas optimiert, wodurch ein höherer Wirkungsgrad erreicht wird und keinerlei Leistungseinbussen mehr zu verzeichnen sind. Die Reichweite mit so einem Fahrzeug liegt bei ca. 450 km.

Bei Ford gibt es beispielsweise einen Ford Transit mit zwei 80 l Gasflaschen sowie einem 80 l Benzintank, der über eine Reichweite im Gasbetrieb von rund 300 km verfügt. Das entspricht einem Durchschnittsverbrauch von 8,9 kg Erdgas auf 100 km.

Opel präsentierte im Rahmen des Bonner Klimagipfels im Juli 2001 einen Zafira 1,6 CNG, der für die Nutzung von Erdgas und Biogas abgestimmt ist. Der Compact Van verfügt über ein 16V ECOTEC-Ottomotor, der speziell auf den Gasbetrieb abgestimmt ist. Obwohl das Auto von Opel als monovalentes Fahrzeug deklariert wird, verfügt dieses Modell über einen 14 l fassenden Reservetank für Benzin zusätzlich zu den vier Unterflur-Gastanks. Eine Umschaltung bei Gasmangel ist im Notfall möglich. Die Serien-Produktion findet seit Juli 2001 in Rüsselsheim bei der Opel-Tochtergesellschaft OSV (Opel Special Vehicles) statt. Die Mehrkosten belaufen sich auf etwa 2.500,- EUR.

Volvo bietet den V70 sowie den S80 für 2.450,- EUR Aufpreis als Bi-Fuel-Variante mit 90 kW an (Spitzen-Geschwindigkeit 205 km/h).

Außerdem gibt es zahlreiche Umrüst-Unternehmen, die individuelle Umbauten vornehmen. Eine derartige nachträgliche Umrüstung bringt jedoch auch relativ hohe Investitionskosten mit sich, die 3.500,- bis 4.500,- Euro betragen. Diese zusätzlichen Kosten amortisieren sich jedoch bereits je nach Nutzungsintensität nach ein bis drei Jahren, da die Kraftstoff-Kosten relativ niedrig ausfallen.

Erdgaspreise im Vergleich

Der Erdgas-Preis an bundesdeutschen Tankstellen liegt bei etwa 0,80 EUR/kg. Dieser Preis ist vergleichbar mit einem Benzin-Preis von 0,62 bis 0,70 EUR/l. Die Kraftstoff-Kosten liegen damit um mehr 50% niedriger als beim Benziner bzw. um 30% niedriger als beim Diesel-Model.

Bei der Umrechnung muss berücksichtigt werden, dass der eine Kraftstoff gasförmig (Erdgas) und der andere flüssig vorliegt (Benzin). Deswegen muss der Energieinhalt der beiden Kraftstoffe in Relation gesetzt werden: Der Brennwert von 1kg Erdgas entspricht etwa 1,6l Benzin.

Auch im Vergleich zu Diesel-Kraftstoff ist der Erdgas-Preis für die gleiche Energiemenge deutlich niedriger. Da für Erdgas als Fahrzeug-Kraftstoff eine verringerte Mineralöl-Steuer im Zuge der ökologischen Steuerreform bis Ende 2020 festgeschrieben ist, werden die Erdgaspreise auch langfristig relativ niedrig bleiben.

Zu berücksichtigen ist zudem, dass bei der Anschaffung eines Erdgas-Fahrzeuges, dass die D4-Norm erfüllt, die Kraftfahrzeug-Steuer in den ersten Jahren in einer Gesamthöhe von EUR 306,77 entfällt. Darüber hinaus gibt es Versicherungen für Erdgasfahrzeuge mit speziellen Öko-Kfz-Tarifen, mit bis zu 15% niedrigeren Versicherungsprämien.

Die Kosten für eine nachträgliche Umrüstung des Fahrzeugs liegen bei ca. 3.500 bis 4.000 EUR, je nach Modell.

Für die Umrüstung von Tankstellen sind sehr hohe Investitionskosten notwendig. Dies ist auch ein Grund für die immer noch verbesserungswürdige Infrastruktur (900 Tankstellen Ende 2011).

Umweltbilanz Erdgas

Bei einem Vergleich der Umweltbilanzen unterschiedlicher Kraftstoffe schneidet Erdgas deutlich besser ab als die konventionellen Kraftstoffe Benzin und Dieselöl. Dies liegt an einem verminderten Schadstoff-Ausstoß von fahrzeugspezifischen Emissionen wie z. B. Stickstoff-Oxid, Kohlenstoff-Monoxid und Kohlenwasserstoffen.

Im Vergleich zu Diesel-Fahrzeugen kann die Rußpartikel-Emission fast vollständig elimniert werden.

Darüber hinaus verfügt Methan über ein deutlich geringeres Potential bezüglich Treibhauseffekt und Ozonbelastung als Mineralöl. Die emittierte CO2-Menge ist bei Erdgas-Fahrzeugen beispielsweise um bis zu 30% geringer als bei normalem Benzin. Außerdem ist der Ausstoß von smogverursachenden Schadstoffen im Vergleich zu Benzin- und Dieselmotor um 80% niedriger.

Ein weiterer Aspekt sind die geringeren Verdampfungsemissionen im Vergleich zu Benzin. Benzin ist leicht flüchtig und wird meistens in offenen Tanksystemen gespeichert. Erdgas kommt ausschließlich in geschlossenen Systemen zum Einsatz, so dass kaum Gas entweicht.

Zudem sind die Geräusch-Emissionen deutlich geringer durch einen leiseren Betrieb.

Schadstoffreduzierung durch CNG-Fahrzeuge

Im Vergleich zum Diesel-Fahrzeug (100%) Im Vergleich zum Benzin-Fahrzeug (100%)
80% weniger reaktive Kohlenwasserstoffe und Stickstoff-Oxide 60% weniger reaktive Kohlenwasserstoffe
50% weniger Kohlenstoff-Monoxid 75% weniger Kohlenstoff-Monoxid
Bis zu 13% weniger Kohlenstoff-Dioxid Bis zu 33% weniger Kohlenstoff-Dioxid
Bis zu 99% weniger Schwefel-Dioxid, Ruß und Partikel-Emissionen
Bis zu 50% reduzierte Geräusch-Emissionen
Wesentlich weniger giftige Bestandteile wie Aldehyde Wesentlich weniger giftige Bestandteile wie Aldehyde und BTX-Aromate
Keine Verdampfungsverluste und Geruchsbelästigung beim Betankungsvorgang Keine Verdampfungsverluste und Geruchsbelästigung beim Betankungsvorgang
Quelle: TUT

Anbieter Erdgasfahrzeuge (CNG)

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