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Umrüstung auf Autogas für Ottomotoren
Die Vorräte der fossilen Energieträger, die in ausreichendem Maße wirtschaftlich erschlossen werden können, werden innerhalb dieses Jahrhunderts zu Ende gehen. Es lassen sich kaum präzise Prognosen treffen, wann dies der Fall sein wird. Aber die Notwendigkeit der Suche nach Alternativen ist nicht zu verleugnen. Vor diesem Hintergrund bietet Flüssiggas eine Chance, zumindest in einigen Bereichen Mineralöl zu substituieren. Propan und Butan werden in Raffinerien und Industriebetrieben zum Teil noch abgefackelt und könnten statt dessen anstelle von Benzin oder Diesel in Fahrzeugantrieben sinnvoll genutzt werden.
Die Technik für die Nutzung von Flüssiggas in Fahrzeugen ist vorhanden und wird seit mehreren Jahren erfolgreich angewandt. Flüssiggas-Systeme für Fahrzeug-Antriebe existieren mittlerweile in der fünften Generation und erfüllen zum Teil bereits die EURO 4-Norm.
Im Vergleich zu Benzin- und Diesel-Antrieben bietet LPG eine Menge Vorteile. Dazu gehören z. B. die geringen Schadstoff-Emissionen sowie die geringen Kraftstoffkosten. Speziell bei der Infrastruktur sind jedoch erhebliche Defizite vorhanden. Das Tankstellennetz sowie der Reparatur- und Wartungs-Service befindet sich zwar im Aufbau, ist zur Zeit jedoch noch nicht ausreichend. Der Betrieb von Pkw oder leichten Nutzfahrzeugen im öffentlichen Straßenverkehr ist deswegen lediglich im bivalenten Betrieb ratsam.
Der Betrieb von monovalenten Fahrzeugen bietet sich momentan nur für Flottenfahrzeuge im innerstädtischen Bereich bei begrenztem Aktionsradius an. In diesem Fall kann der Motor für LPG optimiert werden und bietet dann die gleiche Leistung und den gleichen Komfort wie ein Otto-Motor mit Benzin-Betrieb bei gleichzeitig weniger Schadstoff-Emissionen.
Ein gut geeignetes Einsatzgebiete für monovalente LPG-Fahrzeuge ist die Flurförderung. Speziell Gabelstapler werden bereits zu einem nennenswerten Prozentsatz (20%) mit Flüssiggas betrieben. Sie bieten zum Teil ähnliche Vorteile wie Stapler mit Diesel-Motor und verbinden diese mit den positiven Seiten von Elektro-Staplern. Von Nachteil ist wie beim Diesel-Betrieb der relativ hohe Wartungsaufwand mit den damit verbundenen Kosten.

Da die Oktanzahl von Benzin (ROZ = 94 - 99) niedriger liegt als die von Flüssiggas (ROZ = 107), liegt auch die Klopfgrenze dementsprechend niedriger. Deswegen können die Motoren nur mit einer relativ geringen Verdichtung von e = 9-10 betrieben werden. Die höhere Oktanzahl von Flüssiggas im Vergleich zu Benzin kann dadurch nicht voll ausgenutzt werden. Bei monovalenten LPG-Fahrzeugen, die für den Flüssiggasbetrieb optimiert sind, kann die höhere Oktanzahl ausgenutzt werden, wodurch die Leistungsausbeute gesteigert wird. Da es jedoch bisher relativ wenige Tankstellen gibt, werden kaum monovalente Fahrzeuge angeboten bzw. gekauft. Es gäbe die Möglichkeit, Fahrzeuge für den LPG-Betrieb zu optimieren und lediglich für den Notfall eine Umschaltung auf Benzin vorzusehen. So könnten die Vorteile von Flüssiggas genutzt werden. Im Bedarfsfall könnte mit einer geringen Benzin-Reserve die nächstliegende Flüssiggastankstelle angesteuert werden, unter der Berücksichtigung, daß die Klopfgefahr in diesem Fall steigt.
Eine ähnlich hohe Verdichtung wie bei Diesel-Motoren (e = 18) ist bei optimierten LPG-Motoren nicht möglich. Aber eine Erhöhung auf e = 12-14 würde die Leistungsausbeute um einige Prozente anheben können.

Bei der Zusammensetzung des Kraftstoffes für LPG-Fahrzeuge gibt es innerhalb von Europa Unterschiede. Die Mischungsverhältnisse reichen von 20 % Propan und 80 % Butan (in wärmeren Regionen Süd-Europas) bis zu 95 % Propan und 5 % Butan (in Nord-Europa).
Bei der Wahl des Mischungsverhältnisses spielen zwei Faktoren eine Rolle. Butan weist zum einen eine höhere Dichte und damit einen höheren volumenspezifischen Heizwert als Propan auf. Butan hat jedoch zum anderen einen relativ hohen Siedepunkt (TS = - 0,5 °C). Der Zielkonflikt besteht bei diesen beiden Punkten darin, daß der Butan-Anteil aus Gründen der höheren Leistungsausbeute möglichst groß sein sollte. Bei geringeren Temperaturen, wie sie in Nord- und Mittel-Europa herrschen, sollte er jedoch möglichst gering sein. Wegen des niedrigeren Dampfdruckes von Butan im Vergleich zu Propan (TS = - 42 °C) kann es ansonsten bei einer Kondensation von Butan zu Startproblemen kommen.

Zur Zeit wird lediglich der Betrieb mit gasförmigem Flüssiggas genutzt. Es existiert jedoch auch ein System für flüssiges LPG (s. Kap. 6.2.7 LPI-System). Dieses System hat den Vorteil, daß kaum Leistungs- und Komfort-Unterschiede zwischen LPG- und Benzin-Betrieb zu verzeichnen sind.

Tab. 1: Fahrzeug- und Tankstellen-Entwicklung

Jahr

Fahrzeuge (Anteil bzw. Anzahl)

Tankstellen (Anzahl)

1997

Niederlande 9%
Polen 9%
Italien 5%

weltweit 22.000

1998

USA 350.000

Niederlande 2.000
Italien 1.830
Frankreich 800
Deutschland 120

1999

weltweit 4 Mio.
in Deutschland 3.500

Niederlande 2.400
USA 10.000

2000

-

Deutschland 160*
*: im Vergleich zu 17.000 konventionellen Tankstellen

⇒⇒⇒ weiter zu: Propan & Butan



Bei der hier veröffentlichten Arbeit handelt es sich um eine Zusammenfassung der Flüssiggas-Technologie aus dem Jahr 2000. Weiterführende und aktuellere Informationen gibt es im Hydrogeit Verlag Shop.

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