HYDROGEIT - Der Wasserstoff-Guide

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Umr�stung auf Autogas füt Ottomotoren
Die Vorr�te der fossilen Energietr�ger, die in ausreichendem Ma�e wirtschaftlich erschlossen werden können, werden innerhalb dieses Jahrhunderts zu Ende gehen. Es lassen sich kaum pr�zise 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 Mineral�l zu substituieren. Propan und Butan werden in Raffinerien und Industriebetrieben zum Teil noch abgefackelt und k�nnten statt dessen anstelle von Benzin oder Diesel in Fahrzeugantrieben sinnvoll genutzt werden.
Die Technik füt die Nutzung von Flüssiggas in Fahrzeugen ist vorhanden und wird seit mehreren Jahren erfolgreich angewandt. Flüssiggas-Systeme füt Fahrzeug-Antriebe existieren mittlerweile in der f�nften Generation und erf�llen zum Teil bereits die EURO 4-Norm.
Im Vergleich zu Benzin- und Diesel-Antrieben bietet LPG eine Menge Vorteile. Dazu geh�ren 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 �ffentlichen Stra�enverkehr ist deswegen lediglich im bivalenten Betrieb ratsam.
Der Betrieb von monovalenten Fahrzeugen bietet sich momentan nur füt Flottenfahrzeuge im innerst�dtischen Bereich bei begrenztem Aktionsradius an. In diesem Fall kann der Motor füt 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 füt monovalente LPG-Fahrzeuge ist die Flurfütderung. Speziell Gabelstapler werden bereits zu einem nennenswerten Prozentsatz (20%) mit Flüssiggas betrieben. Sie bieten zum Teil �hnliche 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 h�here Oktanzahl von Flüssiggas im Vergleich zu Benzin kann dadurch nicht voll ausgenutzt werden. Bei monovalenten LPG-Fahrzeugen, die füt den Flüssiggasbetrieb optimiert sind, kann die h�here Oktanzahl ausgenutzt werden, wodurch die Leistungsausbeute gesteigert wird. Da es jedoch bisher relativ wenige Tankstellen gibt, werden kaum monovalente Fahrzeuge angeboten bzw. gekauft. Es g�be die M�glichkeit, Fahrzeuge füt den LPG-Betrieb zu optimieren und lediglich füt den Notfall eine Umschaltung auf Benzin vorzusehen. So k�nnten die Vorteile von Flüssiggas genutzt werden. Im Bedarfsfall k�nnte mit einer geringen Benzin-Reserve die n�chstliegende Flüssiggastankstelle angesteuert werden, unter der Ber�cksichtigung, da� die Klopfgefahr in diesem Fall steigt.
Eine �hnlich hohe Verdichtung wie bei Diesel-Motoren (e = 18) ist bei optimierten LPG-Motoren nicht m�glich. Aber eine Erh�hung auf e = 12-14 w�rde die Leistungsausbeute um einige Prozente anheben können.

Bei der Zusammensetzung des Kraftstoffes füt LPG-Fahrzeuge gibt es innerhalb von Europa Unterschiede. Die Mischungsverh�ltnisse reichen von 20 % Propan und 80 % Butan (in w�rmeren Regionen S�d-Europas) bis zu 95 % Propan und 5 % Butan (in Nord-Europa).
Bei der Wahl des Mischungsverh�ltnisses spielen zwei Faktoren eine Rolle. Butan weist zum einen eine h�here Dichte und damit einen h�heren 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, da� der Butan-Anteil aus Gr�nden der h�heren Leistungsausbeute m�glichst gro� sein sollte. Bei geringeren Temperaturen, wie sie in Nord- und Mittel-Europa herrschen, sollte er jedoch m�glichst 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 gasfütmigem Flüssiggas genutzt. Es existiert jedoch auch ein System füt fl�ssiges LPG (s. Kap. 6.2.7 LPI-System). Dieses System hat den Vorteil, da� 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 ver�ffentlichten Arbeit handelt es sich um eine Zusammenfassung der Flüssiggas-Technologie aus dem Jahr 2000. Weiterf�hrende und aktuellere Informationen gibt es im Hydrogeit Verlag Shop.

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