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Erdgasantrieb

Der Erdgasantrieb ist mittlerweile eine bekannte Alternative zu Benzin und Diesel, darf aber nicht mit dem gleichermaßen populären Autogasantrieb verwechselt werden. Tatsächlich ist Erdgas nicht gleich Autogas, welches auch LPG oder Flüssiggas genannt wird. Erdgas respektive ein Erdgasauto kürzt die Branche mit NGV (Natural Gas Vehicle), CNG (Compressed Natural Gas, komprimiertes Erdgas) oder LNG (Liquified Natural Gas, Flüssigerdgas) ab, Autogas und Autogasautos hingegen mit LPG oder GPL.

Als Treibstoff wird verdichtetes Erdgas in einem herkömmlichen Verbrennungsmotor genutzt, anders als bei Autogas können jedoch auch umgerüstete Dieselmotoren zum Einsatz kommen. Statt dem normen Benzin-Luft-Gemisch wird dem Motor ein Erdgas-Luft-Gemisch zugeführt, wobei der Motor als solcher nicht ausgetauscht, sondern lediglich in einigen Teilen modifiziert werden muss.

Aufbereitet respektive verdichtet wird das Erdgas dabei aus einem recht einfachen Grund: Die Energiedichte des Gases ist speziell im Vergleich zu Benzin oder Diesel sehr gering, der Heizwert von 0,036 MJ/Liter unvergleichsmäßig kleiner als beispielsweise der von Diesel (34,7 MJ/Liter). Wird jedoch das Erdgas auf 200 bar verdichtet (CNG gleich Compressed Natural Gas) oder verflüssigt (LNG gleich Liquified Natural Gas bei minus 162 Grad Celsius) ist selbst Erdgas in der nötigen Menge vorhanden, um die entsprechende Energie zu liefern.

Erdgas als Treibstoff: Geschichte im Zeitraffer

Ganz so neu ist Erdgas als Kraftstoff allerdings nicht, die ersten Erdgasautos respektive das erste Gasmotorenfahrzeug wurde bereits 1862 gebaut - lange vor Benziner und Dieselmotoren. 1863 gab es die erste Gaskraftmaschine, 1876 wurde der erste Viertaktmotor vorgestellt, der verdichtetes Erdgas als Kraftstoff nutzte.

Gasfahrzeuge waren im Kommen, neben Erdgas setzte die frühe Geschichte außerdem auf Biogas, Campinggas, Holzgas, Koksgas oder Stadtgas. Nach dem Zweiten Weltkrieg stieg die Nachfrage sogar an, in Italien gab es dank eigenen Vorkommen im Norden einen wahren Boom. Seit den 1950er jedoch ging die Entwicklung plötzlich verstärkt in den Bereich Benziner und Diesel, Erdgas-Fahrzeuge (in Serie) hingegen verschwanden. Der Grund war simpel, wenn auch heutzutage kaum zu glauben: Benzin und Diesel war billig und wurde stetig billiger.

Dann aber erkannte die Autobranche den Umweltaspekt von Erdgas, 1984 stellte Volvo das erste schwedische Modell mit Erdgasantrieb vor. Deutschland brauchte zehn Jahre länger, bis auch hier 1994 die ersten Serienmodelle für Erdgas gebaut wurden. Vorreiter waren damals neben Volvo der deutsche Autobauer BMW und der US-Hersteller Ford, 1996 sprangen Citroen, Fiat, Mercedes-Benz, Opel, Peugeot und Volkswagen auf den (Erdgas)Zug auf, 1997 Honda mit einem Erdgasmodell seines Civic (GX NGV).

Erdgasautos in Deutschland und Europa

Januar 2009 waren laut KBA (Kraftfahrt-Bundesamt) genau 60.744 Erdgasautos in der Bundesrepublik zugelassen, 770 (CNG)Tankstellen fanden sich für diese im ganzen Land. Gerade wegen der Umweltaspekte genießt der Erdgasantrieb und somit ergo das Erdgasauto interessante Steuervorteile und das noch bis Ende 2018. Die EU wieder hat das Ziel ausgegeben, bis 2020 mindestens zehn Prozent Erdgasautos auf den Straßen zu haben, wobei die nicht mit Autogasautos zu verwechseln sind.

Jedenfalls sind in Europa Schrägstrich EU ähnliche Förderungen vorhanden wie in Deutschland, Frankreich etwa bietet auf Erdgasautos einen Steuernachlass von 1.525 Euro, in London wieder brauchen solche Autos - außer Samstag und Sonntag - keine City-Maut zahlen.

Interessant: Erdgasauto ist nicht gleich Erdgasauto, der Fachmann unterscheidet in monovalent und bivalent...

Erdgas: Zwei Ideen, ein Kraftstoff

Die beiden Ideen zu unterscheiden ist relativ einfach. Monovalente Erdgasautos fahren ausschließlich mit Erdgas, bei einigen Modellen findet sich allerdings ein kleiner Nottank mit ein paar Litern Benzin. Bivalente Erdgasautos wieder fahren sowohl mit Erdgas wie ebenso mit Benzin, haben ergo einen Tank für Erdgas und einen für Benzin. Tatsächlich kann beim bivalenten Erdgasantrieb zwischen den Kraftstoffen hin und her geschaltet werden, manche Modelle machen das auch automatisch.

Volkswagen etwa hat just seinen kleinen VW Polo als Bi-Fuel-Version herausgebracht, wobei Bi-Fuel oder Bifuel eben für bi-valent steht. Der nötige Tank wird in der Regel unter dem Boden angebracht, was in der Fachsprache „unterflurig“ genannt wird. Die Kosten für ein solches Fahrzeug sind zudem gar nicht mal so viel teurer als ein konventionelles Auto, lediglich mit 1.000 bis 2.000 Euro Mehrkosten muss ein Interessent rechnen - deutlich weniger als der Aufschlag bei Hybridautos.

Der Tankvorgang ist allerdings schon etwas aufwendiger als bei einem Benziner oder Diesel, wird das komprimierte Erdgas doch bei 200 bar getankt, im Erdgastank dann aber wieder auf nur sieben bar minimiert. Etliche Filter und (Hochdruck)Regler machen das ganze möglich, wobei ein Erdgastank in der Regel zwischen zwölf und 26 Kilo fasst - womit sich in der Praxis bei so manchen Modell ein Manko in der Reichweite ergibt.

Erdgas: Verbrennung, Wirkungsgrad und Umrüstung

Die Verbrennung von Erdgas ist ebenfalls ein Thema für sich, zumal bei bivalenten Autos zwei getrennte Ansaugwege eingebaut sein müssen. Allerdings ist es letzten Endes der gleiche Motor, der entweder mit einem Benzin-Luft-Gemisch oder aber einem Gas-Luft-Gemisch befeuert wird. Der Wirkungsgrad wieder ist aufgrund der Oktanzahl von 134 (Super-Benzin 95 bis 98) höher als bei Benzinern. Weniger bei Pkw, dafür aber bei Nutzfahrzeugen setzt die Branche zudem gern auf Dieselmotoren, die ebenfalls auf Erdgas umgerüstet werden können.

Die Umrüstung eines normalen Benziners zum (bivalenten) Erdgasauto ist bei fast jedem Ottomotor möglich, tatsächlich findet sich die eine oder andere Ausnahme von der Regel. Im oder am Motor selbst müssen jedoch nur wenige Optimierungen vorgenommen werden, beispielsweise an den Ventilen. Ansonsten reicht quasi ein Erdgas-Tank, das nötige Leitungssystem zum Motor und ein Managementsystem. Bei einer Umrüstung allerdings muss meistens der Kofferraum für den Tank herhalten, wodurch dessen Ladevolumen geringer wird.

Bei Serienfahrzeugen hingegen ist der Tank wie erwähnt unterflurig eingebaut, was beim Nach- und Umrüsten jedoch schwieriger zu sein scheint. Wichtig: Derzeit gibt es Deutschland nur etwa 65 Firmen, welche ein Auto auf Erdgasantrieb umrüsten können, die Umrüstung muss zudem - Stichpunkt Betriebserlaubnis - in den Fahrzeugpapieren eingetragen werden.

Die Kosten für eine solche Umrüstung liegen zwischen 3.200 bis 4.500 Euro, je nach Kostenpunkt ist das Geld nach 40.000 bis 50.000 Kilometern dank dem günstigeren (Gas)Preis wieder eingefahren. Billiger ist es, gleich ein Serienmodell zu kaufen...

Mit Gas: Serienmodelle mit Erdgasantrieb

Tatsächlich gibt oder gab es schon einige Serienmodelle mit Erdgasantrieb, die Automobilbauer haben hier längst reagiert. Der Polo Bi Fuel, welcher derzeit in den Handel kommt, wurde bereits erwähnt, doch findet der kleine Wolfsburger reichlich prominente Gesellschaft. Der Honda Civic - heute eher als Hybrid bekannt - ist als NGV-Version zu haben, ebenso wie der Opel Zafira 1.6 CNG ecoFLEX.

Andere Erdgasautos wären der BMW 3er (316g Compact); Berlingo, C3, Jumper und Xsara Picasso von Citroen; der Chevrolet Aveo, Cavalier und Optra; die Modelle Punto, Punto Evo, Grande Punto, Punto Actual, Qubo, Doblò, Panda, Ducato, Siena, Palio und Multipla von Fiat; Ford Focus, Ford C-Max, Ford Mondeo, Ford Transit, Ford Ranger; der Sprinter, die B-Klasse und der E200 von Mercedes; der Opel Zafira wie ebenso Combo und Astra; der Peugeot Partner und Peugeot Boxer; Wira, Gen-2 und Saga von der Lotus-Mutter Proton; Express, Kangoo und Espace von Renault; Suzuki Mehran und Grand Vitara; Tata Indigo; Toyota Corolla, Toyota Innova, Toyota Camry; VW Caddy, VW Touran, VW Golf und VW Passat sowie die Modelle S40, S60, S70, S80 und V50 von Volvo.

Nicht alle Serienmodelle sind in Europa bekannt, wobei hier auch nur bekannte Marken und Modelle aufgezählt wurden. Interessant: Volkswagen setzte seinen VW Scirocco sogar schon als GT24-CNG-Version (mit Biogas) beim 24-Stunden-Klassiker auf dem Nürburgring sein, und das sowohl in 2009 und 2010. Andere Autohersteller wie beispielsweise Mitsubishi Deutschland bieten keine Serienmodelle an, dafür aber in Zusammenarbeit mit externen Partnern eine sofortige Umrüstung außerhalb des eigenen Werkes.

Geld: Erdgas als wirtschaftlicher Vorteil

Interessant ist Erdgas als Alternative vor allem aus einen Grund, dem deutlich günstigeren Preis von aktuell 60 bis 90 Cent gegenüber Benzin und Diesel. Ebenso winken Steuervorteile (Mineralölsteuer), dank weniger CO2-Emissionen werden bestimmte Abgasnormen erfüllt, was wieder Geld bei der Kfz-Steuer spart. Allerdings gilt die günstigere Kfz-Steuer nur für monovalente Erdgasautos, bivalente Autos hingegen werden nach dem Benziner berechnet.

Beim Thema (Mineralöl)Steuer ist Erdgas gegenüber einem Benziner um 80 Prozent günstiger, gegenüber Dieselmotoren um 70 Prozent - und das bis Ende 2018. Letzten Endes kann ein Autogasauto auch bei der Kfz-Versicherung günstiger sein, bietet doch so manche Versicherung besondere „Erdgas-Tarife“ an. Energieversorger und einige Stadtwerke zahlen Subventionen in Form von Tankgutscheinen, wobei hier durch regionale Unterschiede eigene Recherchen nötig sind.

Im August 2008 sah sich das TV-Magazin WiSo (ZDF) die Idee Erdgas näher an. Ein Vergleich zwischen Benzin, Erdgas und Autogas zeigte für die Alternative Gas ein Sparpotenzial von gut 50 Prozent der (Benzin)Kosten. Nachteil Erdgas: Im Gegensatz zu Autogasautos ist Erdgas einen Tick teurer, ebenso ist die Reichweite geringer. Der ADAC machte schon im Januar 2008 einen interessanten Test und verglich 16 Erdgasautos mit konventionellen Benzinern und Dieselmodellen. Ergebnis: Bei 15.000 Kilometer sind bei Erdgasantrieb 450 Euro gegenüber einem Benziner gespart, 250 Euro gegenüber einem Diesel.

Mutter Natur: Erdgasantrieb und Umwelt

Ein weiterer Punkt pro Erdgas ist zudem Mutter Natur. Bei der Verbrennung von Erdgas entstehen anders als beim Diesel nämlich weder Rußpartikel noch stinkende Aldehyde und Acroleine. Tatsächlich ist Erdgas der kohlenstoffärmste Brennstoff überhaupt und quasi geruchlos, was am Methan liegt, woraus Erdgas größtenteils besteht.

Bei H-Gas (höherwertiges High Gas) entstehen gegenüber einem Benziner bis zu 25 Prozent weniger CO2, Biomethan ist sogar CO2-neutral. Ebenso entstehen bei der Erdgas-Verbrennung bis zu 75 Prozent weniger CO (Kohlenmonoxid) und bis zu 60 Prozent weniger HC (Kohlenwasserstoff). Bei L-Gas (weniger hochwertiges Low Gas) entstehen 5 Prozent weniger CO2, bis zu 50 Prozent weniger CO, bis zu 80 Prozent weniger HC, bis zu 70 Prozent weniger NOx (Stickoxide) und bis zu 99 Prozent weniger Rußpartikel - interessant für Anwohner einer Umweltzone.

Erdgas: Der Vergleich in der Praxis

Verkauft wird Erdgas übrigens nicht in Liter, sondern nach Kilogramm und Masse. Ein Kilo Erdgas als H-Gas entspricht ungefähr 1,5 Liter Benzin, 1,3 Liter Diesel oder 1,6 Liter Autogas und kommt auf eine Dichte von 0,81 Kilogramm pro Kubikmeter und einen Heizwert von 13,0 Kilowattstunden pro Kilogramm. L-Gas wieder entspricht 1,3-Liter Benzin, 1,1 Liter Diesel oder aber 1,4 Liter Autogas bei einer Dichte von 0,82 kg/m³ und einem Heizwert von 11,3 kWh/kg. Ergo: H-Gas ist höherwertig und bringt in der Praxis etwas mehr.

Autogas hingegen kommt auf 540 kg/m³ Dichte und einen Heizwert von 12,8 kWh/kg, Benzin (Super) auf 740 kg/m³ und 12,0 kWh/kg, Diesel auf 830 kg/m³ und 11,8 kWh/kg. Im Vergleich schneidet Erdgas somit deutlich besser ab als Benzin und Diesel, das Verhältnis zu Autogas ist hingegen fast ausgeglichen. Interessanter ist die Reichweite, was - laut Wikipedia - an einem Opel Zafira CNG und einer jeweiligen Tankfüllung für 20,- Euro wie folgt ausschaut: Erdgas erreicht 342 Kilometer, Autogas 295 km, Diesel 232 km und Benzin nur noch 165 km.

Erdgasautos: Tankstellen und Infrastruktur

Wie eben schon erwähnt findet sich Erdgas in Form von H-Gas (High Gas) oder L-Gas (Low Gas) an der Tankstelle wieder, wobei H-Gas quasi das bessere Erdgas ist und aus Dänemark, Großbritannien, Niederlande, Norwegen oder Russland importiert wird. Der Anteil an Methan liegt bei H-Gas bei 87 bis 99,1 Prozent, bei L-Gas nur bei 79,8 bis maximal 87 Prozent.

Der Tankaufwand ist klar aufwendiger als bei Diesel oder Benzin, dafür aber umso lohnender. Mittlerweile finden sich in der Bundesrepublik über 860 Erdgas-Tankstellen (Stand 2009), wobei tatsächlich größtenteils H-Gas angeboten wird. In der Schweiz gibt es (ebenfalls 2009) 110 entsprechende Tankstellen, in Österreich 208, in Italien 730, in Frankreich 125, in Großbritannien 31, in Spanien 42, in Norwegen 9 und in Polen beispielsweise 32.

Mittlerweile sind sogar die ersten Tankstellen mit reinem Biogas in Betrieb, der Ausbau der Infrastruktur schreitet zudem speziell in Deutschland stetig voran. Nötig ist der Ausbau der Struktur allerdings auch, von 2004 bis 2009 hat sich der Bestand von Erdgasautos in Deutschland nämlich nahezu vervierfacht, genauer von 19.105 Erdgasautos in 2004 auf 76.783 Erdgasautos in 2009.

Erdgas und Erdgasautos in der Zukunft

Wie die Zukunft für Erdgas als Treibstoff und ergo für Erdgasautos aussieht ist zwar nicht ungewiss, aber auch nicht klar. Interessant dürfte die Entwicklung der Speichermenge von Erdgas sein, womit Reichweite und praktischer Nutzen der Fahrzeuge gesteigert würden. Derzeitige Idee sind beispielsweise ein höherer Druck beim Tanken oder aber Tanks mit Kühlung.

Ein Manko von Erdgas ist natürlich die Tatsache, das Erdgas ein fossiler Brennstoff ist und somit wie Öl und ergo Benzin und Diesel irgendwann erschöpft ist. Aber: Eine Alternative ist bereits in Biogas gefunden, welches schon jetzt gezielt hergestellt und entsprechend genutzt wird.

Von der nötigen Technik her ist der Erdgasantrieb mit dem Wasserstoffantrieb vergleichbar, tatsächlich gilt der Erdgasantrieb in der Automobilbranche als Technologieträger eben für den Wasserstoffantrieb. In Zukunft soll außerdem Wasserstoff wie Biogas als Alternative herhalten...


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