Was ist ....? Begriffserklärungen zu Erdölalternativen

Was für Alternativen zu Erdöl stehen uns momentan zur Verfügung?

Erdgas - CNG
Erdgas entsteht, wie auch Erdöl, über Jahrmillionen durch die Ansammlung und den biologischen Abbau abgestorbener Kleinstlebewesen im Meer. Erdgas wurde jahrzehntelang auf den Ölfeldern als Abfallprodukt abgefackelt, um die Explosionsgefahr zu reduzieren. Als das Öl begann, knapp zu werden, erkannte man, dass Erdgas genauso wertvoll wie Benzin, Diesel und Kerosin ist.

Ein weiterer Grund für die Nutzung von Erdgas ist der, dass es als Brücke zu neuen Energien dienen wird. Erdgas wird eingesetzt, um den Wasserstoff für Brennstoffzellen bereitzustellen. Aufgrund seiner Struktur ist Erdgas die ideale Primärenergie für die Gewinnung von Wasserstoff und auch die bereits vorhandene Infrastruktur kann genutzt werden.

Beim direkten Antrieb mit Erdgas wird zwischen monovalentem (ausschließlicher Antrieb mit Gas) und bivalentem Antrieb (Benzin-Nottank) unterschieden. Der Russpartikel-Ausstoß beim Erdgas-Auto ist praktisch gleich Null. Der Ausstoß an Oxiden ist deutlich verringert im Vergleich zum Antrieb mit herkömmlichen Kraftstoffen. Und die Gastanks sind mindestens ganauso sicher wie Benzintanks. Hinzu kommen Vergünstigungen bei Versicherungen und die Vorteile aus steuerlicher Sicht, die reduzierte Mineralölsteuer ist bis 2018 garantiert. Aber der momentan wohl bedeutenste Vorteil liegt in den niedrigeren Kosten beim Tanken.

Mit Erdgas bietet uns die Natur einen erstklassigen Kraftstoff mit besten Voraussetzungen für eine schadstoffarme Verbrennung. Erdgas ist also eine absolute Alternative zu Benzin und Diesel. Rund 3,5 Mio. Pkw und Nutzfahrzeuge fahren weltweit bereits mit Erdgas, davon über 30.000 in Deutschland.

Autogas - LPG
Autogas ist ein Flüssiggas, das zum Antrieb von Verbrennungsmotoren verwendet wird. Eine der prägnantesten Eigenschaften von Autogas ist seine hohe Klopffestigkeit, die den Zusatz von Additiven unnötig macht. Es eignet sich als Kraftstoff ebenso gut wie Benzin, Diesel oder Erdgas. Die Qualitätsanforderungen an Autogas sind europaweit einheitlich geregelt und ermöglichen einen problemlosen Einsatz auf Europas Straßen.

Flüssiggas ist ein Kohlenwasserstoff, der unter relativ geringem Druck verflüssigt und dann nur einen Bruchteil seines gasförmigen Volumens einnimmt. Es zeichnet sich durch einen hohen Energiegehalt aus. Gleichzeitig verbrennt es schadstoffarm und lässt sich gut lagern.

Flüssiggas entsteht bei der Verarbeitung von Rohöl in den Raffinerien und bei der Förderung von Erdöl bzw. Erdgas. Früher wurden die Gase bei der Förderung und Verarbeitung abgefackelt, so dass ihre Energie ungenutzt blieb. Heute jedoch ist der nutzbargemachte Anteil bereits enorm angestiegen. Weitere Autogas-Quellen sind sog. Crackgase, die beim Cracken in der Verarbeitung von Schwerölen entstehen. Flüssiggas ist transportabel und deshalb an jedem Ort einsetzbar. Der Antrieb von Motoren ist eine der vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von Flüssiggas.

Pflanzenöl - Biodiesel
Ölhaltige Pflanzen zählen auch zu Biomasse. Pflanzen aus denen kraftstofffähige Öle gewonnen werden können sind z.B.: Raps, Sonnenblumen, Leindotter, Mohn, Hanf, und Flachs/Leinen. Nicht jedes Öl eignet sich als Kraftstoff, was insbesodere mit der Viskosität, d.h. der Fließfähigkeit, zusammenhängt. Ein zu zähflüssiges Öl kann Einspritzpumpe und Düsen verstopfen. Durch Pressung und nachfolgende Verarbeitung können die oben genannten Pflanzen, bzw. Teile davon, in flüssige Kraftstoffe umgewandelt werden. Pflanzenöl ist übrigens nicht mit Biodiesel zu verwechseln! Biodiesel ist kein reines Rapsöl. Chemisch handelt es sich um Fettsäuremethylester (FAME).

Zur Herstellung wird Pflanzenöl mit ca. 10 % Methanol und verschiedenen Reagenzien (vor allem Kaliumhydroxid oder Natriumhydroxid und seltener Alkoholate) versetzt. Bei Normaldruck und Temperaturen um 60 °C werden die Esterbindungen der Triglyzeride des Pflanzenöls getrennt und die entstehenden Fettsäuren mit dem Methanol verestert (Umesterung). Das dabei entstehende Glycerin wird daraufhin vom Biodiesel getrennt. Da dieser Umesterungsprozess schon bei Raumtemperatur abläuft, kann eine Charge Pflanzenöl in ca. 12 Stunden komplett umgeestert werden. Erste angebotene Anlagen erlauben bereits die Produktion von Biodiesel mit vergleichsweise kleinen Anlagen bis hinunter zum häuslichen Maßstab (100l je Charge).

Durch die Umesterung hat das Endprodukt eine deutlich geringere Viskosität als das unbehandelte Pflanzenöl und kann auf Grund seiner physikalischen Eigenschaften als Ersatz für mineralischen Dieselkraftstoff verwendet werden. Der Kraftstoff hat jedoch andere chemische Eigenschaften, die in üblichen Einspritzsystemen zu Defekten führt. So konnten beim Einsatz dieser Kraftstoffe Verkokungen der Spritzlöcher von Einspritzdüsen der Injektoren beobachtet werden. Des Weiteren reagieren die Dichtungen in den Hochdruckpumpen sehr empfindlich auf diese Kraftstoffe. Der Betrieb eines Motors erfordert deshalb entsprechende Anpassungen und sollte nur nach Freigabe durch den Motorhersteller erfolgen.

Bereits über 20.000 Fahrzeuge in Deutschland fahren umweltbewusst, mit CO2-neutralem Treibstoff. Ein einfacher Umbau macht es möglich.

Bio-Ethanol
Zucker- und Stärkepflanzen, beispielsweise Mais, Getreide oder Zuckerrüben können zur Gewinnung von Bioalkohol verwendet werden, der entweder als Beimischung zu herkömmlichen Ottokraftstoffen, als Kraftstoff in reiner Form oder durch die Reaktion mit Isobuten (Raffinerienebenprodukt) zur Additivierung von Ottokraftstoffen verwendet werden kann. Laut EU-Komission besteht Grund zu der Annahme, "dass die Herstellung von Bioethanol aus Holz oder Stroh im Rahmen künftiger Entwicklungen auf wirtschaftlich wettbewerbsfähige Weise möglich sein wird".

Brennstoffzelle - Wasserstoff
1966 fand die erste Anwendung einer Brennstoffzelle im Straßenverkehr statt. Der GM Electovan, der ursprünglich auf sechs Mitfahrer ausgelegt war, fasste aufgrund der großen Brennstoffzelle nur zwei Fahrgäste. Probleme dieses allerersten Prototypen war zum einen die fehlende Sicherheit und zum anderen die geringe Lebensdauer der Brennstoffzelleneinheit (etwa 1000 Stunden).

Ende der 70er Jahre begann BMW mit der Entwicklung von Wasserstoff-Fahrzeugen: ein mit Flüssigwasserstoff betriebener BMW 520h. Wenige Jahre später folgte ein Prototyp aus der 7er-Reihe.
Mercedes-Benz schickte seine ersten Wasserstofffahrzeuge in den Jahren 1984 bis 1988 durch Berlin. Eine Flotte bestehend aus fünf Mercedes 280er Kombis und fünf Mercedes Lieferwagen mit einer Reichweite von 120 bis 150 km, angetrieben von einem kombinierten Wasserstoff/Benzin-Motor.

Die Entwicklung von Brennstoffzellen- und Wasserstoffahrzeugen kam Anfang der 90er erst richtig in Gang. In der Zwischenzeit haben nahezu alle großen Automobilhersteller bereits eigene Entwicklungen vorgestellt und erproben diese mit unterschiedlich großem, aber durchweg nicht zu verachtendem Aufwand.

Der grösste Nachteil ist, dass die Wirtschaftlichkeit bisher nicht gegeben ist, da das notwendige Extrahieren des gebundenen Wasserstoffs zu aufwendig ist.

Hybrid
Als Hybridantrieb bezeichnet man die Kombination verschiedener Antriebsprinzipien oder verschiedener Energiequellen für eine Antriebsaufgabe innerhalb einer Anwendung. Dies ermöglicht, je nach Bedarf oder Verfügbarkeit, die Auswahl des gewünschten oder benötigten Antriebsprinzips.

Vorteile hat ein Hybridauto hauptsächlich in Ballungsräumen und auf Landstraßen, wo es zu häufigen Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgängen kommt. Auch in bergigem Gelände ist der Nutzen größer als im Flachland. Auf langen Autobahnstrecken bei freier Fahrt fällt der Kraftstoffverbrauch meistens sogar geringfügig höher aus als bei vergleichbaren Fahrzeugen mit reinen Verbrennungsmotorantrieb.

Hybridfahrzeuge sind Fahrzeuge, die mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet sind, der sowohl mit Benzin als auch mit Erd-, Bio- oder Flüssiggas betrieben werden kann oder die zusätzlich zum Verbrennungsmotor einen Elektroantrieb besitzen. Da sich Benzin und Dieselkraftstoff mehr und mehr verteuern, stellt Gas häufig eine wirtschaftliche Alternative dar. Der geringere Kohlenstoffgehalt und der damit verbundene geringere Kohlendioxid-Ausstoß von Gasfahrzeugen spricht auch für eine bessere Umweltverträglichkeit.

Elektromobile
Für Ladung der Batterien von Elektrofahrzeugen kann Solar-Strom genutzt weden. Deshalb könnte prinzipiell jedes elektrisch betriebene Fahrzeug als sog. Solarmobil betrachtet werden, wenn der Strom für dieses Fahrzeug regenerativ erzeugt wird.

Quellen: http://www.anders-tanken.de/ und http://de.wikipedia.org/wiki/Hauptseite

Ergänzungen erwünscht!