Alternative Kraftstoffe mit herkömmlicher Verbrennungskraftmaschine

Alternative Kraftstoffe können helfen, die Abhängigkeit von fossilen Kraftstoffen und die Netto-Emissionen von CO2 zu verringern. Die Effizienz ist besonders bei neuen Kraftstoffen noch verbesserbar, wodurch sich die Umweltbilanzen noch verschieben könnten.

Auch für den herkömmlichen Straßenverkehr mit konventionellen Verbrennungsmotoren werden bereits in großem Stile alternative Kraftstoffe eingesetzt: Als Beimischung zum handelsüblichen Benzin oder Diesel. EU-weit werden zum herkömmlichen Benzin bis zu zehn Prozent Ethanol beigemischt, zum herkömmlichen Diesel bis zu sieben Prozent aus Biomasse gewonnenem Pflanzenöl.

Auch alternative Kraftstoffe erfordern eine Anpassung der Kraftfahrzeugtechnik. Dies mag die Kraftstoffversorgung, die Speicherung im Auto, die Verbrennungskraftmaschine oder die Sicherheitseinrichtungen betreffen.

Wasserstoff

Wasserstoff eröffnet für den Ottomotor neue Potentiale durch seine sehr hohe Zündwilligkeit und Oktanzahl. Die Speicherung ist jedoch mit erheblichem Aufwand verbunden. Eine Speicherung in flüssiger Form, die die Reichweite vergrößern würde, ist nicht mit längeren Stillständen vereinbar, da Wärmeübergang zum Verdampfen des Wasserstoffs führt.

Biodiesel

Biodiesel ist bereits in Mengen am Markt, wird jedoch hauptsächlich als Beimischung verwendet. Dieselmotoren können prinzipiell mit reinem Biodiesel arbeiten, die meisten Fahrzeuge sind aber nur für max. zehn bis 20 Prozent freigegeben, da technische Probleme bei Dichtungen auftraten. Die Verdünnung des Motoröls ist ein weiteres Problem, lässt sich jedoch überwachen. Partikelfilter sind ebenso wie beim Dieselbetrieb einsetzbar.

Ethanol-Kraftstoff

Ethanol wird heute überwiegend in Additiven eingesetzt (ETBE). Besonders Multi-point Einsatzspritzsysteme vertragen bereits jetzt bis zu 20 Prozent Ethanol im Kraftstoff (E20), darüber hinaus sind so genannte Flexible Fuel Fahrzeuge nötig, die für die Verwendung von E85 Kraftstoff (85 Prozent Ethanol, 15 Prozent Super Plus) ausgelegt sind, aber auch mit reinem Benzin betrieben werden können. Es gibt Motoren, deren Leistung bei Verwendung von E85 anstelle Benzin um 20 Prozent steigt. Steuergeräte zur Nachrüstung von Ottomotoren aus E85 befinden sich in der Entwicklung.

BtL-Kraftstoff

Synthetische Kraftstoffe versprechen weniger technische Probleme als Biodiesel im Motor und erlauben Zwitter aus Diesel und Otto-Prinzip. BtL-Kraftstoff hat eine breite Rohstoffgrundlage als Biodiesel und ist daher nachhaltiger. Solche Kraftstoffe sind noch nicht kostengünstig und nicht in großen Mengen verfügbar.

Ergasfahrzeuge

Erdgas verursacht bei der Umsetzung einen geringen Aufwand als Wasserstoff und ist wegen der geringen Kosten derzeit sehr beliebt, nicht zuletzt bei Städten wegen der vergleichsweise geringen Emissionen. Die Anpassung der Motoren bringt noch Potentiale: direkt einblasende hoch aufgeladene Ottomotoren kommen hinsichtlich Effizienz in die Nähe von Dieselmotoren. Besonders bivalente Motoren (Gas oder Benzin) sind weniger effizient. Erdgas wir durch Bohrungen gewonnen und ist damit genau wie Benzin und Diesel ein endlicher, fossiler Rohstoff. Da es theoretisch bis zu 25 Prozent weniger CO2 und deutlich weniger Schadstoffe bei der Verbrennung freigesetzt, gilt es als Übergangslösung hin zu nachhaltigeren Alternativen (z.B. Wasserstoff, Biogas).

Flüssiggas als Kraftstoff, Autogas

Als Flüssiggas werden Gase bezeichnet, die bei geringem Druck flüssig sind. Es handelt sich dabei um längerkettige Kohlenwasserstoffe wie Propan, Propen, Butan, Buten oder auch Ether-Verbindungen wie Dimethylether (DME). Flüssiggas kann in Fahrzeugen mit Ottomotor benutzt werden, der Aufwand für die Nachrüstung ist dabei gering. Aufgrund des geringen Speicherdrucks können die Tanks bei Pkws torusförmig sein und anstelle des Ersatzrades verbaut werden, wodurch die Gesamtreichweite des Fahrzeuges bei unverändertem Kofferraum deutlich steigt, da der originale Benzintank erhalten bleibt. Im Unterschied zu Methan oder daraus abgeleiteten Kraftstoffen wie DME beträgt die CO2-Einsparung bei Autogas 10-15 Prozent, die Schadstoffemissionen sinken im Vergleich zum Benzinbetrieb drastisch. Methan kann auch direkt aus Biogas oder Holzgas gewonnen werden, während die Bestandteile von Autogas (Propan und Butan) Beiprodukte der Destillation von Erdöl, beispielsweise bei der Benzinherstellung sind. Sie sind damit endliche Energiequellen, dennoch muss zu ihrer Gewinnung kein zusätzliches Erdöl gefördert werden. Man kann gewissermaßen von Abfallprodukten der Benzin- und Dieselgewinnung sprechen.

Pflanzenöl-Kraftstoff

Pflanzenöl kann im Dieselmotor anstelle von Dieselöl verwendet werden. Es besitz jedoch die Neigung zu verharzen und ist bei Kälte nicht mehr fließfähig. Das Beheben dieser Probleme führte zur Entwicklung von Biodiesel.

Anmerkung:
Heute werden alternative Antriebe auch für weniger nachhaltige Fahrzeugkonzepte wie Sport-Geländewagen benutzt. Damit treten zwar relative Verbesserungen ein, es werden jedoch im Vergleich zu vernünftigen Fahrzeugkonzepten keine Umwelt- und Nachhaltigkeits-Effekte erzielt. Insbesondere eine immer stärkere Motorisierung macht durch Effizienzverbesserungen und alternative Antriebskonzepte erzielbare Nachhaltigkeit zunichte.

Je nach lokalem Energiemix beim Energieeinsatz gibt es bevorzugte Investitionspfade. Betrachtet man den Übergang zu nachhaltigen Energieträgern sektorübergreifend, so ist eine Verwendung von Wasserstoff im Verkehr wegen der hohen Energieverluste und Kosten der Produktion, der Aufbereitung und des Transportes nicht zu befürworten. Jedoch ist ein in Ländern mit besseren agrarischen Produktionsbedingungen bzw. höherem Solareintrag oder anderen natürlichen Energiequellen wie Geothermie und weniger alten hochemittierenden fossilen Kraftwerken durchaus sinnvoll, Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor durch Brennstoffzellenfahrzeuge zu ersetzen oder Agrarkraftstoffe einzusetzen.

Quelle:wikipedia
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