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Erdgas

Erdgas findet sich immer in Verbindung mit Erdöl. In ihm befinden sich die flüchtigen Anteile. Genauso wie beim Erdöl ist die Zusammensetzung je nach Lagerstätte unterschiedlich. Man unterteilt grob zwischen saurem L-Gas und energiereichem H-Gas. Teilweise wird auch noch die Unterscheidung zwischen L- und LL-Gas gemacht.
H-Gas hat einen höheren spezifischen Heizwert und enthält mehr Volumenanteil Methan (bis 98 %). L-Gas hingegen hat einen geringeren CH4-Anteil (z.B. 86%), enthält dafür mehr Stickstoff N2 (z.B. 12%).
Weiter unten folgt eine Tabelle mit Details.



Verbreitung:
Erdgas hat als Kraftstoff für den Betrieb von Kraftfahrzeugen bisher nur in wenigen Ländern Verbreitung gefunden. In Europa sind das Deutschland und Italien. Dementsprechend findet man auch nur in diesen Ländern ein entsprechend dichtes Tankstellennetz.
Monovalente Fahrzeuge scheiden daher für viele Urlaubsfahrten aus.

Weltweit gibt es etwas 3,3 Millionen Erdgasmobile. Alleine in Argentinien über 1 Million (die Umrüstquote liegt hier bei über 10.000 Fahrzeuge/Monat). Gefolgt von Italien, Brasilien, Pakistan, Indien, den USA und China. In den USA werden Erdgasfahrzeuge im Kontrast zu den hubraumstarken SUV’s zur Unterschreitung der strikten Abgasgrenzwerte eingesetzt.
  • Argentinien: über 1 Million
  • Italien: knapp 450.000 Fahrzeuge
  • Brasilien: knapp 420.000 Fahrzeuge
  • USA: 83.000 Fahrzeuge
  • Deutschland: 20.000 Fahrzeuge


Speicherung:
Erdgas kann in zwei verschiedenen Formen flüssig gespeichert werden:
  • gasförmig unter hohem Druck (200 bar)
  • flüssig bei - 160°C
Die Speicherung bei - 160°C wird nur selten betrieben. Der Energieaufwand ist hierzu sehr hoch. Hauptsächlich Total betreibt diese Art der Speicherung für den Transport mittels Tankern im Indischen Ozean und im Mittelmeer. Wer sich hierzu weiter informierem will, folgt dem Link hier.
Für den Betrieb von Fahrzeugen wird das Gas bei 200 bar in Pressluftflaschen gespeichert. Das Gas nimmt unter diesem Druck nur noch 1/263 des ursprünglichen Volumens ein.

Umbau/Einbau:
Durch Hersteller vorgerüstete PKW’s haben heute durchgängig unterflurige Tanks. Hierzu gehören Modelle von Fiat, Opel, VW, Volvo etc. Fiat ist bzgl. Erdgasfahrzeugen in Europa der führende Hersteller. Es gibt eine breite Modellpalette von Punto über Multipla bis hin zu Kleintransportern. Das ist kein Zufall: werden in Italien doch die meisten Erdgasfahrzeuge Europas betrieben.


Abb.: Opel Zafira mit unterflurigen Tanks

Reichweite:
Ein Schwachpunkt ist bei vielen Erdgasfahrzeugen die Reichweite.
Bedingt durch die wesentlich schlechtere Speicherdichte von Erdgas, benötigt man verglichen mit LPG das 2,5-fache Tankvolumen, um die gleiche Reichweite zu erzielen. Der Erdgasbehälter im Fahrzeug wiegt ungefähr das 5-fache des LPG-Tanks.

Durch den in der Praxis begrenzt zur Verfügung stehenden Einbauraum ergibt sich gegenüber dem LPG-Antrieb generell eine 50 %-ige Reichweite.

Nachgerüstete Fahrzeuge verfügen meist über einen 80 l-Tank, entsprechend 13,2 kg Erdgas Kapazität. Bei einem Verbrauch von 4,5 - 5,5 kg/100 km (H-Gas) ausreichend für ca. 250 km. Auch viele vorgerüstete Fahrzeuge wie z.B. ein VW Golf Bi-Fuel liegen hier nicht besser. Deshalb werden meist mehrere Gasflaschen verbaut. Beim Opel Astra Caravan beispielsweise 2 Stück oder beim Ford Focus CNG sogar 3 Stück. Die erzielbaren Reichweiten liegen dann bei 300 - 400 km.
Die Verwendung eines verbrauchsarmen Motors macht also Sinn. Insofern ist VW’s bietet den ansonsten kaum georderten Golf 2.0 mit bivalentem Antrieb an. Das Ergebnis sind rechnerisch 200 km Reichweite. Vielfahrer werden daher wohl bei den TDI’s bleiben.


Quelle: www.hydrogeit.de

Fahrzeugmodell Gaskapazität Verbrauch CO2-Einsparung Reichweite
Fiat Punto Natural Power 10,5 kg 4,3 kg/100 km 12,5 % 240 km
Fiat Dobló Bipower 18 kg 7,5 kg/100 km n.b. 240 km
Ford Focus CNG 17,6 kg 5,6 kg/100 km 19 % 310 km
Opel Astra CNG 18,5 kg 4,6 kg/100 km 24 % 400 km
Opel Zafira CNG 18,5 kg 5,5 kg/100 km n.b. 330 km
Mercedes E 200 NGT 18 kg 6,0 kg/100 km 21 % 300 km
Volvo S60 Bi-fuel 17,6 kg 7,5 kg/100 km 24 % 230 km
Volvo V70 Bi-fuel 17,6 kg 8,0 kg/100 km 22 % 220 km
Volvo S80 Bi-fuel 17,6 kg 7,6 kg/100 km 25,5 % 230 km
VW Golf 2.0 Bifuel 13,5 kg 6,5 kg/100 km 24 % 200 km

Bemerkung: Durchschnittsverbrauch laut europäischem NEFZ-Zyklus
Verbrauchsangabe für H-Gas. Werte für L-Gas ca. 20 % höher. Dementsprechend reduzierte Reichweite
CO2-Einsparung gegenüber Benzinbetrieb.

   
Abb. links: Fiat Punto Natural Power
Abb. rechts: Opel Astra Caravan CNG

Einzig der Fiat Multipla schafft Reichweiten von über 400 km. In der Bluepower-Version können es bei gutem H-Gas auch mal 600 - 700 km werden. Leider baute Fiat die Bluepower Version nur im Zeitraum von 2000 - 2002.

Fahrzeugmodell Gaskapazität Verbrauch Reichweite
Fiat Multipla Bipower 26,5 kg 5,8 kg/100 km 450 km
Fiat Multipla Bluepower 34,9 kg 5,6 kg/100 km 620 km


Abb.: Fiat Multipla Bi-Power

Voraussetzung für so eine hohe Erdgaskapazität ist ein Van-artiger Fahrzeugbau mit hohem Innenboden der ausreichend Raum für unterflurige Montage langer Gasflaschen in Längsrichtung lässt.
Bei herkömmlichen PKW’s stehen nicht 60- 70% der Fahrzeuglänge für unterflurige Montage zur Verfügung.

In den vorangegangenen Tabellen habe ich nur PKW’s mit Tanks in unterfluriger Montage aufgeführt. Darüber hinaus gibt es noch Fahrzeuge (PKW u. Transporter) deren Gastanks im Kofferraum verbaut sind. Eine, wie ich meine nicht mehr zeitgerechte Lösung, die die Variabilität des Kofferraums zunichte macht.
Eine schöne Übersicht über in Deutschland angebotene Benzin/CNG-Fahrzeuge bietet www.gas24.de

Verbrauch:
Der Verbrauch ist abhängig von der Erdgassorte (L- oder H-Gas). Mit H-Gas ergibt sich eine größere Reichweite. Die von der Industrie angegebenen Verbrauchswerte beziehen sich immer auf H-Gas. Mit L-Gas liegt der Verbrauch je nach Gasqualität 15 - 30% höher: Die Reichweite reduziert sich dementsprechend.

Beispiel: Verbrauchswerte des Astra Caravan CNG mit H- und L-Gas

Gesamtverbrauch (kg/100 km) nach 1999/100 EG 4,6 (H)¹ / 5,9 (L)²
Verbrauch innerstädtisch (kg/100 km) 7,5 (H)¹ / 9,6 (L)²
Verbrauch außerstädtisch (kg/100 km) 4,4 (H)¹ / 5,6 (L)²
CO2-Emission (g/km) 125 (H)¹ / 126 (L)²

1) Diese Werte beziehen sich auf Prüfgas G20 (=H-Gas) in Anlehnung an die Berechnungsmethode 1999/100/EG
2) Die L-Gas Werte beziehen sich auf einen maximalen Verschlechterungsfaktor von 28% ermittelt auf Basis des Prüfgas G25


Energiegehalt der Erdgassorten:
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die chemische Zusammensetzung und den Heizwert der Erdgassorten.

Stoffeigenschaften von in Deutschland erhältlichen Erdgasqualitäten
Ich habe mir erlaubt zusätzlich einige Werte des LL-Gas aus Siegen einzutragen
Benzin ROZ 95 H-Gas L-Gas LL-Gas (z.B. Siegen) Differenz L-Gas zu H-Gas
Zusammensetzung CH4 Vol.-% --- 98,05 86,47 ? - 11,58%
C2H6 v Vol.-% --- 0,72 1,29 ? + 0,57%
C3H8 Vol.-% --- 0,19 0,06 ? - 0,13%
CO2 Vol.-% --- 0,08 0,32 ? + 0,24%
N2 Vol.-% --- 0,84 11,80 ? + 10,96%
Rest Vol.-% --- 0,12 0,06 ? - 0,06%
Dichte kg/m³ (Gas) 750,5 0,73 0,79 0,8121 + 8,2%
Luftbedarf (Lmin) m³/m³ (Gas) 48,95 9,54 8,49 ? - 11,2%
kg / kg 14,37 16,87 13,83 ? - 18,0%
Heizwert (Hu) MJ /kg 42,61 49,23 40,32 33,41 - 18,1%
Gemischheizwert (Hg bei Lambda=1) MJ / m³ 3,75 3,42 3,37 ? - 1,4%
Differenz Hg ggü. Benzin % --- - 8,9% - 10,1% ? ---

Bemerkung:
1 kWh = 3,6 MJ bzw. 1 MJ = 0,2778 kWh
desweiteren
1000 kcal = 4,187 MJ = 1,163 kWh

Leistung bivalenter Fahrzeuge:
Aufgrund des ca. 10% niedrigeren Heizwertes des störiometrischen Gemischs, ergibt sich bei bivalent betriebenen Fahrzeugen auch eine entsprechende Leistungseinbuße von ca. 10 %.
Das Drehmomentsniveau leidet im gleichen Maße unter dem Erdgasbetrieb. Vielfach wird daher in Testberichten die mangelnde Durchzugskraft im Gasmodus bemängelt.
Persönlich kann ich dies anhand eines bivalenten Ford Focus Turnier bestätigen. Der von den Daten her gut motorisierte Wagen (1.8 l mit 102 PS) wirkt durchzugsschwach. Im Benzinmodus (115 PS) ist der Wagen agiler.


Abb.: Opel Astra Caravan CNG mit unterflurigen Tanks

Leistung monovalenter Fahrzeuge:
Bei monovalenten Fahrzeugen bietet es sich an, die Kompression im Brennraum zu erhöhen. Dies ist problemlos möglich, da Erdgas mit einer ROZ von 115 - 140 wesentlich klopffester ist als Superbenzin (ROZ 95 - 98). Generell wird mit 12,5:1 gearbeitet (Ottomotoren generell 10:1 bis 11:1). Das wirkt einerseits dem Leistungsverlust des Motors entgegen und senkt andererseits den Spritverbrauch um ca. 10 % da die höhere Kompression dem Motorwirkungsgrad zugute kommt. Ein Versuch der IAV GmbH Berlin macht eine Wirkungsgradsteigerung von 32% (Benzinbetrieb) auf 42% deutlich. Das ist bereits Dieselniveau. Hier der Link

Als monovalent gelten lt. Europäischer Gesetzgebung alle Fahrzeuge mit weniger als 15 l Benzin an Bord. So rüstet Opel seine Fahrzeuge mit einem 14 l Benzinnottank aus. Die Motoren sind für den Erdgasbetrieb optimiert und sollen nur im Notfall mit Benzin betrieben werden.
Als Resultat liefert der Motor des Astra 1.6 CNG lt. Datenblatt 97 PS (Benziner 100 PS). Und die Abgaswerte liegen dank des reduzierten Verbrauchs optimal niedrig.

Die Sache hat aber auch einen Haken: im Benzinbetrieb muss die Zündung sehr spät erfolgen, da die Motoren ansonsten drohen zu klopfen (Kompression für Superbenzin zu hoch). Eine erhebliche Leistungseinbuße resultiert hieraus. Die Rede ist von 20 PS.
Diesen Wert konnte ich jedoch nicht verifizieren, da diese Tatsache gerne verschwiegen wird. Die Motoren wirken dann sehr durchzugsschwach.

Ob sich dies störend auswirkt, hängt letztendlich davon ab wie oft man keine Erdgaszapfsäule aufsuchen kann. Die ständige Leistungs-und Drehmomentseinbuße, wie sie allgemein bei bivalenten Fahrzeugen in Kauf zu nehmen ist, stellt sicher keinen besseren Kompromiss dar.
Der VCD gibt für den Astra CNG eine Reichweite von 570 km an. Hierbei wird aber die Füllung des Benzin-Nottanks mitgerechnet. Ansonsten wäre die Reichweite nur bei mäßigem Landstraßentempo mit hochwertigstem H-Gas zu erreichen.

Sinkt die Motorleistung wenn ich L-Gas anstatt H-Gas tanke?

Klare Antwort: Nein. Die Motorleistung bleibt gleich.
L-Gas hat zwar pro kg einen niedrigeren Heizwert als H-Gas. Der Heizwert pro Volumeneinheit Liter oder Gewichtseinheit kg ist aber nur für den Verbrauch ausschlaggebend.
Für die Motorleistung ist der stöchiometrische Gemischheizwert ausschlaggebend. Dieser weicht zwischen L-Gas und H-Gas kaum (max. 1-2%) voneinander ab.

Warum ist das so?

L-Gas enthält einfach mehr Stickstoff N2. Unsere Umgehungsluft besteht zu 82% aus Stickstoff. Das Gas enthält also sozusagen einen Anteil Umgebungsluft. Zwecks Beibehaltung eines Lambda-1 Verhältnisses wird dem Gemisch im Falle von L-Gas etwas mehr Sprit zugemischt als im Falle von H-Gas. Der Heizwert des Gemischs (stöchiometrischer Heizwert) bleibt dabei annähernd gleich.

Anderes Beispiel:
Methanol hat einen Heizwert der nur halb so hoch ist wie Benzin. Der Spritverbrauch liegt daher fast doppelt so hoch. Die Motorleistung ist bei Methanolbetrieb aber höher als bei Benzin-Betrieb.


Abb.: VW Golf 2.0 Bi-Fuel

Verbrennung:
Die Verbrennung hat ähnliche Eigenschaften wie bei LPG-Betrieb. Es findet also unter Volllast keine Kühlung der Brennräume durch fettes Gemisch statt. Inwiefern die serienmäßigen Erdgasmotoren der Automarken hierauf ausgelegt sind, entzieht sich meiner Kenntnis.

Gelegentlich wird bei Erdgasfahrzeugen von Totalschäden der Motoren berichtet. Im Internet machten schon Fotos von durchgebrannten Kolben und Zylinderwänden die Runde. So lass ich von dem Fall eines Multipla Fahrers, der binnen 120.000 km drei Motoren zerstörte. Die Ursachen der Schäden waren jedoch nie in Erfahrung zu bringen (falsche Gemischeinstellung, viel Vollgas evtl. sogar nach Kaltstart etc.). Auch stellt sich mir die Frage nach der Fahrweise angesichts solcher extremer Einzelfälle. Fiat handhabte den Fall mit sehr viel Kulanz: es gab stets einen kostenlosen Austauschmotor.

Von Vollgasfahrten ist vorsichtshalber auch hier abzuraten. Aber welcher PKW-Besitzer steigt schon auf Gas um, wenn er über die Autobahn heizen will? Die Fahrweise würde den Vorteil des geringeren Literpreis wieder voll und ganz aufheben. Aber undenkbar ist schließlich nichts!

Der ADAC betreibt eine Flotte Erdgasfahrzeugen mit Opel Astra Caravans. Mit den Fahrzeugen gäbe es keine Probleme, versichern die Verantwortlichen stets. Erfahrungsberichte aus unabhängigen Quellen sind aber nicht erhältlich.

TeilAuto in Hannover betreibt im Rahmen seiner CarSharing-Flotte 10 monovalente und 4 bivalente Multiplas. Motorische Schäden waren in den vergangenen 4 Jahren nicht zu beklagen. Nur passierte es schon einmal, dass die Motoren ein zweites Mal zu starten waren.
Die Elektrik ist jedoch ein anderes Kapitel. Hier hat man es halt mit einem typischen Italiener zu tun (mangelhafte Zündschlüsselerkennung, leere Fahrzeugbatterie etc.)
Persönlich bin ich die Fahrzeuge sowohl als Mono- als auch Bivalente gefahren. Aufgrund des hohen Fahrzeuggewichts von ca. 1500 kg sind die Fahrzeuge am Berg nicht gerade übermotorisiert. Die drei Gasflaschen unter dem Fahrzeug wiegen beim bivalenten 180 kg im Leerzustand. Rechnet man die 26,5 kg Füllung plus 50 Liter Sprit und zwei Passagiere hinzu, kommt man auf annähernd 1800 kg Fahrgewicht.
Fast schon ein Kleinlaster, den man da bewegt. Der hohe Aufbau tut sein Übriges zur Fahrdynamik. Man sitzt schließlich nicht in einem M3!
Dafür vermisst man in anderen Autos die Übersichtlichkeit eines Multipla. Die hohe Sitzposition und die großen Glasflächen gewähren einen majestätischen Blick auf das Verkehrsgeschehen.

Zündgrenzen:
Kraftstoff/Luft-Gemische sind nur in bestimmten Konzentrationsbereichen zünd- bzw. explosionsfähig. Die obere bzw. untere Zündgrenze ist die Konzentration von Flüssiggas/Erdgas in der Luft, bei deren Unter- bzw. Überschreitung eine Zündung nicht mehr zu einer weiteren Verbrennung führt.

Gemische unter der Zündgrenze sind zu mager, Gemische oberhalb zu fett, um zu verbrennen.

Benzin 0,6 und 8,0 Vol.% (stöchiometrisch 2 Vol.%)
Propan 2,1 und 9,5 Vol.%
Butan 1,5 und 8,5 Vol.%
Erdgas 4,0 und 16,0 Vol.% (stöchiometrisch 10-11 Vol.%)

Erdgas bietet im Vergleich zu LPG einen größeren Zündbereich. Erdgasmotoren können daher ohne besondere motorische Maßnahmen (siehe FSI) mager betrieben werden (Lambda > 1,0). Diese Eigenschaft wird gerne bei stationären Erdgasmotoren ausgenutzt um den Wirkungsgrad bei reduziertem Kraftstoffverbrauch zu steigern (ca. Lambda 1,5 - 1,7).
Eine Studie der IAV geht hierauf genauer ein.

   
Abb.: Ford Focus CNG Fließheck (beim Tournier sind die Tanks NICHT unterflurig montiert)
NUR beim Fließheck Modell bleibt die Durchlademöglichkeit erhalten

Motorlebensdauer:
Da Erdgasfahrzeuge in Deutschland erst in den letzten Jahren an Popularität gewonnen haben, habe ich hierzu keine Daten gefunden. Es ist aber mit einer ähnlichen zu rechnen wie bei LPG-Betrieb. Die Gründe sind ähnlich:
  • saubere Verbrennung ohne aggressive Rückstände im Brennraum
  • Hohe Oktanzahl: folglich sanftere Verbrennung bei gleicher Kompression als mit Benzin
Inwiefern das höhere Fahrgewicht im praktischen Betrieb zu einer Mehrbelastung des Motors führt, vermag ich nicht zu sagen.
Die Kupplung dürfte hier eher einem erhöhten Verschleiß entgegensehen (Anfahren).



Umweltbelastung:
Die Umweltbilanz von Erdgasfahrzeugen ist ein sehr kontrovers diskutiertes Thema. Warum dies so ist, erkläre ich im folgenden so prägnant wie möglich. Ein abschließendes Urteil erlaube ich mir nicht, da die Gewichtung der verschienen Pro und Kontras sehr schwierig ist. Hier kommt jede Organisation (Greenpeace, VCD, Ölindustrie, Automobilindustrie etc.) zu ihrem ganz eigenen Schluss.

Schadstoffe:
Die Schadstoffanteile im Abgas sind noch etwas geringer als bei LPG-Betrieb. Stellen eine erhebliche Verbesserung im Vergleich zu Benzin dar.
Der CO2-Ausstoß fällt ebenfalls 20 - 30 % niedriger aus als bei Benzinern. Bis hierhin ist die Welt also in Ordnung. Die Umweltschützer spenden Beifall.
Insbesondere wegen des reduzierten CO2-Ausstoss gibt es in Deutschland zahlreiche Förderungsprogramme für Erdgasfahrzeuge. Entweder in Form einer finanziellen Beteiligung bei Kauf bzw. Umrüstung oder in Form einer kostenlosen Kraftstoffmenge (z.B. Hannoveraner Stadtwerke: 1500 kg H-Erdgas kostenlos).


Quelle: www.hydrogeit.de

Zumindest ältere Motoren emittieren aber auch unverbranntes Erdgas: also Methan CH4. Dieses Gas hat einen 20 bis 37-fach höheren Treibhauseffekt als das viel diskutierte CO2. Es verbleibt allerdings nicht so lange in der Atmosphäre wie CO2.
In wiefern sich dies auf den Kaltstart beschränkt und auch für neuere Motoren zutrifft, entzieht sich meiner Kenntnis. Da jeder Ottomotor im kalten Zustand aber nur mit einem fetten Gemisch startet, pufft zumindest ein Teil halb- oder unverbrannt raus. Im Winter riecht man, dass man einen Erdgasmotor kalt gestartet hat. Im Sommer muss ich das mal überprüfen.

Verluste beim Transport:
Die Erdölindustrie setzt sich weltweit das Ziel die Verluste an CH4 bei Förderung, Transport und Lagerung auf 1% zu beschränken. Die USA streben sogar 0,5% an. Ausnahmen bestätigen jedoch die Regel. So kommt das in Deutschland verheizte Erdgas überwiegend aus Russland wo die Leute sagen: „Nichts ist größer als die russische Schlamperei“. Das bestätigt sich nicht nur in den Häfen der Nordmeerflotte, wo Atom U-Boote vor sich hin rosten, in Sibirien und der Taiga, wo die Chemieindustrie ganze Giftseen in der Landschaft zurücklässt, sondern auch beim russischen Erdgas. Die Verluste, hauptsächlich verursacht durch pfeifende Pipelines, werden je nach Kommission auf 5 - 7 % geschätzt. Eine gigantische Menge von 35 Mio. Tonnen entsprechend 50 Milliarden m³ lt. Methan-Überwachung durch die Europäische Kommission. Wer sich hierzu weiter informieren möchte, sei auf folgenden Link verwiesen.

Zieht man den dadurch verursachten Treibhauseffekt in Betracht, sieht die Umweltbilanz also nicht mehr so schön aus.



Tipp:
Wer hier auf Nummer sicher gehen will, sollte stets L-Gas tanken. L-Gas kommt nämlich mit Sicherheit nicht aus Russland. Dort wird nur H-Gas gefördert. Das in Deutschland angebotene L-Gas wird hingegen überwiegend in Niedersachsen gefördert. Hat also kurze Transportstrecken mit entsprechend geringen Verlusten hinter sich.
L-Gas steht jedoch nur in Nordrhein-Westfalen, Niedersachsen und Schleswig-Holstein zur Verfügung.

Aufbereitung/Lagerung von Erdgas:
Der größte Nachteil des Erdgases liegt in seinem Kürzel "CNG" begründet. CNG bedeutet "Compressed Natural Gas", also komprimiertes natürliches Gas. Doch die Komprimierung ist problematisch, denn zusammengepresst werden muss das Erdgas mit 200 bis 300 bar -ein enormer Druck, dem sonst nur militärische Hochleistungs- U-Boote standhalten. Für Erdgas benötigt man also nicht nur spezielle druckfeste Autotanks, sondern auch noch Tankstellen, die mit aufwendiger Technik und unter hohem Energieaufwand den Druck erzeugen. Die Aufbereitung und Lagerung von Erdgas verschlingen zehn bis 15 Prozent des Energiegehalts des Naturgases. Bislang wurden bei der Umweltbilanz nur der reine Fahrtverbrauch und die daraus resultierenden Emissionen betrachtet.

Sicherheit:
Ein Erdgasfahrzeug ist generell nicht sicherer als ein Benziner. Das liegt nicht am Erdgastank sondern am Benzintank. Dieser ist nämlich aus dünnwandigstem Blech oder sogar aus Kunststoff gefertigt. Wird beim Unfall also leicht aufgerissen.
Der Erdgastank hingegen besteht aus 5 mm massivstem Stahl oder modernsten Verbundstoffen wie sie sonst nur in der Formel 1 zum Einsatz kommen. Wird vom TÜV mit 500 bar Druck getestet und übersteht daher sogar die härtesten Crashs unbeschadet.
Diverse Sicherheitsventile stellen sicher, dass nicht unkontrolliert Gas austreten kann. Selbst bei einem Brand des Fahrzeugs kann der Tank nicht explodieren. Ein Überdruckventil gibt in dieser Situation kontrolliert kleine Mengen Gas frei um Überdruck im Tank zu vermeiden.

Sollte ein Erdgasfahrzeug einmal brennen lag es also mit Sicherheit nicht am Gas sondern am Benzin. Merke: Wer sicherer fahren will, kaufe sich ein monovalentes Erdgasfahrzeug.


Abb.: Ford Focus 1.8 CNG

Vorteile gegenüber LPG:
  • noch geringere Schadstoffemission
  • finanzielle Förderung bei Anschaffung (für LPG nur im Ausland bzw. in Hamburg u. Teilen Sachsens)
  • bessere Tankstelleninfrastruktur in D (Lage und Öffnungszeiten)
Nachteile gegenüber LPG:
  • nur halbe Reichweite mit gleichem Bruttotankvolumen (ca . 250 km statt 500 km)
  • höheres Mehrgewicht durch Tanks bei gleicher Reichweite (ca. 5 mal so hoch)
  • Nachrüstungskosten bis zu doppelt so hoch (ca. 3000 - 5000 Euro)
  • kaum Tankstellen-Verfügbarkeit im Ausland (Ausnahme Italien)
  • keine Tanks für Reserveradmulde verfügbar
  • Austausch von unterflurigen Tanks nach 5 Jahren erforderlich


Tankstellennetz:
Deutschland ist das einzige Land, in dem das Erdgas-Tankstellennetz eine bessere Infrastruktur vorweisen kann als das Netz an LPG-Zapfsäulen. Die bessere Infrastruktur resultiert dabei gar nicht aus der Anzahl der Tankstellen sondern aus den besseren Öffnungszeiten. Die LPG-Freunde werden aber dagegen halten, dass der Erdgasfahrer im Schnitt ja auch doppelt so oft an die Tanke muss.
Auf alle Fälle wird der Ausbau des Netzes durch die Mineralölwirtschaft massiv vorangetrieben (allerdings nur in D und I).

Folgende Links führen euch zu Tankstellenfindern in Deutschland
www.gibgas.de
www.erdgasfahrzeuge.de (Routenplaner ist erste Wahl für Urlaubsfahrt)
www.gas-tankstellen.de


Abb.: Opel Zafira 1.6 CNG

Erdgas-Zapfsäule versus LPG-Zapfsäule

CNG Niederdruck-Anlage:
Speist man eine Erdgas-Betankungsanlage ohne Zwischenspeicher aus einer Hausleitung nimmt der Betankungsvorgang mehrere Stunden in Anspruch. In einer Hausleitung liegt das Erdgas mit nur 0,83 bar Druck vor. Der Kompressor kann also nur sehr kleine Mengen komprimieren.
Während des Kompressionsvorgangs erwärmt sich das Gas außerdem. Schon aus diesem Grund kann das Gas nur ganz allmählich in den Tank gepumpt werden, ohne es vorher abzukühlen.

Erdgas-Betankungsanlagen für den häuslichen Gebrauch werden von mehreren Herstellern angeboten und werden für kleine Fuhrparks von 3 - 5 Fahrzeuge benutzt.

CNG Hochdruck-Anlage:
Kommerziell werden Erdgas Betankungsanlagen an Hochdruckleitungen, die der regionalen Versorgung dienen errichtet. Großdimensionierte Kompressoren (oft mehrere um Spitzenzeiten abzudecken) speichern das komprimierte Gas in einem Zwischenspeicher. Dort kann es sich abkühlen und steht für den Betankungsvorgang unter ca. 250 bar direkt zur Verfügung. Ein Tankvorgang dauert dann nur noch max. 5 - 6 Min.

Alle öffentlichen Erdgas-Tankstellen sind nach diesem Prinzip ausgelegt.

Geschätzte Kosten für eine CNG-Tankstelle in Peine: 180.000 Euro. Zur Amortisierung müssten 500 PKW mit je 25.000 km Jahresfahrleistung betankt werden. Das Vorhaben liegt wegen der hohen Kosten weiterhin auf Eis.

LPG-Tankstelle:
Die Errichtung einer Erdgas-Tankstelle ist wegen der großen Kompressoren und des Hochdruck-Zwischenspeichers um ein vielfaches teurer als die einer LPG-Tankstelle. Hier genügt ein üblicher Hausgastank und eine kleine Pumpe. Befüllt wird der Tank per Tanklastzug wie an Tankstellen üblich.

Heizt man zuhause per Flüssiggas (heute eher unüblich geworden), genügt die Anschaffung einer zusätzlichen Handpumpe. Fertig ist die eigene LPG-Tankstelle!

Wirtschaftlichkeit:
Die Erdgas-Tankstellen in Deutschland werden derzeit subventioniert sofern sie nicht zum Betanken von entsprechend großen Fuhrparks (Stadtbusse, Taxis etc.) genutzt werden. Die eindeutige Pro-Erdgas Politik in Deutschland ist notwendig, sollten die CNG-Tanksäulen zukünftig wirtschaftlich betrieben werden.

Positiv an einem Erdgas-Tankstellennetz ist die Tatsache, dass sich die Infrastruktur in Zukunft auch für die Wasserstoffversorgung (H2) nutzen ließe. In der Übergangsphase könnte auch ein Erdgas-Wasserstoff Gemisch vertrieben werden.

Im Ausland wird sich ein Erdgas-Tankstellennetz jedoch in Konkurrenz zum bestehenden LPG-Netz sehr schwer tun. Welcher Tankstellenpächter wird schon die hohen Investitionskosten tätigen, wenn LPG für seine Kunden den gleichen Nutzen bietet? Daher gibt es in NL gerade mal 3, in Belgien gar keine CNG-Tankstelle. Aktuelle Infos unter www.gas-tankstellen.info

Mein Fazit:
Erdgas stellt eine praktikable Möglichkeit der Reduzierung der Schadstoff- und CO2-Emissionen dar solange andere Techniken wie Hybridantrieb, Wasserstoff noch kaum bzw. nicht verfügbar sind.
Die Umweltbilanz hängt jedoch sehr vom Ursprung des Erdgases ab.

Im Vergleich mit LPG schlagen die noch höheren Anschaffungs bzw. Umrüstungskosten (ca. 3000 Euro) und das höhere Fahrgewicht zu buche. Im Vergleich zur Diesel-Variante betragen die Mehrkosten oft nur einige hundert Euro (z.B. Fiat Punto oder Multipla). Diese holt man schon im ersten Jahr durch Steuer und Versicherung wieder raus.

Das Fehlen von Tanks für die Reserveradmulde ist ein erheblicher Minusfaktor für die Nachrüstung. Tanks dieser Form halten dem vorgeschriebenen Berstdruck von 600 bar einfach nicht stand.
Wenn also ein Erdgasfahrzeug, dann bitte ein vom Hersteller bereits vorgerüstetes. Eine nachträgliche unterflurige Montage der Tanks ist nicht möglich.

Die Urlaubsfahrt ins Ausland wird ungewöhnlich teuer, da keine Erdgasversorgung des Fahrzeugs möglich. LPG kann mit Erdgasfahrzeugen nicht ersatzweise getankt werden.

Für eine Nachrüstung würde ich daher in jedem Fall zu LPG raten. Die Technik ist in Ländern wie bzw. Holland seit 30 Jahren erprobt und ausgereift. Die fehlende Durchsetzung von LPG in Deutschland ist rein politischer Natur. Die notwendigen Schritte hierzu stehen aus. In Zukunft könnte die Europäische Union hier für Abhilfe sorgen. Dies ist im Rahmen der Wettbewerbsgleichheit beider Gasantriebsarten (Erdgas und LPG) wünschenswert. Der Kunde sollte die freie Wahl haben.

Was die Gasversorger und Autohersteller bei aller Werbung oft vergessen zu erwähnen, ist die Tatsache, dass unterflurige Tanks nach 5 Jahren zu tauschen sind. Hier ahnt man erst nichts Schlimmes. Präsentiert die Werkstatt einem aber die Rechnung, hätte man sich auch für einen gebrauchten Kleinwagen entscheiden können. Die 3 Tanks des Fiat Multipla bzw. kosten 600 Euro/St. Zugegebenermaßen handelt es sich hierbei um die größten in einem PKW verbauten Pressluftflaschen überhaupt. Gott sei Dank übernimmt Fiat die Gesamtkosten von 1.800 Euro für die Tanks. Nur die Montagekosten entfallen auf den Fahrzeugbesitzer.
Also beim Kauf unbedingt schlau machen, wie es sich bei anderen Herstellern verhält. Das Ganze natürlich schwarz auf weiß im Kaufvertrag bestätigen lassen.

Die Vorschrift des Austauschs nach 5 Jahren hat zwei gute Gründe:
  • den hohen Betriebsdruck von 200 bar
  • die hohe Korrosionsgefährdung
Die hohe Korrosionsgefährdung ist ein direktes Resultat der 200 bar Betriebsdruck. Wird dem Tank Gas entnommen, reduziert sich sein Innendruck. Das sich entspannende Gas gibt dabei große Mengen Wärme an die Umgebung ab. Der Tank kühlt sich stark ab mit dem Resultat, dass Feuchtigkeit an der Außenhülle kondensiert. Die Außenhülle der Tanks bleibt somit viele Tage im Jahr feucht.

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