Schonstein mit Wasserdampffahne

7 Fakten zum CO2 und warum es aus dem Auspuff kommt.

Bei der Verbrennung von 1 Liter Diesel entstehen 2,65 kg CO2.

Quelle: helmholtz.de

Das ist nicht verhandelbar, keine Chance! Da beißt die Maus keinen Faden ab. Es ist ein Naturgesetz.

Bedeutet es, du kannst den CO2 Ausstoß nicht beeinflussen?

Nein, das bedeutet es nicht!

Um den CO2 - Ausstoß des Fahrzeuges zu reduzieren, musst der Kraftstoffverbrauch verringert oder auf einen anderen Energieträger umgestellt werden.

In diesem Artikel erfährst du vieles rund um das Thema Kohlendioxid und wie viel davon in den unterschiedlichen Kraftstoffarten drinsteckt.

Schau es dir bitte an, es wird dir helfen einige Problemstellungen rund um das Thema Klimawandel und Transport besser einordnen zu können.

Was ist CO2?

Kohlenstoffdioxid (CO2), häufig auch kurz „Kohlendioxid“ genannt, ist ein Molekül bestehend aus einem Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatomen.

Kohlenstoffdioxid ist ein ungiftiges, geruchloses, farbloses und unbrennbares Gas.

Dieses chemische Element ist aus unserem Alltag nicht wegzudenken.

Nicht nur weil es aus den Auspuffen von (fast) allen LKW’s und PKW’s kommt, sondern auch weil wir Menschen es selbst ausatmen.

  • Wir atmen sauerstoffhaltige Luft ein,
  • nehmen zusätzlich kohlenstoffhaltige Nahrung zu uns,
  • produzieren in unseren Muskeln daraus Kraft und CO2 und
  • atmen das CO2 dann mit der Atemluft aus.
  • Unser Abgas, die Atemluft, enthält ca. 4% CO2. (Quelle)

Die Luft um uns herum besteht zu 0,038% aus CO2. Auf Grund dieses sehr geringen Anteils wird es, wie auch einige andere Bestandteile der Luft, als „Spurengas“ bezeichnet.

Wofür benutzen wir CO2?

CO2 ist als „Sprudel“ in vielen Getränken zu finden.

CO2 Druckflasche
CO2 Flasche

Wenn CO2 eine chemische Verbindung mit Wasser eingeht, wird es Kohlensäure genannt.

Der überwiegende Teil von Kohlendioxid im Sprudel ist allerdings keine Kohlensäure, sondern gelöstes Kohlendioxidgas.

Es entweicht in Form von kleinen Bläschen aus der Flüssigkeit und erzeugt dabei den erwünschten prickelnden Effekt.

Bei -78 °C ist CO2 gefroren. Es wird dann Trockeneis genannt, da es direkt von fest in gasförmig übergeht.

Wenn in der Technik und Industrie sehr niedrige Temperaturen erforderlich sind, nutzt man CO2 als Kühlmittel. Nachdem es seine Aufgabe erfüllt hat, verdampft es einfach.

Bei Unterhaltungsveranstaltungen wird mit CO2 Nebel erzeugt. Das hast du vielleicht schon mal selber erlebt.

Welche Rolle spielt CO2?

Kohlendioxid spielt eine ganz wichtige Rolle für das Leben auf der Erde.

Kohlendioxid ist ein Treibhausgas. Es sorgt dafür, dass Sonnenenergie in der Erdatmosphäre festgehalten wird. Aus diesem Grund stellen sich die komfortablen Temperaturen ein, die uns und den anderen Lebewesen das Leben hier auf unserem Planeten ermöglichen.

In diesem Zusammenhang ist die Bedeutung von CO2 so groß, dass Wissenschaftler die Wirkung der anderen Treibhausgase, wie Methan, Lachgas, F-Gase usw., in Kohlenstoffdioxidäqivalent messen.

Diese Kennzahl sagt aus, wie viel mal stärker die Treibhauswirkung dieser anderen Gase im Vergleich zur Wirkung von CO2 ist.

Über Jahrmillionen hat sich auf der Erde ein Gleichgewicht eingestellt.

  • Pflanzen trennen CO2 mittels Fotosynthese in Sauerstoff und Kohlenstoff.
  • Tiere und Menschen erzeugen mit ihrem Stoffwechsel aus Sauerstoff und Kohlenstoff wieder CO2.
  • Ein perfekter Kreislauf der Natur, der sei Jahrmillionen stabil ist.

Die Verhältnisse auf unserem Planeten waren aber nicht immer so.

Wie kam der Kohlenstoff in den Boden?

Viele, viele Jahrmilliarden bestand die Erdatmosphäre nur aus Kohlendioxid und es war unglaublich heiß auf der Erde. Leben gab es nicht.

Vor rund 3,5 Milliarden Jahren erschienen Bakterien in diesem lebensfeindlichen Umfeld und spalteten durch Fotosynthese das CO2 in Sauerstoff und Kohlenstoff auf.

Fotosynthese nutzt die Energie von Sonnenlicht, um das CO2 zu zerlegen.

Der Sauerstoff wurde Bestandteil von Luft und bildete Ozon, dass uns seither vor kosmischer Strahlung schützt.

Der Kohlenstoff aus diesem Prozess lagerte sich im Boden ab.

Kohlenstoffhaltige Brennstoffe aus geologischer Vorzeit nennt man fossile Energie, sie verkörpern gespeicherte Sonnenenergie!

350 Millionen Jahren herrschen nun inzwischen Verhältnisse auf der Erde, die Leben ermöglichen. (Quelle: Wissenschaft-im-Dialog.de)

Seit etwas mehr als hundert Jahren, mit dem Einsetzen des industriellen Zeitalters, greifen wir Menschen in diesen Kreislauf ein.

Wir nehmen den Kohlenstoff (Erdöl, Erdgas, Kohle) aus dem Boden, verwandeln ihn wieder zu CO2 und nutzen die frei werdende Arbeit zum Antreiben von Maschinen, die unseren Wohlstand verbessern sollen.

In dem wir fossile Energie nutzen, stellen wir, Stück für Stück, den Zustand wieder her, den die Erde hatte, bevor wir existierten.

– Gar nicht gut! –

Wir sind gerade dabei das sensible Gleichgewicht zu zerstören, welches die Grundlage für unsere Existenz bildet.

Wie entsteht CO2?

Damit ein CO2 Molekül entsteht, müssen ein Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatome Elektronen miteinander austauschen und eine chemische Bindung eingehen. Bei diesem Vorgang wird Wärme freigesetzt.

Man nennt das eine exotherme Reaktion oder landläufig „Verbrennung“. 

Flamme
CO2 ist ein Verbrennungsprodukt. Es entsteht immer, wenn durch Verbrennung von Kohlenstoff Wärme erzeugt wird. Das ist unausweichlich!
Der einzig mögliche Weg weniger CO2 zu erzeugen ist weniger Kohlenstoff zu verbrennen.

Darauf werde ich noch in vielen Blogpost’s detailliert eingehen.

Naja. Eine Alternative gäbe es schon noch: Die Verbrennung unter Sauerstoffmangel.

Dabei entsteht Kohlenstoffmonoxid (CO).

CO ist ein tödliches Atemgift, also keine gute Idee. Da ist dann CO2 doch die bessere Wahl.

Warum ist Kohlenstoff als Brennstoff so beliebt?

Kohlenstoffbasierte Brennstoffe sind sicher und haben eine enorme Energiedichte.

Um den Verbrennungsvorgang in Gang zu bringen, muss erst Energie zugeführt werden, die „Zündung“.

Danach liefert die Verbrennung genügend Wärme, um die Reaktion aufrecht zu erhalten.

Die Verbrennung hält so lange an, bis der Brennstoff alle ist oder die Temperatur unter die Zündtemperatur fällt. Das kennst du unter „löschen“ eines Feuers.

Kohlenstoff zeichnet sich dadurch aus, dass er schwer entzündlich ist und dann aus sehr wenig Volumen sehr viel Wärme liefert.

Diese Eigenschaft erklärt, warum Kohlenstoff als Wärmelieferant so unglaublich beliebt ist.

Kohlenstoff ist in unterschiedlichster Form zu finden:

  • Reiner Form –> als Kohle
  • Verbindung mit Wasserstoff –> Öl, Erdgas
  • Verbindung mit Sauerstoff –> Kohlenmonoxid und Kohlendioxid

Diese Stoffe haben eine gute Verfügbarkeit und sind einfach in der Handhabung.

Was passiert bei der Verbrennung im Motor?

Der Dieselmotor ist ein Verbrennungsmotor. Auf englisch: ICE „Internal Combustion Engine“ genannt.

In seinem Inneren wird kohlenstoffhaltiges Dieselöl verbrannt und dadurch Kraft erzeugt.

Wie der Motor genau funktioniert, werde ich in noch einem eigenen Artikel erklären, eine genaue Beschreibung würde an dieser Stelle zu weit führen.

Hier eine Kurzfassung:

  • Das Arbeitsmedium ist Luft. Sie erzeugt am Ende die Kraft.
  • Der Motor nimmt die Luft aus der Umgebung.
  • Die Luft liefert auch den Sauerstoff für die Verbrennung. Das ist sehr praktisch, weil der Sauerstoff deshalb nicht extra im Fahrzeug mitgenommen werden muss.
  • Die Anzahl der Sauerstoffatome im Verbrennungsraum bestimmt die maximal mögliche Leistungsabgabe des Motors.
  • Die Luft wird verdichtete und erhitzt sich stark.
  • Der Brennstoff „Diesel“ wird in die heiße Luft eingespritzt und entzündet sich.
  • Der Diesel verbrennt und gibt dabei eine große Menge Wärme an die Luft ab.
  • Die Luft dehnt sich durch die Wärme schlagartig aus. Der Luftdruck im Zylinder steigt explosionsartig an.
  • Der Druck wird über den beweglichen Kolben in Kraft verwandelt.

Soweit so gut.

Wie verbrennt Dieselöl?

Diesel besteht aus verschiedenen Kohlenwasserstoffmolekülen.

Diese Moleküle unterscheiden sich in der Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome.

Beispielhaft sei hier Hexadecan mit der Formel C16H34 genannt.

Da haben wir also schon mal 16 Kohlenstoffatome und 34 Wasserstoffatome, die mit Sauerstoff reagieren können. Das sind dann so aus:

2 C16H34 + 49 O2 –> 32 CO2 + 34 H20

Du kannst auf dem oberen Teil des Bildes zwei lange Kohlenwasserstoffketten erkennen. Das ist das Hexadecan. Es ist von den Sauerstoffmolekülen aus der Ansaugluft umgeben.

Formel Hexadecan zu co2

Nach der Explosion sind die langen Kohlenwasserstoffketten aufgebrochen und in kleine Wasser- und Kohlendioxidmoleküle zerlegt.

Da haben wir jetzt die Begründung: Wenn Kohlenstoff verbrannt wird, dann kommt immer Kohlendioxid raus!

Da kann die Verbrennung noch so „sauber“ sein, bei jeder Verbrennung muss CO2 übrig bleiben.

Das zweite Resultat einer Verbrennungsreaktion ist Wasser!

Ja wirklich, aus dem Auspuff von LKW’s und auch PKW’s kommt massenweise Wasserdampf!

Darüber redet nur niemand, weil Wasser ja absolut unschädlich ist.

Ich glaube, vielen Mitbürgern ist das aus dem Grund auch das gar nicht bekannt.

Apropos saubere Verbrennung:

Nun ist Diesel aber kein reiner Kohlenstoff und Luft kein reiner Sauerstoff.

Alles, was im Zylinder drin ist, hat die Möglichkeit mit dem Sauerstoff aus der Luft zu reagieren, sobald die Zündung erfolgt ist. Also sehen wir uns das mal genauer an.

Die Luft besteht zu 21% aus Sauerstoff und zu 78% aus Stickstoff. Zusätzlich befinden sich noch viele andere Stoffe und Gase in sehr geringen Mengen im Diesel und in der Luft.

Im Zylinder haben wir also Kohlenstoffatome, Wasserstoffatome und Stickstoffatome, die bei der Verbrennung mit dem Sauerstoff regieren und chemische Verbindungen eingehen.

Bei vollständiger Verbrennung entstehen neben Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser (H2O) auch noch verschieden Stickoxide (NOx).

Die Stickoxide sind besonders kritisch.

Sie sind giftig, ätzend und habe auch eine Treibhauswirkung.

Glücklicherweise gibt es eine Möglichkeit, die Stickoxide mit SCR Katalysatoren und Adblue, noch im Fahrzeug, in Stickstoff und Wasserdampf zurück zu verwandeln.

Eine vergleichbar elegante Möglichkeit CO2 wieder in Kohlenstoff und Sauerstoff zu zerlegen, existiert leider nicht.

Weil der Verbrennungsvorgang rasend schnell und explosionsartig verläuft, verbleiben leider auch nicht vollständig verbrannte Atome und Moleküle im Abgas.

Unter anderem ist das Ruß, auch Feinstaub genannt

Es sind Partikelchen aus reinem Kohlenstoff, die kein Sauerstoffatom zum andocken gefunden haben.

Sie sind so klein, dass wir sie mit der Atmung in unseren Körper aufnehmen, wo sie Schaden anrichten können.

Auch diese Schadstoffe werden in der Abgasanlage des LKW entschärft. Sie werden nachverbrannt bzw. im Rußfilter aus dem Abgas ausgefiltert.

CO2 entsteht nicht nur bei der Dieselverbrennung, sondern auch bei seiner Herstellung und Bereitstellung.

Wie viel CO2 bei der Verbrennung freigesetzt wird, kann recht genau beantwortet werden.

Dieselkraftstoff ist standardisiert und die entsprechenden Werte werden von offizieller Stelle veröffentlicht und für die Berechnungen vom CO2 Ausstoß im Transportgewerbe vorgegeben.

In der Tabelle findest du die Werte für Diesel, der aus Erdöl hergestellt wurde, und für Diesel mit Biodieselbeimischung, wie er in Deutschland an der Zapfsäule getankt wird.

DieselDiesel mit Biodieselanteil
CO2 Tank to Wheel2,629 kg/l2,621 kg/l
CO2e Tank to Wheel2,665 kg/l2,657 kg/l
Co2e Well to Wheel3,174 kg/l3,069 kg/l
CO2 Emission pro Liter Diesel

Ich habe die folgenden Informationen dem Leitfaden zur „Berechnung von Treibhausgasemissionen in Spedition und Logistik gemäß DIN EN 16 258“ vom DSLV Deutscher Speditions- und Logistikverband e.V. , sowie dem Verkehrsrundschau Spezial „CO2-Berechnung — Das Sonderheft zur Ermittlung von Treibhausgasen in der Logistik“ entnommen.

Wenn du möchtest, kannst du unter den beiden Links selbst noch mehr Details nachlesen.

Die jeweils 3 Werte für die CO2 in der Tabelle unterscheiden sich darin, wie weit der Betrachtungshorizont gezogen wird.

  • Der erste Wert bezieht sich auf die Emission, die im Fahrzeug entsteht. Der Betrachtungsumfang startet im Fahrzeugtank und endet am Auspuff.
  • Der zweite Wert beinhaltet zusätzlich das Kohlenstoffdioxidäquivalent der Treibhausgase, die durch die Verbrennung von Spurengasen im Motor entstehen. Weiterhin bildet sich bei Euro 5 und Euro 6 im SCR Katalysator auch noch CO2, das hier mit eingerechnet wird. Auch hier ist Tank to Wheel betrachtet. Du siehst, der Unterschied beträgt weniger als 1,5%, also recht wenig.
  • Einen deutlichen Unterschied zeigt der dritte Wert. Hier ist der Betrachtungsumfang von der Quelle bis zum Antriebsrad gezogen. Quelle ist in diesem Fall wirklich die Erdölquelle. Hier ist auch das CO2 enthalten, was bei der Herstellung und Bereitstellung des Kraftstoffes selbst entsteht.

Der CO2 Fußabdruck für den Transport von Waren umfasst den WTW Betrachtungsumfang. Mit seiner Hilfe wird ermittelt, wieviel CO2 durch den Transport einer Ware verursacht wurde.

Tank to Wheel wird gemessen, wenn die Emission des Fahrzeuges reguliert werden soll. Der Wert umfasst den Einflussbereich, den Fahrzeughersteller beeinflussen können.

Warum werden CO2 – Emissionen in g/tkm angegeben?

Für die Ermittlung der CO2 Emission fehlt noch der letzte Schritt.

Wir kennen jetzt die Emission pro Liter Diesel und müssen nun noch mit der Menge des verbrauchten Diesels multiplizieren.

Im Güterverkehr bezieht man den Wert der CO2 Emission auf die transportiere Nutzlast von einer 1 Tonne und eine Strecke von 1 Kilometer. Das ergibt den Wert in g/tkm. (Gramm pro Tonne und Kilometer)

Auf diese Weise ist es möglich unterschiedliche Transportmittel wie Schifffahrt, Bahn, Straßengütertransport oder Luftfahrt miteinander vergleichen.

Häufig ist die absolute Menge des verbrauchten Diesels nicht bekannt.

In diesen Fällen kannst du den streckenbezogenen Kraftstoffverbrauch in Liter pro 100 km nehmen, multiplizierst ihn mit dem COWert in kg oder g und teilst durch die Nutzlast in Tonnen mal 100. Du bekommst dann den CO2 Wert in kg/tkm oder in g/tkm.

Bei dieser Vorgehensweise ist es natürlich absolut notwendig, dass der Kraftstoffverbrauch richtig ermittelt wurde. Aber das schauen wir uns ja in meinem Blog wirklich ganz genau an.

Die Emissionen in Relation zur transportieren Nutzlast zu setzen macht Sinn, denn andernfalls wäre der Vergleich irreführend.

Würde ich die CO2 Emission von einem 40t schweren LKW mit einem 1000t schweren Zug vergleichen, ohne die viel größere Ladungsmenge des Zuges zu berücksichtigen, wäre das unfair für die Bahn.

In der öffentlichen Diskussion begegnet uns der CO2 – Emissionswert bei zwei Schwerpunktthemen:

  • Beim CO2– Fußabdruck in der Logistik. Er betrachtet die CO2 – Emissionen über die ganze Transportkette einer Warenlieferung. Auf der Basis dieser Berechnung messen Logistikfirmen, wie sie auf dem Weg zu einem CO2 neutralen Transport vorankommen.
  • Bei der CO2 Regulierung der Nutzfahrzeugindustrie. Sie hat zum Ziel, die Tank to Wheel Emissionen von LKWs in den nächsten Jahren drastisch zu reduzieren. Die Methode, mit der das gemessen wird, nennt sich VECTO. Das schauen wir uns natürlich auch noch ganz genau an

Beispielwerte für CO2 Emissionen.

Ich habe die vielen Beispielwerte aus dem Sonderheft Verkehrsrundschau daraufhin untersucht, in welcher Bandbreite die CO2 Emissionen der kohlenstoffbasierten Verkehrsmittel bei Vollausladung liegen. (Quelle: Andre Kranke; So ermitteln sie den CO2 Fussabdruck, Verkehrsrundschau, 23.09.2010)

g/tkmCO2 TTWCO2e TTWCO2 WTWCO2e WTW
Van342346408413
LKW32 -8533 -8638 -10239 – 103
Bahn17 – 6517 – 6620 – 7720 – 78
Binnenschiff8 – 538 – 5410 – 6310 – 64
Seeschiff2 – 612 – 623 – 733 – 74
Frachtflugzeug421 – 1712427 – 1736502 – 2043508 – 2067
CO2 Emissionen gemäß Beispielen aus Sonderheft Verkehrsrundschau

Man kann gut erkennen, dass selbst bei der Normierung auf Tonnenkilometer immer noch sehr große Schwankungen auftreten, die je nach Verkehrsmittel unterschiedliche Gründe haben.

Eines ist immer der Fall: Um so mehr Ladung ein Verkehrsmittel transportieren kann, um so geringer sind die relativen CO2 Emissionen.

Der Van mit einer Ladekapazität von 0,5 Tonnen steht stellvertretend für die PKWs. Du siehst wie schlecht die Bilanz bei Vollausladung ausfällt. Gar nicht dran zu denken, wenn da nur ein Fahrer drin sitzt.

Entsteht bei Benzin und Gas weniger CO2?

Benzin und Erdgas haben ein größeres Kohlenstoff / Wasserstoff – Verhältnis als Diesel, so dass bei der Verbrennung mehr Wasser und weniger Kohlendioxid entsteht.

Das hört sich gut an. Mehr Wasser und weniger Kohlendioxid wäre gut für die Umwelt.

Wenn wir in der Literatur nach CO2 Werten suchen, dann finden wir folgende Werte.(Quelle: 51-52/2010 Verkehrsrundschau)

KraftstoffartCO2 Emission TTWCO2e Emission WTW
Diesel mit 7% Biodiesel2,621 kg/l3,069 kg/l
Benzin2,362 kg/l2,781 kg/l
CNG (Erdgas)2,540 kg/kg3,229 kg/kg

Wie ich oben schon beschrieben habe, schauen wir auf unterschiedlichen Betrachtungsumfänge.

Die CO2 Emission Tank to Wheel (TTW), schreiben wir dem Fahrzeughersteller zu.

Die CO2e Emissionen Well to Wheel (WTW) sagen uns den klimarelevanten Gesamtausstoß, der durch die Fahrt entsteht.

Auf den ersten Blick sehen die Zahlen sehr ähnlich aus. Diesel hat bei den Tank to Wheel Werten die schlechteste Emission.

Diese Zahlen bilden häufig die Grundlage für die Bewertung der Kraftstoffarten in der Presse. Das ist aber nicht wirklich korrekt. Deshalb gehen wir dem Thema noch weiter auf den Grund.

Beim CNG fällt uns der große Unterschied zwischen TTW und WTW auf. Der Grund ist die sehr geringe Dichte des Gases und das daraus resultierende große Transportvolumen. Es verursacht viele Transportemissionen auf dem Weg von der Quelle bis zur Tankstelle. Dieser Wert variiert sehr stark, da er vom Erdgasförderort abhängt.

The reason is the large volume of the gas, which requires a lot of vessels to be transported from the well to the fuel station, where it enters the TTW scope. This number varies greatly, depending on the place of origin of the gas. Many times, it is outside of Europe. Häufig ist der außerhalb von Europa.

Für die folgenden Betrachtungen setze ich die Tank to Whell Werte in Klammern. Damit haben wir immer beide Betrachtungsumfänge im Blick.

Also dann lass uns jetzt tiefer in die Materie einsteigen.

Als Erstes fällt uns auf, dass CNG eine andere Maßeinheit hat. Also konvertieren wir alle Werte auf das Kraftstoffgewicht. Damit haben wir jetzt eine gleiche Basis.

KraftstoffartCO2 Emission DichteCO2 Emission pro Masse
Diesel mit 7% Biodiesel3,069 (2,621) kg/l0,83 kg/l3,697 (3,165) kg/kg
Benzin2,781 (2,362) kg/l0,74 kg/l3,758 (3,191) kg/kg
CNG (Erdgas)3,229 (2,540) kg/kg3,229 (2,540) kg/kg

Diesel und Benzin sind nun enger zusammengerückt. CNG hat immer noch einen deutlich geringeren CO2-Wert.

Aber das ist noch nicht alles. Wir müssen uns das Ganze bezogen auf die Energie anschauen. Der Kraftstoff ist ja ein Energielieferant, also müssen wir schauen, wie viel CO2 pro gelieferter Energieeinheit entsteht.

Der Energiegehalt wird durch den Heizwert beschrieben.

But this is still not the end. We need to look at it from an energy point of view. Let’s add the caloric value, which stands for the energy released during combustion.

KraftstoffartHeizwertCO2 Emission pro EnergieeinheitUnterschied
Diesel mit 7% Biodiesel11,97 kWh/kg0,309 (0,264) kg/kWh100%
Benzin12,19 kWh/kg0,308 (0,262) kg/kWh99,7(99,2)%
CNG (Erdgas)13,16 kWh/kg0,193 (0,245) kg/kWh79,3(73,1)%

Diesel und Benzin rücken jetzt ganz dicht zusammen. Der Unterschied ist fast vernachlässigbar. Gas zeigt immer noch einen Vorteil von ca. 20 %.

Das ist aber alles immer noch nur die Eingangsseite der Geschichte. Uns interessiert aber, was am Ende wirklich aus dem Auspuff rauskommt und da wird es kompliziert.

Der Verbrennungsmotor muss aus der Energie, die im Kraftstoff drinsteckt, Drehmoment und Drehzahl machen. Dabei tritt ein Wirkungsgrad auf, den wir noch berücksichtigen müssen, wenn wir den Vergleich der Kraftstoffarten richtig machen wollen.

Die Kraftstoffarten, die wir hier vergleichen, haben unterschiedliche Eigenschaften, die zu unterschiedlichen Verbrennungsverfahren im Motor führen.

Dieselöl kann nach dem Dieselverfahren verbrannt werden, während Benzin und Erdgas das Otto-Brennverfahren erfordern.
Der Dieselprozess hat den besseren thermodynamischen Wirkungsgrad.

Die Ingenieure arbeiten sehr hart daran, alle Motorenarten in ihrer Effizienz zu steigern. Deshalb ist es nicht möglich eine pauschale Aussage zum Unterschied im Wirkungsgrad und den CO2 Emissionen zu machen, ohne den genauen Kraftstoffverbrauch im konkreten Anwendungsfall zu kennen.

Aus der Literatur kann man entnehmen, dass der durchschnittliche Ottomotor einen 5 bis 10% schlechteren Wirkungsgrad hat, als ein Dieselmotor.

Das bedeutet für den Benzinmotor Mehrverbrauch und Mehremissionen im Vergleich zu Diesel. Es ist einer der Gründe, warum LKWs Diesel- und keine Benzinmotoren haben. Diesen Mehrverbrauch würde kein Unternehmer bezahlen.

Beim Gasmotor führt es dazu, dass der Vorteil deutlich kleiner wird.

Um Erdgas als Brennstoff mit dem Dieselbrennverfahren nutzen zu können, sind Zweistoffmotoren entstanden. Im Englischen „Dual Fuel Engines“ genannt. Wenn dich dieses Konzept interessieren, dann schreibe mir im Kommentar. Das wäre einen eigenen Artikel wert.

Aufgrund des schlechteren Wirkungsgrades haben Benzinmotoren tendenziell einen schlechteren Wirkungsgrad und damit höhere CO2 Emissionen als Dieselmotoren.

Mit CNG betriebene Gasmotoren haben tendenziell, trotz des schlechteren Wirkungsgrades, einen CO2-Vorteil.

Methan ist ein Treibhausgas!

Chemisch bestehen Erdgas und Biogas überwiegend aus Methan, welches ein Treibhausgas mit einem Kohlendioxidäquivalent von 25 ist. Das darf auf keinen Fall in die Atmosphäre gelangen!

Falls Erdgas als Brennstoff verwendet wird, darf es auf keinen Fall unverbrannt in die Atmosphäre entweichen. Sonst ist die Klimawirkung verheerend.

Das ist leider nicht ausgeschlossen. Du hast vielleicht auch schon von undichten Erdgastrassen und Abblasventilen beim Transport von Flüssigerdgas gehört.

Wenn du planst Gasmotoren zu kaufen, sieh dir dieses Thema nochmal genauer an. Nach meiner Meinung wird das üblicherweise unterschätzt, wenn Gasmotoren bezügliche ihrer Klimafreundlichkeit bewertet werden. Hier kannst du einen interessanten Artikel darüber lesen.

Ist Biogas ein nachhaltiger Kraftstoff?

Wir kennen die Erzeugung von Biogas, die in der Gegenwart stattfindet und damit nicht auf die fossilen Brennstoffe der Frühzeit zurückgreift.

Statt Erdgas kann Biogas als Kraftstoff in Fahrzeugmotoren eingesetzt werden.

Bei der Verbrennung von Biogas entsteht genauso CO2, wie bei der Verbrennung von Erdgas.

Allerdings basiert die Herstellung des Biogas auf Kohlenstoff, der aus nachhaltigen Quellen per Photosynthese erfolgt. Damit ist die CO2 Bilanz neutral.

Das wäre also eine Möglichkeit den Treibhauseffekt einzudämmen, wenn es uns denn gelingen würde so viel Biogas herstellen, wie wir zum Transport brauchen.

Ich sehe es eher pessimistisch, dass es uns gelingen kann so viel Biogas zu produzieren, wie wir für den Transport alle Güter benötigen würden. (In Deutschland wurden 2020 28,6 Millionen Tonnen Diesel verbraucht. Quelle: statista)

Die Pflanzen, die für uns die Fotosynthese erledigen, brauchen viel Platz und wachsen relativ langsam.


Das waren eine Menge Informationen. Ich habe viele Themen angeschnitten, ohne tief ins Detail zu gehen.

Wenn du noch Fragen hast, dann schreibe sie in den Kommentar. Ich werde nach bestem Wissen versuchen sie zu beantworten.

Fazit

  • CO2 ist ein unscheinbares Gas, dass uns in unserem Alltag tagtäglich umgibt.
  • Die Klimawirkung von erhöhtem CO2 Gehalt in der Atmosphäre muss verhindert werden.
  • Der CO2 Ausstoß von LKW kann nur durch verringerten Kraftstoffverbrauch reduziert werden.
  • Um verschiedene Verkehrsmittel bezüglich CO2 Ausstoss vergleichen zu können, muss in Gramm pro Tonnenkilometer gemessen werden.
  • Erdgasmotoren sind keine langfristige Alternative um den CO2 Ausstoß zu begrenzen.

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