Der Umbau von Fahrzeugen auf Erdgas
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Der Umbau von Fahrzeugen auf Erdgas
Allgemeine Informationen:
Fahrzeug:
Bei Serienfahrzeugen trägt der Automobilhersteller allein alle Verpflichtungen gegenüber
dem Kunden, die aus der Sachmängelhaftung entspringen. Eine Nachrüstung kann diese
Verpflichtungen für das Antriebssystem außer Kraft setzen und sie auf den nachrüstenden
Betrieb bzw. den Nachrüstsystemhersteller übertragen.
• Alle Komponenten der Gasanlage von Serienfahrzeugen unterliegen den hohen
Qualitätsanforderungen der Automobilzulieferindustrie und sind mehrfach nach
internationalen Standards auf ihre Langlebigkeit geprüft. Die Fahrzeuge durchlaufen im
Entwicklungs- und Produktionszyklus die gleichen Sicherheits- und Crashtests wie die
Fahrzeuge mit konventionellen Kraftstoffen. Dies ist bei nachgerüsteten Fahrzeugen nicht
der Fall.
• Die Gastanks werden beim werksseitigen Einbau teilweise im Unterboden des Fahrzeugs
montiert, so dass zumeist kein oder nur geringer Platzverlust im Kofferraum hingenommen
werden muss. Nachrüstungen hingegen sind meist mit einem Platzverlust im Kofferraum
verbunden.
• Die Motoren und der Katalysator können bei Serienfahrzeugen auf die höhere
Verbrennungstemperatur und die höhere Klopffestigkeit von ERDGAS optimiert werden.
Das Abgasverhalten wird in der Typgenehmigung und seit dem 01.10.2005 in der neuen
Zulassungsbescheinigung (Teil 1), die den Kraftfahrzeugschein ersetzt, dokumentiert. Die
Bestimmung des Abgasverhaltens bei individuell nachgerüsteten Fahrzeugen verbietet sich
meist aus Kostengründen. Dies könnte möglicherweise dazu führen, dass Serienfahrzeuge
steuerlich besser eingestuft werden.
Verfügbarkeit des Tankstellennetzes in Deutschland:
Dank eines ausgereiften Systems mit genormten Zapf- und Füllstutzen ist der Tankvorgang
sicher und leicht zu handhaben. Er dauert genauso lang wie beim Benzin- oder Dieseltanken.
Besonders angenehm ist, dass beim Erdgastanken keine giftigen Dämpfe entweichen
können.
Gegenwärtig stehen über 870 Erdgastankstellen zur Verfügung – 85 % davon bereits als
öffentliche Marken-Tankstellen.
Technologiestand heute:
Erdgasfahrzeuge rechnen sich über die geringen Kraftstoffkosten. In der Anschaffung sind
sie zwar teurer als die Dieselvariante, diese Mehrkosten amortisieren sich allerdings je nach
Modell bereits ab einer jährlichen Laufleistung von 20.000 km über den Verbrauch von
vergleichsweise günstigerem Erdgas. Die Kosten liegen derzeit rund 50 Prozent niedriger als
bei Superbenzin und etwa 30 Prozent unter dem aktuellen Dieselpreis. Auch gegenüber
Flüssiggas beträgt die Kostenersparnis beim Tanken von Erdgas bezogen auf den
Energiegehalt rund 20 Prozent.
Erdgas ist als Kraftstoff gemäß neuem Energiesteuergesetz (2006) bei der Mineralölsteuer
bis 2018 begünstigt. Damit bleibt Erdgas tanken auch dauerhaft preiswert. Ferner bieten
viele Energiedienstleister Fördermittel für die Anschaffung von Erdgasfahrzeugen an.
Seit 2009 gibt es eine neue Motorengeneration für Erdgasfahrzeuge auf dem Markt, die u.a.
als Turbo-CNG oder TNG (Turbo Natural Gas) beworben wird. Hierzu wurden bereits
existierende Turbo-Benziner-Motoren weiterentwickelt und die bekannten Komponenten
von Benzin Motoren, beispielsweiße ein Abgasturbolader (ATL), angepasst. In anderen
Modellen kommt außerdem ein Kompressor zum Einsatz , der durch die erhöhte
Verdichtung und durch den Aufbau von zusätzlichem Ladedruck den Wirkungsgrad
bedeutend steigert.
Zu den aktuellen und früheren Modellen, die Serienmäßig auch als CNG- Version angeboten
werden Zählen
BMW: 316g, 518g
Citroen: Berlingo, C3
Chevrolet: Aveo, Cavalier
Fiat: Punto, Punto Evo,Panda,Siena
Ford: Focus, Mondeo, Transit, C-Max
Honda: Civic
Hyndai: Santro
Merzedes-Benz: E200, Sprinter, B-Klasse
Opel: Zafira, Astra
Peugeot: Partner, Boxer
Renault: Kangoo, Espace
Toyota: Corolla, Innova
Volkswagen: Caddy, Touran, Passat, Golf
Volvo: S80, S70, S6Vorteile von Erdgas:
Erdgas ist deutlich günstiger als Benzin- oder Dieselkraftstoff.
Für 1 Kilo Erdgas zahlt man im Schnitt ca. 80 Cent. Dabei entspricht der Energiegehalt von
einem Kilo Erdgas in etwa dem von 1,5 Liter Benzin. Erdgasfahrzeuge können also mit
einem Kilo Erdgas weiter fahren als Benziner mit einem Liter Super.
Mit einem Erdgas Fahrzeug lassen sich je nach Modell und Fahrzeugklasse mindestens
500 Euro pro Jahr sparen. Der Erdgasantrieb rentiert sich damit ab einer Jahreslaufleistung
von ca. 15.000 Kilometern. Die erhöhten Anschaffungskosten gegenüber einem rein
benzinbetriebenen Fahrzeug haben sich also schnell wieder amortisiert.
Mit einem Erdgasbetriebenen Fahrzeug lässt sich aber nicht nur eine Menge Geld sparen,
sondern man schont auch die Umwelt! Denn der Schadstoffausstoß bei erdgasbetriebenen
Fahrzeugen ist im Vergleich zum Benzin- oder Dieselfahrzeugen deutlich geringer. Mit
Erdgas betriebene Motoren sind deutlich leiser als Benzin- oder Dieselmotoren und haben
wegen der besonders sauberen Verbrennung eine höhere Lebensdauer.
Funktionsweise des Erdgasantriebs
Der Antrieb funktioniert eigentlich wie bei einem Ottomotor (Benzinmotor) auch.
Statt Benzin-Luftgemisch wird Gas-Luftgemisch in den verbrennungsraus eingelassen.
Dazu brauchen wir eine Zusätzliche Gasleitung.
Entzündet wird das Gas-Luftgemisch wie bei einem Ottomotor auch durch die Zündkerze.Die Erdgas Umrüstung
Die meisten Fahrzeuge können problemlos auf Erdgasbetrieb umgerüstet werden.
Die Fahrzeuge werden mit einem sogenannten Umrüstsatz bzw. ein Umrüstkit ausgestatten.
Für die Erdgas Umrüstung brauchen wir.
Einen Gastank
Ein Gemischaufbereitungssystem
Eine Elektronische Steuerung
Es gibt Zwei Möglichkeiten
Bivalente Fahrzeuge (auch bifuel genannt) können sowohl mit dem Treibstoff Erdgas als
auch mit Benzin fahren. Durch Betätigen eines Schalters oder automatisch kann der Be-
trieb zwischen den Kraftstoffen jederzeit gewechselt werden. Dadurch ist die Reichweite
der Fahrzeuge vergleichbar mit konventionell angetriebenen Personenkraftwagen.
Der Umschalter von Gasbetrieb auf Kraftstoffbetrieb
Monovalente Fahrzeuge (monofuel) werden nur mit komprimiertem Erdgas betrieben oder
haben einen zusätzlichen Nottank für maximal 15 Liter Benzin. Die Motoren bei monova-
lenten Fahrzeugen sind auf den Erdgasbetrieb technisch besser abgestimmt, der einen op-
timierten Kraftstoffverbrauch und geringere Schadstoffemissionen bietet.
Einblick in die Technik
Erdgas (CNG) = CNG heißt Compressed Natural Gas.
Erdgas ist hauptsächlich Methan (CH4).Erdgas wird aus fossilen Lagerstätten gewonnen.
Erdgas wird unter hohem Druck (200-240 bar) gasförmig im Tank gespeichert.
Erdgastanks und -Leitungen müssen für hohen Druck ausgelegt sein.
Je nach Modell variieren die Tankgrößen stark; oft sind bei einem Modell mehrere Tank-
größen wählbar
Vergleich CO2 Ausstoß bei einem Diesel/Erdgas Pkw
Erdgas 157g/km * 100 = 15700g/100km = 15.7 kg/100km
Diesel 149g/km * 100 = 14900g/100km = 14.9 kg/100km
15.7 kg/100km * 70 = 1099 kg/7000km
14.9 kg/100km * 70 = 1043 kg/7000km 1Fahrzeug im Monat
1099 kg/7000km * 12 = 13188 kg
1043 kg/7000km * 12 = 12516 kg 1Fahrzeug im Jahr
13188 kg * 30 = 395640 kg
12516 kg * 30 = 375480 kg 30 Fahrzeuge im Jahr
Erdgas 395.64 Tonnen Co2 Ausstoß bei 30 Fahrzeuge im Jahr
Diesel 375.48 Tonnen Co2 Ausstoß bei 30 Fahrzeuge im Jahr
Kostenvergleich
Im nachfolgenden Punkt wird unter anderem ein Kostenvergleich zwischen
Dieselantrieb und Erdgasantrieb durchgeführt.
Ebenso wird kurz auf Gesundheitsgefährdung und Schadstoffbelastung eingegangen.
Beschaffung der Vergleichsdaten:
Die für die Rechnungen verwendeten Daten stammen einerseits aus Angaben die von den
Ausbildungsbetrieben zur Verfügung gestellt wurden, andererseits aus eigenständigen
Internetrecherchen. Da nicht für alle Bereiche Daten zur Verfügung standen musste für manche
Angeben Schätzungen vorgenommen werden. Auf die genaue Herkunft (Einzelnachweis) der Daten
wird verzichtet, jedoch wurden alle Verwendeten Internetseiten in den Quellenangabe aufgelistet.
Als Ausgangssituation wird von einem mittelständischen Unternehmen in der Automatenbranche
ausgegangen, das für Kundendienste eine Fahrzeugflotte von 30 Technikerautos unterhält. Diese
soll auch zukünftig in gleicher Stärke beibehalten werden. Die Fahrzeuge sind vom Typ VW Caddy
und mit einem 1,61 TDI Dieselmotor mit 75 KW ausgestattet.
Die durchschnittliche monatliche Laufleistung liegt bei 7000 Km, also ca 85000 Km/Jahr.Listenangaben des Herstellers zu Folge hätte das Fahrzeug bei einer Kombinierten Nutzung von Stadt und Überlandfahrten einen Verbrauch von 5,7l / 100 Km, Dieselkraftstoff. Praxiswerte liegen jedoch bei 6–8l / 100 Km. daher wird folgend mit einem Verbrauch von 7,0l / 100km ausgegangen. Da die Umrüstung beziehungsweise Erweiterung auf Erdgas bei einem mit Dieselkraftstoff betriebenen Fahrzeugs nicht möglich oder wirtschaftlich unsinnig ist, wird im Weiterem nicht näher darauf eingegangen. Die Umrüstkosten belaufen sich je nach Modell auf Beträge zwischen 1500 Euro und 4500 Euro Anschaffungskosten: Der Anschaffungspreis von Fahrzeugen, die mit Erdgas bzw. der Kombination Erdgas und Benzin (als Reservekraftstoff) betrieben werden, ist höher als der von Dieselfahrzeugen. Die Mehrkosten befinden sich in der Größenordnung zwischen 1000 Euro und 3000 Euro Unser Beispiel: VW Caddy 1,61 l TDI 21118,45 € VW Caddy 2,0 l Maxi ECO Fuel 22883,70 € Differenz 1765,25 € Wurden jeweils die Grundpreise aus der Verkaufspreisliste ausgewählt. Es wurden keine weiteren Ausstattungsmerkmale dazu gebucht. Die Mehrkosten für zusätzliche Ausstattung ist bei beiden Fahrzeugtypen gleich. Die Preisdifferenz liegt in der Spanne die als allgemeine Angabe im Internet recherchiert wurde. Für Großkunden bestehen weitere Rabattangebote die sind jedoch ebenfalls auf beide Fahrzeugtypen anwendbar. KFZ-Steuer Die KFZ- Steuer wird für diese beiden Fahrzeuge, welche beide die Abgasnorm „Euro 5“ erfüllen, wie folgt berechnet. Pro 100ccm Hubraum werden 6,75 € berechnet TDI Motor - 1600ccm 16 x 6,75 € = 108,00 €/Jahr Erdgas Motor - 2000ccm 20 x 6,75 € = 135,00 € / Jahr Es gibt Modelle mit geringer Leistung, die weniger CO² pro gefahrenem Km ausstoßen. Diese sind in der Steuer um sehr viel günstiger. In unserem Fall trifft dies aber auf beide Modelle nicht zu. Versicherung: Für unsere Recherchen wurde ein Angebot über einen Online Versicherungsrechner erstellt. Es wurden die gleichen Rahmenangaben gesetzt. Der Verwendete Rechner war am Bedienungsfreundlichsten und soll lediglich den Kostenunterschied darstellen. Es bestehen sonst keine weiteren Beziehungen zu diesem Anbieter. Es gibt sowohl günstigere als auch teurere Anbieter. TDI Motor 1629,54 € Erdgas Motor 1680,52 €
Differenz 50,98 €
Kraftstoffverbrauch:
Für die Verbrauchskosten wurde ein Durchschnittswert der letzten Wochen ermittelt.
Dieselkraftstoff 1,459 €/Liter
Erdgas 0,949 €/Liter
1 Kg Erdgas als Kraftstoff entspricht etwa 1,2 – 1,3 Liter Dieselkraftstoff.
Der Energiegehalt zählt.
Um die Angaben vergleichen zu können muss man den Heizwert der Brennstoffe miteinander
vergleichen.
Bei Erdgas liegt dieser bei 11,3 – 13 KWh /kg
bei Diesel liegt dieser bei 11,8 – KWh / kg
Um den Gleichen Heizwert zu erlangen wie 5 kg Erdgas braucht man 6 Liter Diesel.
Erdgas ist derzeit als Kraftstoff konkurrenzlos günstig. Das liegt daran, dass es bis 2018 in der Öko-
Mineralölsteuer einen vergünstigten Tarif hat.
TDI Motor:
7000 km Laufleistung pro Monat x12 Monate = 84 000 km/ Jahr gerundet auf 85000/Jahr.
Verbrauch von 7,0 Liter/ 100km Fahrleistung.
= 850 850 x 7 Liter = 5950 Liter
5950 Liter x 1,4599 €/Liter =8681,05 Euro
Erdgas – Motor:
Laut Herstellerangaben verbraucht der Motor bei gemischter Fahrweise ( Stadt + Überland) 5,8 kg
auf 100km. Dieser Wert wurde Fairness halber wie bei Diesel auch auf ein realistisches Niveau
angehoben auf 7,0kg / 100km
5950 kg x 0,949€/kg = 5646,55 €
Differenz = 3034,50 €
In der Praxis werden Firmen mit großen Kraftstoffverbrauch ein Rabatt gewährt. Dies wurde uns
bei Diesel von den Ausbildungsbetrieben bestätigt. Die Forschungen haben ergeben, dass dies auch
für Erdgas zutrifft. Also dadurch keine Vorteile für einen Kraftstoff.
Zur Verdeutlichung ein Beispiel:Wenn man für 10,00 € tankt:
Mit Erdgas kommt man 150,53 Km
Mit Diesel kommt man 97,91 Km
Differenz: 52,62 Km
Jährliche Kosten
TDI Erdgas Differenz
Kraftstoff 8681,05 5646,55 3034,50
Steuer 108,00 135,00 127,00
Versicherung 1629,54 1680,52 50,98
10418,59 7462,07 2956,52
Anschaffungskosten 21118,45 22883,70 1765,25
Alle Angaben Bruttopreise incl. Steuern
Abgaswerte:
Bei der Verbrennung von Dieselkraftstoff werden Rückstände verschiedenster Art gebildet.
Abhängig sind diese u.a. von der Motorleistung, der Arbeitslast und der Motorauslegung. Durch
vollständige Verbrennung des Kraftstoffes kann die Schadstoffbildung enorm gesenkt aber nicht
ganz eingedämmt werden. Dazu tragen z.B. eine exakte Einspritzung, eine sorgfältige abgestimmtes
Kraftstoffgemisch, aber auch dessen optimale Verwirbelung bei. Bei einer realen Verbrennung
entstehen primär Wasser (H2O) und „ungiftiges“ (CO2) Kohlenstoffdioxid. Sekundär entstehen
jedoch auch Kohlenstoffmonoxid (CO); unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC), Stickoxide (NOx),
Schwefeldioxid (SO2), Schwefelsäure (H2SO4) und Ruß vor allem Rußpartikel
Bei einer vollständigen Verbrennung von Erdgas auch als CNG (Compressed Natural Gas)
bezeichnet, entsteht aus CH4 die Produkte Wasser und CO2
Bei der Verbrennung von Kraftstoff emittiert der Dieselmotor den wahrscheinlich gefährlichsten
Schadstoff, der bei der Verbrennung von Kraftstoffen entsteht. Dieselruß.
Der Ruß ist deshalb so gefährlich, weil die Partikel Größe
(Durchmesser < 1 Mikrometer = mm )
so klein sind und beim Einatmen tief in die Lunge eindringen. Daher ist der Ruß stark
Krebserregend
Pro Liter Diesel werden 13% mehr CO2 Emissionen ausgestoßen als bei der Verbrennung von 1
Liter Benzin
Anfang der 90er Jahre lag der Anteil von Dieselfahrzeugen bei 15% (gemessen an der Zahl der
Neuzulassungen) Heute liegt sie bei 45% der Neuzulassungen.
In Deutschland sind derzeit ca. 30000 Erdgasfahrzeuge in Betrieb von Weltweit ca. 3000000 das
sind 1%
Die CO2 – Abgaswerte für unseren Vergleichsfahrzeuge liegen bei:
TDI 1,6 l Motor mit 75 KW : 149 g/km
Erdgas 2,0 l Motor mit 80 KW : 157 g/kmDiese Angaben sind Herstellerangaben für ein Kombienierte Fahrweise
(Inner- und Außerorts verkehr)
Der Erdgasmotor hat hier leicht höhere Werte. Dies ist mit seinem Großen Hubraum zu erklären.
Diese Motorvariante ist jedoch die einzig angebotene.
Weitere Vor- und Nachteile von Erdgasantrieb
Vorteile Nachteile
Problemlose Einfahrten in Um- schwerer Motor
weltzonen eingeschränkte Verfügbarkeit im
Motor verbrennt sparsamer und benachbartem EU Ausland
effizienter In Deutschland ca. 900 Tankstel-
Kommunen und Energieversorger len
fördern oft den Umbau bzw. die höhere Anschaffungskosten beim
Neuanschaffung Fahrzeug
grünes Image einer Firma kann
beworben und positiv „verkauft“
werden, dadurch Vorteile bei
Kunden/Geschäftspartnern
Partikelfreie Abgase
Weniger Fahrgeräusche/Lärm
Weniger Verbrauch an Motoröl
wie Dieselmotoren
Betrieb auch mit CO2 neutralem
Biogas möglich
Gas wird in Pipelines transpor-
tiert, der wegfallende Transport
mit LKW entlastet die UmweltPersönliche Stellungnahme
Unser Projekt hatte das Ziel herauszufinden, wie viel CO2 man einsparen kann, wenn man
alternative Kraftstoffe verwendet. Das Thema war jedoch sehr umfangreich und wurde auf Grund
eines Zeitplans und der zu vergebenden Arbeiten auf den Kraftstoff Erdgas beschränkt. Hierzu
wurden grob in 3 Fachgebiete unterteilt: Umweltaspekte, Technische Aspekte und Kostenrechnung.
Diese Fachgebiete wurden eigenständig erarbeitet und am Ende zusammengefügt. Es wurden in
mehreren Sitzungen die Ereignisse vorgestellt und diskutiert und am Ende eine gemeinsame
Projektarbeit erstellt. Schwierigkeiten ergaben sich dadurch, dass das Thema absolutes „Neuland“
für uns war und wir uns langsam mit einem komplett neuem Fachgebiet auseinander setzten
mussten. Hierzu wurden die unterschiedlichsten Quellen herangezogen. Die Arbeit stellte daher eine
Herausforderung dar. Diese wurde jedoch von uns mit Freude bearbeitet. Es liegt Ihnen nun eine
Arbeit vor, die wir nach bestem Verständnis und Wissen zusammengestellt haben. Die Arbeit stellte
sich als sehr interessant heraus, obwohl wir zu anfangs von nichts eine Ahnung hatten und nicht
wussten wo wir anfangen sollten. Wir sind dadurch keine Experten geworden, könnten aber jetzt
mit dem einen oder andern Fachbegriff etwas anfangen.
Empfehlung
Nach bearbeiten unseres Themas sind wir für uns zu dem Entschluss gekommen, das vieles für den
Treibstoff Erdgas spricht, man aber trotzdem genau überlegen muss, ob es der richtige Antrieb für
seine Ziele ist. Die CO2 die direkt ausgestoßen werden sind nicht niedriger als bei einem
vergleichbaren Diesel PKW. Jedoch die Gesamtbilanz ergibt, das der Erdgasmotor
umweltfreundlicher ist. Für unsere beschriebene Ausgangssituation mit den 30 PKWs empfehlen
wir eine Testphase durchzuführen. Die Mehrkosten für die Autoerdgasanschaffung amortisieren sich
bereits innerhalb eines Jahres. Die Fahrzeuge haben eine Leasingzeit von 2-3 Jahren je nach
Laufleistung. Also würden nach unseren Rechnungen sich garantiert Kosten einsparen.
Daher schlagen wir vor, die nächsten fünf Fahrzeuge, die angeschafft werden sollten über
Erdgasantrieb verfügen. Nur so kann man für sich persönlich herausfinden, ob es genügend
Tankstellen gibt, ob ein Auto wartungsanfällig ist, man mit dem Antrieb und mit dem Fahrverhalten
zufrieden ist.Quellenangaben autokostencheck.de autogaszentrum-donau.de erdgas-mobil.de gib_gas.de erdgas-tanken.de sw-wallduern.de clever-tanken.de gas-tankstellen.de volkswagen.de erdgas-mobil.de KFZTech.de gas-tanken.info evf.de huk24.de
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