Benzin / Diesel
©stu2008/08/07 (last update)
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In 1 Liter Benzin steckt die Sonnenenergie, die 23 Tonnen Pflanzen vor Millionen Jahren gespeichert haben.

Bei der fraktionierten Kondensation werden in der Raffinerie folgende Gemische von KWSt. erhalten:

Siedebereich
Verwendung
Flüssiggas
unter 30°C
Heizgas für Industrie und Haushalt
Petrolether
40 70°C
Putzbenzin, Lösungsmittel
Leichtbenzin
60 100°C
Gewinnung von Benzen, 
Herstellung von Gasen durch Cracken, Lösungsmittel
Mittelbenzin
70 150°C
Vergaserkraftstoff (Benzin) 
Lösungsmittel
Schwerbenzin
120 180°C
Treibstoff für Düsenflugzeuge, 
Lösungsmittel
Kerosin (Petroleum)
150 280°C
Flugturbinentreibstoff 
Lösungsmittel, leichtes Heizöl
Gasöl
250 350°C
Dieseltreibstoff, Heizöl
Rückstand
über 350°C
Durch Vakuumdestillation: Gewinnung von Motoröl, schwerem Heizöl 
Rest: Bitumen ("Teer")

Benzin

Benzin ist also ein Gemisch flüssiger KWSt. mit Siedetemperaturen zwischen ca. 70 °C und 150 °C. Da die KWSt.-Moleküle im Benzin ziemlich klein sind, verdampft Benzin leicht und ist leicht entzündlich. Wenn Benzin verbrennt, dann brennen die Dämpfe über der Flüssigkeit. (Siehe auch 4. Klasse)

Seit  2006 müssen in Österreich 5% "Bio-Ethanol" zugesetzt werden. Dieses Ethanol wird aus landwirtschaftlichen Produkten (stärkehaltigen oder zuckerhaltigen Pflanzen) durch Gärung hergestellt.
Der Zusatz von "Bio-Ethanol" ist wirtschaftlich und ökologisch umstritten und führt zu einer Erhöhung der Treibstoffpreise.


Die Oktanzahl (OZ) ist ein Maß für die Klopffestigkeit von Benzin. Sie wird mit einem Prüfmotor für den jeweiligen Treibstoff gemessen. Der Prüfmotor ist "geeicht" mit Gemischen aus n-Heptan (OZ 0) und 2,2,4-Trimethylpentan (OZ 100). 
Ein Gemisch von 10% n-Heptan und 90% 2,2,4-Trimethylpentan hat die Oktanzahl 90.

Oktanzahl Oktanzahl
n-Pentan 62 Cyclohexan 77
2-Methylbutan 90 Cyclopentan 85
2,2,3-Trimethylbutan 100 Benzen 106
n-Heptan 0 Toluen 109
n-Octan -17 2-Methyl-1-penten 83

Durch Reformieren und Cyclisieren lässt sich die Oktanzahl des Primärbenzins erhöhen: 

Vergleiche die OZ der Ausgangsstoffe mit der OZ der Reaktionsprodukte. Benenne die Stoffe.


Stärker verzweigte, ungesättigte und aromatische KWSt. haben höhere OZ, das heißt, sie entzünden sich beim Verdichtungstakt nicht vorzeitig von selbst ("Klopfen"). 
Auch der Zusatz von Benzen, Toluen und Alkoholen zu Benzin erhöht die OZ.

Diesel

Diesel besteht aus flüssigen Kohlenwasserstoffen mit einer Siedetemperatur von ca. 250 °C bis ca. 350 °C. Im Sommer werden mehr KWSt. mit höherer Siedetemp. zugegeben. Beim "Winterdiesel" dürfen keine KWSt. mit hoher Siedetemp. zugegeben werden, da diese bei großer Kälte fest werden und das Treibstoff-System lahmlegen können.

Seit 2006 müssen in Österreich dem Diesel-Treibstoff  5% "Bio-Diesel" zugesetzt werden. Dieser Biodiesel wird aus pflanzlichem Öl (Rapsöl oder Altspeiseöl) durch Umestern mit Methanol hergestellt. (Siehe auch Fette & Öle)
Der Zusatz von "Biodiesel" verteuert allerdings den Treibstoff. Eine umstrittene schwedische Studie ergab, dass die Abgase von Biodiesel krebserregend seien.

Da es in Europa zu wenig Biodiesel gibt, müssen Pflanzenöle importiert werden. Wenn zur Produktion pflanzlicher Öle z. B. in Indonesien Wälder gerodet werden, dann fallen die Bäume als Konsumenten von CO2 aus und der "Biodiesel" begünstigt den Treibhauseffekt. Die Produktion von Biodiesel ist nur dann ökologisch sinnvoll, wenn er in Europa produziert wird und dafür keine Wäder gerodet werden!
Der Zusatz von "Bio-Diesel" ist auch wirtschaftlich umstritten und verteuert den Treibstoff.


Die Cetanzahl beschreibt die Zündwilligkeit eines Dieselkraftstoffes. Je höher die Cetanzahl, desto leichter und schneller entzündet sich der Diesel nach dem Einspritzen in die verdichtete Luft im Zylinder. "Cetan" (Hexadecan) hat die Cetanzahl 100 (es zündet am besten) und Methylnaphthalin hat die Cetanzahl 0 (zündet am schlechtesten). Dieselkraftstoff sollte mindestens eine Cetanzahl von 50 haben. Würde die Cetanzahl erhöht (die Automobilindustrie fordert dies), so könnten die Emissionen von Ruß und unverbrannten Kohlenwasserstoffen um 20 bis 26% vermindert werden.

Neue Diesel-Zusätze:
Eine neue Diesel-Sorte ("Shell V-Power") enthält 5% GTL (Gas To Liquid = Aus Erdgas hergestellter Diesel), soll das Verkoken der Einspritzdüsen verhindern und zu einem merkbaren Leistungsplus führen. Auch BP bietet ein Produkt an, das mehr Leistung, weniger Verbrauch und weniger CO und KWSt.-Emissionen verspricht.( Der Standard 3. 7. 2004)

Sunfuel

In der BRD gibt es bereits eine Anlage, die die gesamte Pflanze (also nicht nur Zucker oder Öl) in einen Treibstoff umwandelt. Dabei wird zuerst aus dem organischen Material ein Gas hergestellt (CO und H2). Daraus wird dann in einem zweiten Schritt ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen hergestellt. Dieser Treibstoff hat eine ganz genau definierte Zusammensetzung. Für diesen Sunfuel versuchen VW und Mercedes einen Motor zu bauen der die Vorteile des Benzin- und des Dieselmotors vereint.

Benzin & Diesel aus Kohle

Ein altes Verfahren, das im 2. Weltkrieg in Deutschland und zur Zeit der Apartheid in Südafrika aus Mangel an Erdöllieferungen angewandt wurde, ist das "Fischer-Tropsch" Verfahren. Dabei wird Kohle "katalytisch hydriert", d. h. es wird in Gegenwart eines Katalysator aus Kohlenstoff und Wasserstoff ein Gemisch flüssiger Kohlenwasserstoffe gewonnen. Damit verlagert sich die Rohstoff- und Umweltproblematik allerdings auf die Herstellung von Wasserstoff, der nur mit großem Energieaufwand hergestellt werden kann.

Biokraftstoff-Erträge pro Hektar Ackerfläche pro Jahr
(Quelle: Kurier / Wien 7. 10. 2005)

 
Biodiesel aus Raps 1300 Liter
Ethanol aus Getreide 2500 Liter
Sunfuel aus Biomasse 4046 Liter

 

Die Wirtschaftlichkeit und die Umweltfreundlichkeit von Biosprit, Biodiesel, etc. ist umstritten:

Die derzeitigen Preise werden nur durch steuerliche Begünstigungen erreicht.

Für eine Beurteilung der Umweltfreundlichkeit müsste man auch den Energieaufwand und die Umweltbelastung, die zur Herstellung dieser Treibstoffe nötig sind, berechnen.

Da denitrifizierende Bakterien (ernähren sich von Stickstoffdünger) den Dünger zu "Lachgas" (N2O) abbauen, wird statt CO2 das wesentlich treibhauswirksamere N2O in die Atmosphäre gebracht (siehe Artikel rechts).
 
 
 

Die vernünftigste Art der Gewinnung von "Bioenergie" ist wohl die Gewinnung von Biogas, also CH4 aus landwirtschaftlichen Abfällen und Speiseresten. Aus Speiseresten lässt sich daneben noch "Biodiesel" gewinnen.

CO2 muss ja nicht unbedingt bei Treibstoffen eingespart werden, wenn man eine gleiche Menge Kohlendioxid durch Methan beim Heizen bzw. bei der Stromgewinnung einsparen kann.


siehe auch 4. Klasse: Treibstoffe
siehe auch 4. Klasse: Erdöl
siehe auch "Diesel - Abgasreinigung"
siehe auch  "Wasserstoffauto"
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