Autogas

mini|Autogas-Tankanlage

Autogas (im internationalen Sprachgebrauch kurz LPG, aus dem Englischen Liquefied Petroleum Gas oder GPL, aus dem französischen Gaz de pétrole liquéfié) bezeichnet zum Einsatz in Fahrzeug-Verbrennungsmotoren vorgesehenes Flüssiggas, ein variables Gemisch, das hauptsächlich aus Butan und Propan besteht.

Nicht als Autogas bezeichnet werden verdichtetes Erdgas für Erdgasfahrzeuge (CNG, aus dem Englischen Compressed Natural Gas) sowie heruntergekühltes Flüssigerdgas (LNG, aus dem Englischen Liquefied Natural Gas), mit denen ebenfalls Verbrennungsmotoren betrieben werden können.

Name und Herkunft Die Hauptbestandteile des Autogases, Propan und Butan, sind bei Raumtemperatur unter vergleichsweise geringem Druck (unter 10 bar) flüssig und damit sehr wirtschaftlich transportierbar. Daher spricht man von Flüssiggas. Unter Normaldruck verdampfen sie und können als gasförmiger Brennstoff genutzt werden.

Diese Gase fallen bei der Erdgas- und Erdölförderung als „nasses Bohrgas“ sowie bei der Raffinierung von Erdöl (z. B. zur Gewinnung von Benzin oder Diesel) als Nebenprodukt an. Ursprünglich war ihr wirtschaftlicher Wert so gering, dass sie an Ort und Stelle abgefackelt wurden. Doch mittlerweile werden sie, unter Druck verflüssigt, in verschiedensten Bereichen als Energieträger und als Rohstoff der chemischen Industrie genutzt.

Die Europäische Union definiert in der Verordnung (EG) Nr. 1099/2008 LPG als „Leichte Kohlenwasserstoffe auf Paraffinbasis, die als sekundäre Produkte in Raffinierungsprozessen sowie bei der Stabilisierung von Rohöl und bei der Verarbeitung von Erdgas entstehen; dabei handelt es sich in erster Linie um Propan und/oder Butan. Propylen, Buten, Isobuten und Isobutylen können ebenfalls vorkommen. Für Transport und Lagerung wird LPG im Allgemeinen unter Druck verflüssigt.“

Flüssiggas als Kraftstoff mini|Ostberliner Gastankstelle 1948 mini|Mit Gas angetriebener Pkw 1946, als Tank dienen zwei Gasflaschen auf dem Dach

Flüssiggas (Butan/Propan) findet Anwendung als Kraftstoff für Ottomotoren. Die erste deutsche Gastankstelle wurde 1935 in Hannover in Betrieb genommen.Olaf Grohmann, Geschichte der Wasser- und Energieversorgung der Stadt Hannover: Von den Anfängen bis zur Gegenwart, Hannover 1991, S. 217. Bereits in den 1970er Jahren war es in Italien und den Niederlanden weit verbreitet.

Es verbrennt etwas umweltfreundlicher als Benzin. Auch unter Berücksichtigung des volumenbezogenen Mehrverbrauchs verringert sich der Schadstoffausstoß von Stickoxiden um etwa 80 % und der von unverbrannten Kohlenwasserstoffen um ca. 50 %. Eine Abgasnachbehandlung für EU 6 oder höher erfordert wesentlich höhere Reduktionen und ist daher auch für LPG-Motoren zwingend. Durch den geringeren Kohlenstoffanteil im Kraftstoff verringern sich die CO2-Emissionen um etwa 10 %.

Im direkten Vergleich mit Benzin entsteht je nach Gasanlage (siehe unten) ein volumetrischer Mehrverbrauch von 5 bis 20 % für LPG, bedingt durch die geringere Dichte und den geringeren Energiegehalt pro Liter Flüssigkeitsvolumen im Vergleich zu Benzin. Benzin hat eine Dichte von ca. 0,76 g/cm³, Flüssiggas je nach Mischungsverhältnis zwischen 0,58 und 0,60 g/cm³ unter Druck. Die geringere Dichte des LPG wird teilweise durch den höheren Heizwert von ca. 46 MJ/kg (12,8 kWh/kg) gegen 42 MJ/kg (12 kWh/kg)Richard van Basshuysen (Hrsg.): Ottomotor mit Direkteinspritzung – Verfahren · Systeme · Entwicklung · Potenzial. 3. Auflage. Springer Vieweg, Wiesbaden 2013, ISBN 978-3-658-01408-7, S. 191. kompensiert. Bei neueren Systemen mit direkteinspritzenden Düsen wird je nach verbauter Anlage kein Startbenzin oder Benzin während des Betriebes benötigt.

Zuerst war LPG bei privaten Taxis (z. B. alle Taxis in Istanbul und Bangkok) sehr verbreitet, sowie in staatlichen Taxis und Fahrschulwagen in den späten 1970er und in den 1980er Jahren in der DDR, später im privaten Kfz-Bereich, in den 1980er Jahren in Österreich aufgrund günstiger Preise. Wegen der höheren Besteuerung für Privatfahrzeuge wurde es in Österreich wieder uninteressant. Die Wiener Linien hatten ab 1977 alle Busse auf Flüssiggasantrieb umgestellt, da für öffentliche Fahrzeuge Autogas steuerfrei blieb. Seit 2013 wurde dies wieder aufgegeben.

Heute ist Flüssiggas als Kraftstoff in den meisten europäischen Ländern etabliert. Nach einer längeren Wachstumsphase stagnierte die Zahl der Autogas-Pkw und LPG-Tankstellen in den letzten Jahren und ist seit 2017 sogar leicht rückläufig. Dies hängt nach allgemeinen Schätzungen besonders mit der allgemeinen Unsicherheit bezüglich einer möglichen Steuererhöhung auf Autogas und der gleichzeitigen Förderung der Elektromobilität zusammen.

Bis Ende 2018 wurde Flüssiggas (LPG/Autogas) als Kraftstoff in Deutschland mit 18 Cent/kg (= 9,74 Cent/l) besteuert. Anfang Juni 2017 stimmte der Bundestag für eine Verlängerung der Förderung von Autogas über 2018 hinaus, jedoch in abnehmendem Umfang. Deshalb steigt die Steuer seit 2019 um 2,47 Cent/l pro Jahr bis auf 40,9 Cent/kg (= 22,1 Cent/l) im Jahr 2023 (alle Steuersätze jeweils zzgl. MwSt.). Seit 2023 gibt es für Autogas keine Steuervorteile mehr; die Besteuerung wurde mit der letzten Erhöhung auf 22,09 Cent pro Liter angehoben. In der Schweiz wird Flüssiggas seit 2008 steuerbegünstigt. Dadurch wurde der Treibstoff dort um ca. 0,25 Franken/Liter – d. h. um 0,40 Franken je Liter Benzinäquivalent – günstiger.

Fahrzeugumrüstung mini|Reserveradmuldentank mini|Twingo mit Zylindertank

Ende der Einzelabnahmen Seit dem 1. Oktober 2017 ist die Einzelabnahme einer Umrüstung (Begutachtung nach § 21 StVZO) nicht mehr erlaubt. Der Betrieb eines Kfz mit einer neuen Autogasanlage ist nur noch zulässig, wenn der Anlagenhersteller für das jeweilige Kfz eine Zulassung nach der ECE R115-Norm hat. Vor dem Kauf einer Gasanlage bzw. vor dem Kauf eines ggf. umzurüstenden Kfz sollte daher unbedingt geprüft werden, ob es eine Gasanlage gibt, für welche die notwendigen Unterlagen für das jeweilige Fahrzeug verfügbar sind. Ausnahmen sind Fahrzeuge der Emissionsklasse Euro 2 und älter, oder einzelgenehmigte Fahrzeuge.

Anlageneinbau In fast jedes Fahrzeug mit Ottomotor kann eine Flüssiggasanlage eingebaut werden. Der Einbau in einen Pkw ist technisch einfach. Üblicherweise entstehen Kosten von etwa 1800 bis 3500 Euro, abhängig von Zylinderzahl, Leistung und der zu erreichenden Abgasnorm.ADAC: , abgerufen am 5. März 2017. Bei Dieselfahrzeugen ist die Umrüstung etwas teurer. Hier sind mit ungefähr 4000 Euro Umrüstungskosten zu rechnen, da der Aufwand aufgrund der fehlenden Zündung höher ist als bei Benzinfahrzeugen.

Das Leergewicht einer LPG-Anlage beträgt etwa 40 kg.GTÜ Gesellschaft für Technische Überwachung mbH: , abgerufen am 5. März 2017.

Gastank Für den Tank gibt es verschiedene Einbaumöglichkeiten: In der Reserveradmulde (20 bis 125 Liter), das wegfallende Reserverad sollte dann durch ein Pannenspray oder Runflatreifen ersetzt werden oder in eine passende sogenannte „Reserveradtasche“ im Stauraum platziert. Im Kofferraum (10 bis 230 Liter), meist in Zylinderform.autogas-umruestungen.de: , abgerufen am 5. März 2017. Unterflurtanks: Sie werden hauptsächlich bei Personenkraftwagen verwendet, bei denen sich das Ersatzrad unter dem Fahrzeug befindet. auf dem Dach: insbesondere bei Bussen Autogas-Tanks müssen zu ca. 20 % ungefüllt bleiben, um ein Puffervolumen zu haben, wenn die Behältertemperatur ansteigt. Das Puffervolumen und die Druckfestigkeit der Tanks sind so ausgelegt, dass sie je nach Größe der Tanks eine Temperatur von 60 bis 70 °C überstehen. So kann z. B. ein 60-Liter-Tank nur mit maximal 48 Litern befüllt werden. Das wird mit selbsttätigen Füllvolumenbegrenzern („Füllstop“) erreicht. Eine weitere Sicherheitsmaßnahme ist ein Überdruckventil, welches bei ca. 27 Bar Überdruck Gas oder Flüssiggas in kurzen Stößen in die Umgebung (und damit außerhalb des Fahrzeugs) entweichen lässt.

Reichweiten Der Literverbrauch im Gasbetrieb ist ca. 20 % höher und der Kilogrammverbrauch niedriger als im Benzinbetrieb. Beim Umbau bleibt das Benzinversorgungssystem vollständig erhalten, so dass zwischen Benzin- und Flüssiggasbetrieb umgeschaltet werden kann (Bivalenter Antrieb) und nach Leerfahren eines Tanks noch der jeweils andere zur Verfügung steht. Dadurch können auch Autogas-PKW Gesamtreichweiten von über 1000 km erreichen.

Umschalter Bei einem Kaltstart läuft der Motor zunächst im Benzinbetrieb und schaltet nach wenigen Minuten automatisch auf Gasbetrieb um, wenn der kleine Kühlwasserkreislauf eine Temperatur von etwa 35–50 °C erreicht hat. Dies ist notwendig, damit das Flüssiggas beim Expandieren und Verdampfen im Druckminderer nicht gefriert. Bei warmem Motor kann während der Fahrt jederzeit manuell zwischen Benzin- und Flüssiggasbetrieb umgeschaltet werden. Bei leerem Gastank schaltet die Steuerung in der Regel automatisch auf Benzinbetrieb zurück und gibt eine Warnung aus.

Additiv Bei Fahrzeugen mit einer ungünstigen Materialpaarung zwischen den Legierungen von Ventil und Ventilsitz wird neben der unbedingten Einhaltung des mittleren Drehzahlbereichs im Fahrbetrieb auf Autogas die zusätzliche Beimischung eines Additivs empfohlen. Die elektronisch gesteuerten Systeme sind komplex, da die Additivdosis auf Basis der Motorlast errechnet und eingespritzt wird. Grundsätzlich gilt das „1 ‰-Beispiel“. Wenn bei einer Fahrstrecke von 1000 km ein Gasverbrauch von 100 Litern Gas anfällt, beträgt die optimal beigemischte Additivmenge 100 ml. Der Verbrauch an Additiv ist somit im Verhältnis zum verbrauchten Gas linear. Dies bringt mit sich, dass bei Fahrzeugen mit höherem Verbrauch an Autogas entsprechend der Additivverbrauch größer ist.

Kurz bevor der mit Additiv befüllte Behälter leer ist, nimmt sich die Dosierpumpe automatisch außer Betrieb und sendet ein Signal an das Steuergerät. Dieses leitet dann die Umschaltung auf den Benzinbetrieb ein. So wird verhindert, dass im Autogasbetrieb ohne Additiv gefahren wird. Neben dem Signal der LED, welche im Armaturenbrett platziert wird, warnt ein Summer den Fahrer, dass der Additivbehälter bald leer ist. So bleibt genug Zeit, um das Additiv wieder aufzufüllen.

Elektronisch gesteuerte Systeme geben nur dann Additive zu, wenn der Fahrer auf Autogas fährt. Das Additiv wird folglich nur dann verbraucht, wenn auf Autogas gefahren wird.

Einige Umrüster empfehlen zusätzlich den Einbau von Additiv-Beimengern in den Ansaugtrakt oder die Zugabe eines Additives in den Benzin- und Gastank, um den Verschleiß der Ventile und Ventilsitze bei veränderter Kraftstoffart und Verbrennungsbedingungen zu verringern, da die Verbrennungszeiten bei gleichem Kraftstoff-Luftgemisch über denen von Benzin liegen. Somit werden die Auslassventile thermisch wesentlich mehr belastet. Bei einigen Fahrzeugen sind die Ventilsitze deutlich weniger temperaturbeständig als bei anderen Fahrzeugen (sog. Weichventilsitzer), so dass es im Gasbetrieb unter Umständen zu einem Motorschaden kommen kann. Höhere Verbrennungszeiten und ein daraus resultierender Motorschaden lassen sich von vornherein vermeiden, wenn eine eingebaute Gasanlage im oberen Lastbereich entsprechend „fetter“ (Lambdawert < 1) eingestellt wird. Hin und wieder soll beim Verbrauch von Autogas gespart werden, und das Gemisch wird zu „mager“ eingestellt. Das führt häufig zum Motorschaden oder langfristig zum vorzeitigen Verschleiß der Ventile. Alternativ zum Einbau eines Additiv-Beimengers gibt es Gasanlagen, die im Gasbetrieb geringe Mengen Benzin beimengen. Die für das jeweilige Fahrzeug notwendige Benzinmenge ist einstellbar. Einige Autogasanlagen schalten bei hoher Drehzahl auch komplett auf Benzinbetrieb um, und wieder auf Autogas, sobald die Drehzahl wieder niedriger ist.

Nachteile