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, S6

Vorteile 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/km

Diese 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-

weltzonen

Motor verbrennt sparsamer und

effizienter

Kommunen und Energieversorger

fördern oft den Umbau bzw. die

Neuanschaffung

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 Umwelt

schwerer Motor

eingeschränkte Verfügbarkeit im

benachbartem EU Ausland

In Deutschland ca. 900 Tankstel-

len

höhere Anschaffungskosten beim

Fahrzeug

Persönliche 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