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PKW: Diesel oder Benzin?

Dieser kurze Artikel befasst sich mit der Frage, welche Vor- und Nachteile Dieselkraftstoff im Vergleich zu Superbenzin bei PKW mit Verbrennungsmotoren hat.

Dieselmotoren haben gegenüber Ottomotoren (Benzinmotoren) grundsätzlich den Vorteil eines höheren Wirkungsgrades, d.h., bei gleicher Motorleistung (gemessen in kW = Kilowatt oder PS) ist der Kraftstoffverbrauch (gemessen in Litern pro 100 km) um etwa 20 bis 30 % geringer. Dieselkraftstoff ist in Deutschland auch etwas billiger als Superbenzin (in Euro pro Liter), insbesondere wegen der niedrigeren Besteuerung. Andererseits sind Dieselmotoren in der Anschaffung teurer als Ottomotoren.

Die im Folgenden gemachten Zahlenangaben basieren im Wesentlichen auf Angaben in den Wikipedia-Artikeln "Dieselkraftstoff" bzw. "Motorenbenzin" (abgerufen 2018-03-09).

Wichtige physikalische und chemische Daten

Relevante Daten sind insbesondere der Siedebereich, die Dichte und die chemische Zusammensetzung (insbesondere das Verhältnis Kohlenstoff zu Wasserstoff). Dieselkraftstoff siedet erheblich höher (Bereich etwa 170 ... 390 °C, 50-%-Wert ca. 270 °C) als Superbenzin (Bereich etwa 30 ... 215 °C, 50-%-Wert ca. 100 °C). Dieselkraftstoff hat eine höhere Dichte (ca. 0.820 ... 0.845 kg/L) als Superbenzin (ca. 0.720 ... 0.775 kg/L, alle Angaben für 15 °C). Ein typischer Bestandteil von Dieselkraftstoff ist Hexadecan (Cetan), Summenformel C16H34, ein unverzweigter, gesättigter Kohlenwasserstoff. Ein typischer Bestandteil von Superbenzin (ROZ 95) ist Isooctan (ROZ 100), Summenformel C8H18, ein verzweigter, gesättigter Kohlenwasserstoff (2,2,4-Trimethylpentan). Generell ist der relative Kohlenstoffanteil in Dieselkraftstoff ein wenig höher als in Superbenzin.

Heizwert

Bei Brennstoffen unterscheidet man Heizwert und Brennwert. Es geht dabei um die bei vollständiger Verbrennung freiwerdende Wärmeenergie. Die Oxidationsprodukte von Kohlenwasserstoffen sind Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O), vollständige Verbrennung vorausgesetzt. (Bei unvollständiger Verbrennung entsteht auch das hochgiftige Kohlenmonoxid, CO.) Das Kohlendioxid entsteht stets gasförmig. Je nach dem verwendeten "Ofen" kann Wasser als Wasserdampf (gasförmig) freigesetzt werden oder zu flüssigem Wasser kondensiert werden, wobei dann zusätzlich Kondensationswärme frei wird. Im ersteren Fall spricht man von Heizwert, im letzteren Fall von Brennwert. Der Brennwert ist also um die Kondensationswärme des Wassers größer als der Heizwert, was z.B. in modernen Brennwertkesseln zur Wohnraumbeheizung genutzt wird. Bei Kfz-Motoren entweicht hingegen das Wasser als Dampf, so dass nur der Heizwert genutzt werden kann.

Heizwert von Dieselkraftstoff (Quelle: Wikipedia): 43.0 MJ/kg (11.9 kWh/kg, 34.7 MJ/L), 9.7 kWh/L. Kohlendioxidemissionen bei Verbrennung: 2.65 kg/L.

Heizwert von Superbenzin (Quelle: Wikipedia): 40.1 ... 41.8 MJ/kg (11.1 ... 11.6 kWh/kg, ca. 30.5 MJ/L), 8.5 kWh/L. Kohlendioxidemissionen bei Verbrennung: 2.32 kg/L.

Emissionen

Kohlendioxid: Wegen des höheren Wirkugsgrades des Dieselmotors und des daraus folgenden geringeren Kraftstoffverbrauchs ist bei gleicher Motorleistung der Kohlendioxidausstoß von Dieselmotoren rund 20 % kleiner als der von Ottomotoren, bezogen auf die gleiche Fahrstrecke (z.B. 100 km).

Stickoxide, NOx, stellen nur bei Dieselmotoren ein Problem dar. Es handelt sich dabei um ein Gemisch von Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2).

Beim SCR-Verfahren reagieren Stickoxide mit wässriger Harnstofflösung (AdBlue®; Harnstoff: (NH2)2CO) bzw. dem daraus gebildeten Ammoniak (NH3) unter Bildung von Stickstoff (N2) und Wasser.


BKi, 2018-03-10




 

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Letzte Änderung: 2018-03-10