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Kraftstoff

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Ein Kraftstoff (auch Treibstoff) ist ein Brennstoff, dessen chemische Energie durch Verbrennung in Verbrennungskraftmaschinen (Verbrennungsmotor, Gasturbine, …) und Raketentriebwerken in mechanische bzw. kinetische Energie umgewandelt wird.

Kraftstoffe werden überwiegend zum Antrieb von Fortbewegungsmitteln (Kraftfahrzeug, Flugzeug, Schiff, Rakete) verwendet. Da sie jeweils mittransportiert werden müssen, werden häufig Stoffe mit einer hohen Energiedichte eingesetzt. Aber auch stationäre Verbrennungsmotoren werden mit ihnen betrieben.

Bei der Verbrennung wird als Oxidator meist der Luft-Sauerstoff verwendet, teils, vor allem bei Raketen, aber auch ein eigener Oxidator wie verflüssigter Sauerstoff, Lachgas oder Salpetersäure.

Nomenklatur

Die Abgrenzung des Begriffes Kraftstoff zu dem Begriff Treibstoff ist nicht durchgängig einheitlich geregelt:

  • Als Kraftstoff wird normalerweise ein Stoff bezeichnet, der zur direkten Verbrennung in einer Verbrennungskraftmaschine genutzt wird. Besonders gängig ist der Begriff im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik.
  • Als Treibstoff wird normalerweise ein Stoff bezeichnet, der zum Antrieb eines Fortbewegungsmittels, seltener auch einer stationären Maschine, verwendet wird. Somit schließt der Begriff die Kraftstoffe mit ein. Besonders gängig ist der Begriff Treibstoff im Bereich der Schifffahrt und der Luft- und Raumfahrt.

In den meisten anderen Sprachen gibt es die Unterscheidung so nicht. So bedeutet z. B. im Englischen der Begriff fuel allgemein Brennstoff. Dies schließt Kraftstoffe (manchmal motor fuel genannt) und Treibstoffe (manchmal propellant genannt) mit ein.

Nicht als Kraftstoff bezeichnet werden üblicherweise Stoffe, die zwar als Energieträger für einen Antrieb dienen, bei denen aber keine chemische Energie freigesetzt wird, z. B. Wasser für eine Wasserturbine oder Uran für den Kernreaktor eines Nuklearantriebs.

Arten von Kraftstoffen

Flüssige Kraftstoffe

Gasförmige Kraftstoffe

Feste Kraftstoffe

Verfahren zur Herstellung oder Gewinnung von Kraftstoffen

{{#invoke:Vorlage:Anker|f |errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Anker |errHide=1}}Vergleich von Kraftstoffen

Für die Reichweite eines Fahrzeugs sind neben dem Wirkungsgrad seiner Aggregate u. a. das Volumen des Tanks und die darin gespeicherte Energie ausschlaggebend. Der physikalische Vergleich der Heizwerte (kWh pro m³) zeigt, dass flüssige Treibstoffe hinsichtlich ihrer Energiedichte optimal sind. Bei Gasen hängt der Energiegehalt stark vom Druck ab.

Name Aggregatzustand Dichte in
kg/m³<ref group="A" name="Mittelwerte">Für komplexe Stoffgemische sind Durchschnitts- bzw. Mittelwerte angegeben.</ref>
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Wasserstoff gasförmig (Normaldruck)   0,09<ref name="GESTIS_H2" /> 33,3   3 kWh/m³
Wasserstoff gasförmig (20 MPa) 33,3   530 kWh/m³
Wasserstoff flüssig 70,8<ref name="CRC_H2" /> 33,3   2351 kWh/m³
Erdgas H-Gas (CNG/GNV) gasförmig (Normaldruck)   0,81 13,0   10,5 kWh/m³
Erdgas L-Gas (CNG/GNV) gasförmig (Normaldruck)   0,82 11,3   9,3 kWh/m³
Erdgas gasförmig (20 MPa) 12,0 2580 kWh/m³
Autogas („Flüssiggas“) flüssig 540   12,8   6966 kWh/m³
Superbenzin flüssig 748<ref name="DIN_EN_228" /> 11,4<ref name="Reif" /> 8527 kWh/m³
Methanol flüssig 787<ref name="RÖMPP_MeOH" /> 5,53<ref name="Demirel_38" /> 4352 kWh/m³
Ethanol flüssig 789<ref name="RÖMPP_EtOH" />   7,43<ref name="RÖMPP_EtOH" /> 5862 kWh/m³
Benzin-Benzol-Gemisch flüssig 796   11,6   9300 kWh/m³
Diesel flüssig 833<ref name="DIN_EN_590" /> 11,9<ref name="Hoinkis" /> 9912 kWh/m³
Benzol flüssig 879<ref name="RÖMPP_Benzol" /> 11,1<ref name="Demirel_38" /> 9756 kWh/m³
Pflanzenöl flüssig 918<ref name="DIN_51605" /> 10,4<ref name="DIN_51605" /> 9547 kWh/m³

<references group="A" />

Die Möglichkeit, einen Treibstoff in einem Motor einzusetzen, hängt nicht nur von dessen Brennwert ab, sondern auch von der Auslegung des Motors und seiner Treibstoffzufuhr, den jeweiligen chemischen und physikalischen Eigenschaften des Treibstoffes und der ihm beigemischten Additive. Beispielsweise können sich Ventile und Ventilsitze, die für die Verbrennung von Benzin ausgelegt worden sind, bei Betrieb mit Erdgas oder Autogas (keine Beimischung von Additiven) schneller abnutzen, weshalb Fahrzeughersteller ihre Erdgasfahrzeuge mit speziellen für Erdgasbetrieb ausgelegten Motoren ausstatten.

Darüber hinaus werden Kraftstoffe nach dem Zündungsprinzip unterschieden, ob also Selbstzündung (Dieselmotor) oder Fremdzündung (Ottomotor) verwendet wird<ref>Michael Hilgers: Nutzfahrzeugtechnik: Alternative Antriebe und Ergänzungen zum konventionellen Antrieb, SpringerVieweg, Wiesbaden 2016, 71 Seiten, ISBN 978-3-658-14642-9, E-Book: (doi:10.1007/978-3-658-15492-9).</ref>. Ein weiterer wichtiger Diskussionspunkt bei der Verwendung alternativer Kraftstoffe ist die Frage, ob er sich in die bestehende Infrastruktur eingliedern lässt oder eine neue Infrastruktur erfordert. Besonders günstig in dieser Hinsicht sind alternative Kraftstoffe, die sich den bestehenden konventionellen Kraftstoffen aus fossilen Kohlenwasserstoffen beimischen lassen. Der Beimischungsanteil lässt sich dann „infrastrukturneutral“ allmählich anheben.

Ein entscheidender Aspekt bei der Bewertung der Kraftstoffe (konventioneller wie alternativer Kraftstoffe) ist die Kostensituation für den Verbraucher. Die Kraftstoffkosten sind stark von der nationalen Besteuerung abhängig und variieren je nach Land erheblich (siehe unten „Kraftstoffpreisentwicklung“).

Alternative Kraftstoffe

Als Alternative Kraftstoffe werden Kraftstoffe bezeichnet, die herkömmliche aus Mineralöl hergestellte Kraftstoffe ersetzen können.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Hierbei wird unterschieden zwischen Kraftstoffen aus fossilen Energieträgern, solchen, die aus biogenen Energieträgern hergestellt sind und vorrangig unter Nutzung erneuerbarer Energien hergestellten Kraftstoffen.

Alternative Kraftstoffe, die klimaschädlich sind

  • Erdgas (CNG) ist seit den 1990er Jahren in Deutschland verfügbar. In Argentinien, Brasilien und Italien fahren bereits Millionen Automobile damit. Der Vorteil von Erdgas liegt wie bei Autogas in der gegenüber Benzin und Diesel saubereren Verbrennung. Natürliches Erdgas ist aber wie Benzin und Diesel auch ein klimaschädlicher Kraftstoff, da bei der Verbrennung CO2 entsteht. Der Hauptbestandteil von Erdgas ist Methan, das klimaschädlich ist, wenn es in die Umwelt gerät, was bei Transport und Verwendung in Motoren häufig geschieht (siehe unten unter Methan).
  • Autogas besteht hauptsächlich aus Propan und Butan, die sehr gut zu transportieren sind. 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.

Erdgas und Autogas verbrennen zwar sauberer als Benzin und Diesel, sie sind aber klimaschädlich, da ihre Verbrennung das Treibhausgas CO2 erzeugt, das zur Erderwärmung beiträgt.

Alternative Kraftstoffe, die auch aus regenerativen Energiequellen hergestellt werden können

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    }}|#default= https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?title=Wikipedia:Defekte_Weblinks&dwl=https://www.energie-lexikon.info/methanol.html Die nachstehende Seite ist {{#switch:|no|0|=|dauerhaft }}nicht mehr abrufbar]{{#if:  | , festgestellt im {{#invoke:DateTime|format||F Y}} }}. (Suche im Internet Archive. )  {{#if: 
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         }}Vorlage:Toter Link/Core{{#switch: 
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}}}}{{#invoke:TemplatePar|check |all= url= titel= |opt= autor= hrsg= format= sprache= titelerg= werk= seiten= datum= abruf= zugriff= abruf-verborgen= archiv-url= archiv-datum= archiv-bot= kommentar= zitat= AT= CH= offline= |cat= {{#ifeq: 0 | 0 | Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Internetquelle}} |template= Vorlage:Internetquelle |format=0 |preview=1 }}</ref> Methanol wird von manchen Fachleuten als möglicher klimaneutraler Kraftstoff insbesondere für den Schwerlastverkehr und die Schifffahrt gesehen.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20201026065648

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         | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/DatumDer Wert des Parameters {{#if: wayback | wayback | Datum }} muss ein gültiger Zeitstempel der Form YYYYMMDDHHMMSS sein!
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       | #default= Der Wert des Parameters {{#if: webciteID | webciteID | ID }} muss entweder ein Zeitstempel der Form YYYYMMDDHHMMSS oder ein Schüsselwert mit 9 Zeichen oder eine 16-stellige Zahl sein!Vorlage:Webarchiv/Wartung/webcitation{{#if:  || }}
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            }} 
       }}
  }} in „tagesspiegel Background“ abgerufen am 22. Oktober 2020.</ref><ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:Friedrich Oehlerking|Friedrich Oehlerking: }}{{#if:|{{#if:Methanol als Treibstoff – Wege aus dem Klimadilemma | WEKA|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Methanol als Treibstoff – Wege aus dem Klimadilemma | WEKA}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.weka.de/einkauf-logistik/methanol-als-treibstoff-wege-aus-dem-klimadilemma/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Methanol als Treibstoff – Wege aus dem Klimadilemma | WEKA}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.weka.de/einkauf-logistik/methanol-als-treibstoff-wege-aus-dem-klimadilemma/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Methanol als Treibstoff – Wege aus dem Klimadilemma | WEKA}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:WEKA Media - Der Fachverlag für Ihren beruflichen Erfolg2019-03-05{{#if: 2026-03-20 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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              | )}}}}}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}}}{{#if:https://www.weka.de/einkauf-logistik/methanol-als-treibstoff-wege-aus-dem-klimadilemma/%7C{{#if:{{#invoke:URLutil%7CisResourceURL%7C1=https://www.weka.de/einkauf-logistik/methanol-als-treibstoff-wege-aus-dem-klimadilemma/}}%7C%7C}}}}{{#if:Methanol als Treibstoff – Wege aus dem Klimadilemma | WEKA|{{#if:{{#invoke:WLink|isValidLinktext|1=Methanol als Treibstoff – Wege aus dem Klimadilemma | WEKA|lines=0}}||}}}}{{#if: WEKA Media - Der Fachverlag für Ihren beruflichen Erfolg| In: {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=WEKA Media - Der Fachverlag für Ihren beruflichen Erfolg}}}}{{#if: | {{{hrsg}}}{{#if: 2019-03-05|,|{{#if: 2026-03-20 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|;|,}}}}}}}}{{#if: 2019-03-05| {{#if:{{#invoke:DateTime|format|2019-03-05|noerror=1}}
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       | #default= Der Wert des Parameters {{#if: webciteID | webciteID | ID }} muss entweder ein Zeitstempel der Form YYYYMMDDHHMMSS oder ein Schüsselwert mit 9 Zeichen oder eine 16-stellige Zahl sein!Vorlage:Webarchiv/Wartung/webcitation{{#if:  || }}
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            }} 
       }}
  }} in „tagesspiegel Background“ abgerufen am 22. Oktober 2020.</ref> In Schweden wird eine Autofähre mit Methanol betrieben.<ref>SUPERGREEN mit Methanol; Methanol - der Treibstoff der Zukunft; Stena Line; abgerufen am 22. Oktober 2020.</ref> Methanol eignet sich eventuell auch als Zwischenspeicher in Fahrzeugen, die mit Wasserstoffbrennstoffzellen angetrieben werden.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:Business Insider Deutschland|Business Insider Deutschland: }}{{#if:|{{#if:Durchbruch beim Wasserstoff-Auto? Deutsche erreichen Meilenstein|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Durchbruch beim Wasserstoff-Auto? Deutsche erreichen Meilenstein}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.businessinsider.de/wirtschaft/mobility/deutsche-forscher-erreichen-meilenstein-wasserstoff-forschung/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Durchbruch beim Wasserstoff-Auto? Deutsche erreichen Meilenstein}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.businessinsider.de/wirtschaft/mobility/deutsche-forscher-erreichen-meilenstein-wasserstoff-forschung/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Durchbruch beim Wasserstoff-Auto? Deutsche erreichen Meilenstein}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Business Insider2020-11-29{{#if: 2026-03-20 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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              | )}}}}}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}}}{{#if:https://www.businessinsider.de/wirtschaft/mobility/deutsche-forscher-erreichen-meilenstein-wasserstoff-forschung/%7C{{#if:{{#invoke:URLutil%7CisResourceURL%7C1=https://www.businessinsider.de/wirtschaft/mobility/deutsche-forscher-erreichen-meilenstein-wasserstoff-forschung/}}%7C%7C}}}}{{#if:Durchbruch beim Wasserstoff-Auto? Deutsche erreichen Meilenstein|{{#if:{{#invoke:WLink|isValidLinktext|1=Durchbruch beim Wasserstoff-Auto? Deutsche erreichen Meilenstein|lines=0}}||}}}}{{#if: Business Insider| In: {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Business Insider}}}}{{#if: | {{{hrsg}}}{{#if: 2020-11-29|,|{{#if: 2026-03-20 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|;|,}}}}}}}}{{#if: 2020-11-29| {{#if:{{#invoke:DateTime|format|2020-11-29|noerror=1}}
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  • Polyoxymethylendimethylether kurz OME (mit n zwischen 3 und 5) können als Dieselkraftstoffkomponenten oder vollständige Alternative<ref name="DOI10.1365/s35146-011-0049-8" /> zum Dieselkraftstoff verwendet werden.<ref>{{#if:{{#ifexpr:{{#if:US|0|1}} or {{#if:5746785|0|1}}|1}}|Fehlender Parameter {{#if:US||„Land“{{#if:5746785|| und }}}}{{#if:5746785||„V-Nr“}}|}}{{#if: {{#invoke:Expr|TemplateBooland}}|{{#ifeq:|Patentanmeldung|Patentanmeldung|{{#ifeq:|Gebrauchsmuster|Gebrauchsmuster|Patent}}}} {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|US5746785|{{#switch: {{{DB}}}

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  • Ammoniak ist klimafreundlich und kann als Kohlenstoff-freier Brennstoff mit elektrischer Energie hergestellt werden, und u. a. in Verbrennungsmotoren oder in Brennstoffzellen zum Einsatz kommen. Vorteil ist der flüssige Aggregatzustand bei geringer Kühlung bzw. der geringe Druck flüssigen Ammoniaks bei Raumtemperaturen. Praktische Anwendungen befinden sich (Stand 2020) noch im Labormaßstab. In den USA wurden aber schon in den 1870er Jahren Straßenbahnen mit Ammoniak angetrieben und im Zweiten Weltkrieg in Belgien Busse.<ref name="taz-5662280">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> In Verbrennungsmotoren von PKWs wird Ammoniak aber wohl voraussichtlich nicht zum Einsatz kommen, da es zu giftig ist. Sofern das Ammoniak aus erneuerbaren Energien gewonnen wird, ist es ein klimaneutraler Kraftstoff. Der Vorteil gegenüber Wasserstoff liegt in der einfacheren Transportmöglichkeit. Der Nachteil liegt in der potentiellen Giftigkeit, wobei Vergiftungen aufgrund des unangenehmen Geruchs selten vorkommen sollen, sowie im Ammoniakschlupf, also von geringen Mengen die ungenutzt im Abgas verkommen, an dessen Beseitigung derzeit geforscht wird<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:Tobias Hüser|Tobias Hüser: }}{{#if:|{{#if:Ammoniak als Kraftstoff – aber ohne den lästigen Geruch|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Ammoniak als Kraftstoff – aber ohne den lästigen Geruch}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.process.vogel.de/ammoniak-als-kraftstoff-aber-ohne-den-laestigen-geruch-a-744528/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Ammoniak als Kraftstoff – aber ohne den lästigen Geruch}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.process.vogel.de/ammoniak-als-kraftstoff-aber-ohne-den-laestigen-geruch-a-744528/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Ammoniak als Kraftstoff – aber ohne den lästigen Geruch}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:2018-08-22{{#if: 2026-03-20 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Unter dem Begriff Elektrokraftstoffe (engl. Electrofuels; kurz: E-Fuels) wird eine Reihe von alternativen Kraftstoffen zusammengefasst, die mit Hilfe von elektrischer Energie hergestellt werden (z. B. Wasserstoff, Ammoniak, Methan). Die Vorteile gegenüber mittels Akku betriebenen Fahrzeugen sind, dass i. d. R. bei gleichem Gewicht deutlich mehr Energie als in einem Akku gespeichert werden kann, dass keine Akkus produziert werden müssen, dass ein Tank i. d. R. viel schneller befüllt werden kann als ein Akku aufgeladen, und dass die Kraftstoffe auch z. B. mittels Solarenergie in entfernten Wüstenregionen produziert werden könnten. Der Nachteil gegenüber akkubetriebenen Fahrzeugen liegt in dem stets deutlich geringeren Gesamtwirkungsgrad. So benötigen mit Power-to-Liquid-Treibstoffen betriebene Autos mit Verbrennungsmotor etwa vier- bis sechsmal so viel Energie wie batterieelektrische Fahrzeuge, wobei allerdings die sehr energieaufwändige Batterieproduktion nicht eingerechnet ist. Aufgrund dieser Eigenschaften empfahl der Sachverständigenrat für Umweltfragen 2017 in einem Gutachten, den Einsatz von strombasierten synthetischen Brennstoffen vor allem auf den Flug- und Schiffsverkehr zu beschränken, um den Stromverbrauch nicht zu sehr ansteigen zu lassen.<ref>Sachverständigenrat für Umweltfragen 2017. Umsteuern erforderlich: Klimaschutz im Verkehrssektor. Sondergutachten, insb. S. 16. u S. 87. Abgerufen am 22. Oktober 2020.</ref> Dieser Nachteil entfällt, wenn die Kraftstoffe mittels erneuerbaren Energien im Ausland, z. B. in Wüstenregionen, zu konkurrenzfähigen Preisen produziert werden könnten. Eine 2018 veröffentlichte Dokumentation der Wissenschaftliche Dienste des Deutschen Bundestages führt aus: „Die Kosten für E-Fuels sind derzeit noch hoch (bis zu 4,50 € pro Liter Dieseläquivalent). Ein Zielkostenniveau von ca. 1 € pro Liter Dieseläquivalent erscheint mit Importen aus Regionen mit hohem Angebot an Sonne und/oder Wind aus heutiger Perspektive erreichbar.“<ref>Wissenschaftliche Dienste des Deutschen Bundestages Dokumentation E-Fuels ; 22. Januar 2018; S. 15. Abgerufen am 25. Oktober 2020.</ref> Der Preis ist wohl ohne Energiesteuer, die derzeit 65,45 ct pro Liter Benzin beträgt, sowie ohne Umsatzsteuer von 19 %. Insgesamt betrüge der Preis also voraussichtlich ca. 2,-- Euro, so die Besteuerung nicht anders ausfällt.

Um klimaneutral zu sein, sollten Elektrokraftstoffe sinnvollerweise auf regenerativem Weg, also z. B. in Solar-, Wind- oder Wasserkraftwerken, gewonnen werden. Mittels Elektrolyse von Wasser wird Wasserstoff erzeugt, der entweder direkt als Kraftstoff (z. B. für Brennstoffzellenfahrzeuge) verwendet werden kann oder mit CO2 zu unterschiedlichen gasförmigen („Power-to-gas“) oder flüssigen („Power-to-liquid“) Kohlenwasserstoffen reagieren kann; auf diesem Weg lassen sich Kraftstoffe herstellen, die in konventionellen Verbrennungsmotoren eingesetzt werden können. Dies bietet die Möglichkeit, auch den Langstreckenverkehr weitgehend CO2-neutral anzutreiben, für den aktuell noch keine tragfähigen Elektrifizierungskonzepte bestehen.<ref>{{#if:2016-08-11|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:Roman Irlinger|Roman Irlinger: }}{{#if:https://web.archive.org/web/20160811153158/http://www.transmission-symposium.com/pressenachbericht/%7C{{#if:Nachbericht zum 14. Internationalen CTI Symposium, 7.–10. Dezember 2015, Berlin|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://web.archive.org/web/20160811153158/http://www.transmission-symposium.com/pressenachbericht/}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Nachbericht zum 14. Internationalen CTI Symposium, 7.–10. Dezember 2015, Berlin}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.transmission-symposium.com/pressenachbericht/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Nachbericht zum 14. Internationalen CTI Symposium, 7.–10. Dezember 2015, Berlin}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.transmission-symposium.com/pressenachbericht/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Nachbericht zum 14. Internationalen CTI Symposium, 7.–10. Dezember 2015, Berlin}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:transmission-symposium.comEuroforum Deutschland GmbH2015-12-21https://web.archive.org/web/20160811153158/http://www.transmission-symposium.com/pressenachbericht/{{#if: 2016-08-11 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Alternative Kraftstoffe, die aus Pflanzen hergestellt werden können

  • Ethanol-Kraftstoff (Bio-Ethanol) wird aus Zuckerrüben, Zuckerrohr oder Weizen gewonnen. Seit 2005 wird es in Deutschland in geringen Mengen dem normalen Benzin beigemischt. In Brasilien fahren viele Automobile damit, siehe Flexible Fuel Vehicle. Verfahren zur Gewinnung von Cellulose-Ethanol aus pflanzlicher Biomasse befinden sich in der Entwicklung.
  • Biodiesel wird aus mit Methanol veresterten Pflanzenölen (vorwiegend Rapsöl) hergestellt. Da Biodiesel unter Umständen Dichtungen und Schläuche im Kraftstoffsystem angreift, müssen Motoren dafür geeignet sein bzw. umgerüstet werden. Biodiesel kann eine große Menge Wasser aufnehmen, was zu Korrosionsproblemen an der Einspritzausrüstung führen kann. Er dient auch als Beimischung zu normalem Dieselkraftstoff; der Anteil ist so begrenzt, dass auch nicht umgerüstete Dieselmotoren mit diesem Gemisch betrieben werden können. Nachteilig ist der hohe Aufwand zur Herstellung und die Ineffizienz bzw. Lebens-/Futtermittelkonkurrenz bei der Flächennutzung.
  • Biogas kann für stationäre Motoren und zu Heizzwecken in der Nähe der Erzeugeranlagen eingesetzt werden, aber auch Erdgasfahrzeuge können damit betankt werden. Für die Verwertung von Biogas ist der potentiell klimaschädliche Methananteil am wichtigsten. Zu den Nachteilen siehe daher unten unter „Methan“.
  • Biokerosin ist ein Luftfahrtkraftstoff, der auf Basis hydrierter Pflanzenöle wie Raps-, Palm- oder Jatrophaöl oder aus Algen hergestellt wird. Das Präfix Bio- weist hier nicht auf eine Herkunft aus ökologischer Landwirtschaft hin, sondern auf den pflanzlichen (biologischen) Ursprung. Biokerosin, das bestimmten Nachhaltigkeitskriterien entspricht, kann als biobasiertes Sustainable Aviation Fuel (SAF) bezeichnet werden.
  • BtL-Kraftstoff (Biomass to Liquid) wird auch unter dem Markennamen SunDiesel vertrieben. Er wird aus Biomasse, wie z. B. Holz oder Stroh gewonnen. BtL befindet sich noch in der Erprobungsphase und hat noch einen großen Forschungsbedarf. Bei ihm können alle Bestandteile der Pflanze genutzt werden und er besitzt eine hohe Energiedichte. Auch konventionelle Dieselfahrzeuge können damit fahren. Eine Gesamtenergiebilanz der BTL-Prozesse liegt derzeit noch nicht vor.
  • Reine Pflanzenöle z. B. aus Raps, Sonnenblume oder Leindotter, auch „Pöl“ oder Naturdiesel genannt, können als Kraftstoff in Dieselmotoren eingesetzt werden. Insbesondere die höhere Viskosität gegenüber Dieselkraftstoff führt dazu, dass zum dauerhaften Betrieb von Dieselmotoren mit Pflanzenöl eine Anpassung des Kraftstoff- und Einspritzsystems notwendig wird. Pflanzenöle neigen unter Lufteinfluss zum Verharzen und können im Winter erstarren. Nachteilig ist die geringe Ausnutzung der Sonnenenergie und die Lebens-/Futtermittelkonkurrenz bei der Flächennutzung. Ein Vorteil von Pflanzenöl ist das geringe Gefahrenpotential für Mensch und Umwelt (nicht wassergefährdend, kein Gefahrgut, ungiftig, hoher Flammpunkt).
  • Holzgas war in den 1940er Jahren eine verbreitete Alternative unter dem Druck von akutem Kraftstoffmangel. In Finnland sind Fahrzeuge mit selbstgefertigten Holzvergasern auch heute noch anzutreffen. Bei dem Verfahren verschwelt normales Holz, oft Holzabfälle, unter Luftabschluss in einem Druckkessel oder zersetzt sich unter Luftmangelverbrennung. Die entstehenden brennbaren Gase (überwiegend Methan bei Luftabschluss, überwiegend Kohlenstoffmonoxid, Wasserstoff und Methan bei Luftmangelzersetzung) werden nach Kühlung und Reinigung einem Motor zugeführt. Stationäre Holzgasanlagen werden zu Heizzwecken und in Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen eingesetzt.

Wenn für die Kraftstoffe eigens Pflanzen angebaut werden, ist dies problematisch, da die Flächen nicht für die Nahrungsproduktion verwendet werden können und der Erzeuger dazu neigen könnte, deutlich mehr Pestizide und Düngemittel zu verwenden, und somit die Umwelt und die Gesundheit von Anwohnern zu schädigen. Zudem können Naturflächen, etwa Regenwälder, der Produktion zum Opfer fallen. Verfahren, die aus Pflanzen Methan produzieren, sind grundsätzlich klimaschädlich, auch wenn sie nur Pflanzenreste verwenden, die ohnehin anfallen (siehe oben unter „Methan“).

Umwelt

Datei:Wie viel CO2 entsteht bei der Kraftstoffverbrennung?.webm
Video: Wie viel CO2 entsteht bei der Kraftstoffverbrennung?

Die bei der Verbrennung von vielen Kraftstoffen freigesetzten Abgase bewirken Gesundheits- und Umweltschäden wie Sauren Regen und den Treibhauseffekt und somit die globale Erwärmung. Insbesondere Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid, Stickoxide, Staub (Ruß), Schwefeldioxid und Kohlenwasserstoffe spielen dabei wichtige Rollen. Das in Vergaserkraftstoffen befindliche Benzol ist krebserregend. Viele Treibstoffe sind giftig und wassergefährdend. Art und Umfang der freigesetzten Schadstoffe sind im Wesentlichen von der Zusammensetzung des Kraftstoffes, der Bauart und der Betriebsweise des Motors sowie der Abgasnachbehandlung (Abgas-Katalysator, Rußfilter) abhängig.

In Deutschland regelt die Verordnung über die Beschaffenheit und die Auszeichnung der Qualitäten von Kraft- und Brennstoffen die Zusammensetzung und Qualität der Kraftstoffe, um die Luftbelastungen zu mindern. Die Verordnung regelt die Beschaffenheit von Otto- und Dieselkraftstoffen, Gasöl, Biodiesel, Ethanol, Flüssiggas, Erdgas, Biogas und Pflanzenölkraftstoff.<ref>{{#switch:juris

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Kraftstoffpreise

Siehe Motorenbenzin, Abschnitt Preise und Markttransparenzstelle für Kraftstoffe

Siehe auch

Literatur

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Fachjournale

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Fachbücher

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Weblinks

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Einzelnachweise

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