LPG Gas

Vorteile

Flüssige Petroleum Gase (L.P.G.)

Dies ist der Name, der den Mischungen aus kommerziellem Butan und Propan gegeben wurde, welche aus Rohöl oder seinen Derivaten oder von Erdgas entstehen.

GAS

PROPAN

BUTAN

die chemische Formel

C3 H8

C4 H1O

Molekulares Gewicht

44

58

spezifisches Gewicht

0.510Kg/l

0.580 Kg/l

Siedepunkt

-43 C

-0.5 C

Geringer Hitzewert

11070Kcal/kg

10920 Kcal/kg

Feuerpunkt °C

510°C in Luft

490°C in Luft

Entzündungsgrenzen In % Volumen

2.1 - 9.5

1.5 - 8.5

Brennende Geschwindigkeit (cm/Sek)

32 in Luft

32 in Luft

Tabelle 1: listet die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Butan und Propan

Hauptmerkmale

Die unterschiedlichen Hauptmerkmale von Butan und Propan entscheiden über den Verwendungszweck der beiden Gase. Hier ist vor allem das Druckverhalten der beiden Elemente (gasförmig, flüssig) in geschlossenen Behältern bei verschiedenen Temperaturen wichtig. (Abb. 2)

Zum Beispiel ist der Gasdruck von Butan 0,005 bar bei 0°C und 0,8 bar bei 15°C, während der Gasdruck von Propan bei diesen Temperaturen jeweils 4 bar und 6,5 bar beträgt. Dies schafft erhebliche Unterschiede im Druckverhalten der beiden Mischungen, die sich proportional zueinander verändern.

Steigt die Temperatur verändert sich das Volumen des Gases und der Druck wird im flüssigen Zustand grösser.

Wenn ein Behälter völlig mit Flüssiggas gefüllt ist und während der Fahrt die Temperatur ansteigt, kommt es zu einer raschen Zunahme des Druckes im Behälter, der diesen sogar zum Bersten bringen kann.

Es ist sehr wichtig, dass man einen Behälter nie komplett mit flüssigem Gas befüllt, sondern nur zu 80%.

Gasausdehnung entsprechend der Temperatur
Abbildung 2

Ein anderes wichtiges Merkmal, das die zwei Gase (Butan und Propan) unterscheidet, ist ihr Siedepunkt, d. h. die Temperatur, bei der sie aus einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand übergehen. Während Propan bei -43 °C aufhört zu vergasen und flüssig bleibt, passiert dies mit Butan bei 0 °C.

Regionen mit besonders kaltem Klima erfordern die Verwendung einer Mischung, die einen verhältnismässig hohen Anteil von Propan enthält, um die Vergasung zu erleichtern. In Italien kann sich das Klima nennenswert von Region zu Region ändern. Deshalb müssen die Motoren mit der Gasmischung in der Lage sein, in allen Zuständen gute Ergebnisse zu erzielen.

Agipgas
Abbildung 3

Der Gebrauch von Flüssiggas für Kraftfahrzeuge

Flüssiggas stellt Energie in hoher Qualität für den zivilen Bereich, der Industrie, dem Handwerk, der Landwirtschaft und der Fahrzeugindustrie zur Verfügung.

Seit es Flüssiggas gibt, bietet sich eine stichhaltige Alternative zu Benzin- und Dieselkraftstoff an, die es auch ermöglicht, diese Erzeugnisse miteinander zu vergleichen und ihre Merkmale zu analysieren.

CHARAKTERISTIK

PROPAN

BUTAN

BENZIN

DIESEL

Dichte mit 15°C (Kg/)

0.508

0.584

0.73-0.78

0.81-0.65

Gasdruck mit 37.8°C (Bar)

12.1

2.6

0.5-0.9

0.003

Siedepunkt (°C)

-43

-0.5

30 - 225

150-560

R.O.Z

111

103

96 - 98

-

M.O.Z

97

89

85 - 87

-

Geringer Heizwert (Mj/kg)

46.1

45.46

44.03

42.4

Geringer Heizwert (Mj/kg)

23.4

26.5

32.3

35.6

stöchiometrisches Verhältnis (kg/kg)

15.8

15.6

14.7

-

Heizwert Mix. S. (Kj/mc)

3414

3446

3482

-

Tabelle 4: Merkmale von den Haupttreibstoffen

Aus den Daten der Tabelle kann man entnehmen, dass der Siedepunkt von Benzin und Diesel über den der Umgebungstemperatur liegt, während Flüssiggas schon bei niedrigen Temperaturen vergast. Deshalb bleibt Benzin und Dieselkraftstoff bei normalem Aussenluftdruck in seinem flüssigen Zustand erhalten, während Flüssiggas in einem geschlossenen Tank unter einem bestimmten Druck gehalten werden muss. Wie die Tabelle zeigt, ist dieser Druck verhältnismässig niedrig (nur ein paar bar).

Obwohl der Siedepunkt von Benzin eine theoretisch hohe Umgebungstemperatur braucht, ist es ebenso von der Verdampfung abhängig und wird deshalb bei modernen Fahrzeugen in druckbelüfteten Kraftstoffbehältern mitgeführt.

Ausgehend von der wesentlich besseren Oktanzahl (R.O.Z. u. M.O.Z.), ist es bewiesen, dass Flüssiggas eine deutlich höhere Klopffestigkeit als das beste Benzin hat.

Im Vergleich mit Dieselkraftstoff und Benzin, hat Flüssiggas eine bessere wärmeerzeugende Leistung.

Der Kraftstoffverbrauch (kg/Masse) ist bei Diesel und Benzin geringer als bei Flüssiggas, wenn aber der Verbrauch im Sinne des Volumens verglichen wird, stellt sich das Gegenteil durch die unterschiedlichen spezifischen Gewichte der Kraftstoffe dar. "Der Koeffizient der theoretischen Äquivalenz" ist definiert als die Menge von brennbarer Substanz, die der gleichen Menge Energie mit niedrigerem Heizwert von Benzin gegenübersteht. "Der Koeffizient der Äquivalenz" wird, so weit wie möglich vergleichbar, dann so definiert, als das eigentliche Verhältnis des Verbrauchs der Motoren. Experimentelle Prüfungen haben gezeigt, dass Motoren mit Flüssiggas betrieben, eine um 8% bessere Leistung haben, als die Gleichen mit Benzin betriebenen, dass die Koeffizienten von der Äquivalenz des Flüssiggases um 8% hinsichtlich der theoretischen Koeffizienten reduziert.

Wenn sich Flüssiggas im gasförmigen Zustand befindet, ist es homogener als Benzin und passt mit Luft besser zusammen als Benzin, das in Form von kleinen Tröpfchen bleibt.

Die Mischung mit dem Gas gelingt deshalb leichter durch den Vergaser, was dem Motor eine bessere Leistung gibt.

Es ist schwieriger, einen Koeffizienten von der Äquivalenz für Dieselmotoren zu definieren, da sie nicht ganz vergleichbar sind; in der Praxis unterscheidet sich das von Fahrzeug zu Fahrzeug (ein Wert von 0.8 wird üblicherweise angenommen).

TREIBSTOFF

 

DER KOEFFIZIENT DER THEORETISCHEN ÄQIUVALENZ

DER KOEFFIZIENT DER ÄQUIVALENZ

Benzin

32.32/32.32 =

1

1

Propan

32.32/23.42 =

1.38

1.27

Butan-N

32.32/26.55 =

1.22

1.11

Diesel

32.32/35.62 =

0.9

0.8

Tabelle 5 gibt den Koeffizienten von der Äquivalenz der meist gebrauchten Treibstoffe an

Diese Koeffizienten erhält man durch das Kalkulieren des Verhältnisses zwischen den Heiz- oder Wärmewert pro Liter Benzin und dem niedrigen Heizwert der Alternativtreibstoffe.

Bezüglich der angenommenen Leistung des Benzinmotors mit 100, ist die Leistung bei Flüssiggas betriebenen Motoren 90 (etwa 10% Verlust) und bei Dieselmotoren 65 (über 35% Verlust).

Dies erklärt, warum Dieselfahrzeuge immer mit grösseren Motoren ausgerüstet sind, verglichen mit Benzin oder Turbo Motoren. Die Motoren, betrieben mit Flüssiggas sind mit Sicherheit weniger umweltverschmutzend.

Sie stossen in der Tat keinen Rauch, Russ oder Schwefeloxide aus. Sie produzieren weniger Kohlenstoffoxyde und weniger unverbrannte Kohlenwasserstoffe.

Ausserdem enthalten die unverbrannten Auspuffgase von Flüssiggas betriebenen Motoren keine giftigen Bestandteile wie aromatische Kohlenwasserstoffe, Benzole, Benzopyrine und andere aromatische Polymere die im Benzin enthalten sind und die gefährliche Krebserreger sind.

Man kann sagen, dass Flüssiggas ein optimaler Treibstoff für die Motoren ist, der gute Verbrennungseigenschaften und auch eine annähernd gleiche Leistungskapazität wie Benzin hat, er hat bessere Bedingungen hinsichtlich des Verbrauchs, und die Abgase sind sauberer als die der anderen Treibstoffe.

Die zu erwartende Leistung eines mit Flüssiggas betriebenen Kraftfahrzeuges ist:

  1. Saubere Abgase
  2. Längere Lebensdauer von Schmieröl
    (es wird nicht vom Benzin verdünnt und so behält es seine Eigenschaften länger)
  3. Längere Lebensdauer des Motors auf Grund rückstandsfreier Verbrennung (kein Ruß).
    Wegen des sehr geringen Schwefelgehalts, des hohen Reinheitsgrads verbrennt LPG praktisch rückstandsfrei.
  4. 10% weniger Leistung, die sich in 3% geringerer Höchstgeschwindigkeit niederschlägt
  5. Eine leichte Zunahme im Verbrauch, im Vergleich mit Benzin (ca. 10%)

Umwelt

Autoflüssiggas ist ein Schritt zu einer sauberen Umwelt

Flüssiggas wird bei der Erdölförderung gewonnen oder entsteht als Nebenprodukt in Raffinerien. In flüssigem Zustand beansprucht es nur einen Bruchteil seines Gasvolumens (1/260). Es lässt sich so in grossen Mengen in Druckbehältern lagern und in Bahnkesselwagen, Strassentankwagen und Flaschen an jeden Ort transportieren. Bei der Entnahme aus den Behältern geht das Gas vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über. Der Gasdruck wird mit einem Druckregler geregelt. Durch immer mehr Mobilität in der Gesellschaft wird die Umweltthematik immer wichtiger, denn speziell der Autoverkehr belastet durch Lärm- und Schadstoffemissionen unser tägliches Umfeld in den Städten und Ballungsgebieten in erheblichem Masse. Nicht umsonst versucht der Gesetzgeber mit verschärften Abgasnormen und Ökosteuern, die Entwicklung umweltgerechter Technologien voranzutreiben.

Autogas bietet sofort eine echte Alternative

Nicht nur, weil es als hochwertige Energie ohnehin als Nebenprodukt bei der Rohölförderung anfällt, sondern auch, weil es als Brenn- und Treibstoff insgesamt eine ausgesprochen positive Umweltbilanz aufweist.

So unterschreiten die Emissionen von Fahrzeugen mit Autogas bereits heute die Abgasnormen nach EURO 6 und die technologische Entwicklung dieser Systeme setzt in Zukunft sicher noch einige Kapazitäten frei . Die LPG Werte sind Durchschnittswerte, die nach NEDC (New European Driving Cycle) ermittelt wurden.

Euro 2 - Euro 6 und LPG Emissionen
in mg/km

 

Euro 2
(1992)

Euro 2
(1996)

Euro 3
(2000)

Euro 4
(2005)

Euro 5
(2009)

Euro 6
(2014)

LPG
Flüssiggas
(durchnitt)

CO

3160

2200

2300

1000

1000

1000

~900

HC+NOx

1130

500

 

 

 

 

 

HC

 

 

200

100

100

100

~60

NOx

 

 

150

80

60

60

~15

Partikel

 

 

50

25

5

5

< 1

Quelle

EU

EU

EU

EU

EU

EU

AEGPL

Tabelle 6

Die äusserst positive Werte von Autoflüssiggas haben bereits dazu geführt, dass das Auto fahren ohne Benzin und Diesel von der Bundesregierung belohnt und der Steuersatz für Autogas vorerst bis zum Jahr 2018 festgeschrieben wurden.

CO = Masse des Kohlenmonoxid

CO stammt aus der Mischung von Sauerstoff im Treibstoff (z.B. C6 H14) mit dem Sauerstoff in der Luft. Seine Konzentration hängt im Wesentlichen vom Verhältnis der Luft zum Brennstoff ab.

Es ist sehr giftig, weil es sich im Blut leicht mit dem Hämoglobin verbindet, und dabei das Carboxyhämoglobin bildet. Wenn die Konzentration von Carboxyhämoglobin im Blut 50% erreicht, wird die Aufnahme von Sauerstoff unterbrochen und es führt zum Tod durch Ersticken.

C02 = Kohlendioxid

Kohlenstoffdioxid ist ein farb- und geruchloses Gas. Es ist mit einer Konzentration von ca. 0,04 % (derzeit 381 ppm entspr. 0,0381 %) ein natürlicher Bestandteil der Luft. Es ist nicht giftig aber erstickend, wenn es eingeatmet wird. Kohlendioxid entsteht in allen Verbrennungsprozessen, die Kohlenstoff beinhalten. Es ist deshalb ein Bestandteil des Verbrennungsprozesses von Kohlenwasserstoffen, welcher bei laufenden Motoren ausgestossen wird. Je besser die Verbrennung von Kohlenstoff ist, desto höher ist das Verhältnis von Kohlendioxid in den Abgasen. Es ist wichtig, dass der Prozentsatz Kohlendioxid genau so hoch ist, das heisst theoretisch 13% vom Volumen. In der Praxis allerdings sind die Ergebnisse, die erhalten werden, niedriger als die theoretischen Werte durch unvollkommene Verbrennung.

HC = unverbrannte Kohlenwasserstoffe

Diese bestehen aus unverbrannten Treibstoffteilchen aus dem Verbrennungsraum, die nicht vollständig verbrannt worden sind. In hoher Konzentration können die Atmungsorgane gereizt werden. Sie sind krebserregend.

NOx = Stickoxide

Diese können Stickstoffoxid NO oder Stickstoffdioxid N02 sein. Sie werden während des Verbrennungsprozesses von einer Mischung aus Sauerstoff und Stickstoff gebildet. Ihre Konzentration hängt ab von:

  • der Temperatur, die während der Verbrennung erreicht wird
  • dem Sauerstoffgehalt der Ansaugmischung

Sie sind beide giftig für den Menschen, aber in der üblichen Konzentration der Abgase in der Atmosphäre nicht.

Wenn man Flüssiggassysteme benutzt

Die Wahl beim Autokauf wird immer mehr davon abhängig, welchen Kraftstoff man benutzt und wie hoch der Verbrauch ist, um die laufenden Kosten so gering wie möglich zu halten.

Es ist schwierig eine genaue wirtschaftliche Analyse von Treibstoffen durchzuführen, da eine Vielzahl von Bestandteilen zusammenkommen, die die laufenden Kosten eines Fahrzeuges pro Kilometer beeinflussen.

Nachfolgend wird ein vereinfachtes Beispiel aufgezeigt, welches eine globale Wertanalyse ohne Expertenhilfe ermöglicht. Die Ergebnisse sind sicherlich nicht 100%tig genau, ermöglichen aber eine annähernde Berechnung der Kilometerkosten von Kraftstoffen.

Die Formel ist folgendermassen:

Y

=

P

+

B

+

A x L

----------------

----------------

----------------

N x K

K

Cb

Y Kilometerkosten (Euro/km)
P Gesamtkosten des Autos (einschliesslich zusätzlichen Kosten für Diesel oder Gas System) (Euro)
K Jahreskilometergeld (km/Jahr)
B KFZ-Steuer (Euro/Jahr)
A  Koeffizient von Äquivalenz (Tabelle 5)
L Tankkosten (Euro/Liter)
Cb Kraftstoffverbrauch (km/Liter)
N Nutzung (in Jahre)

Einen sehr guten Online Amortisierungsrechner gibt es auch hier: