Kraftstoffe

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fossile Brennstoffe		Erdöl

Laslo

Kraftstoffe für die motorische Verbrennung wie Benzin und Diesel sind Gemische aus vielen verschiedenen Kohlenwasserstoffen, die durch Raffination von Rohöl gewonnen werden. Kraftstoffe sind i.d.R. bei Raumtemperatur flüssig und leicht entflammbar.

Kraftstoffe verbrennen nicht rückstandsfrei und verursachen daher Emissionen, die man in zwei Kategorien einteilen kann:

• Emissionen, die während des Fahrens entstehen (im Wesentlichen Kohlendioxid (CO₂), CO, HC, NOx und Partikel)
• Verdampfungsemissionen, die abhängig von der Umgebungstemperatur sowohl im Stillstand als auch während des Fahrens auftreten, also Kohlenwasserstoffe.

Additive

Neben den "natürlichen" Bestandteilen sind jeder Kraftstoffart Additive beigefügt, chemische Zusätze, die unterschiedliche Funktionen übernehmen: etwa als Antiklopfmittel, zur Verbesserung der Kaltstarteigenschaften oder auch zur Reinigung des Ansaugsystems, um nur einige wenige Beispiele zu nennen.

Früher gehörten Bleiverbindungen als Antiklopfmittel zu den zwar sehr wirksamen, aber eben auch gesundheitsschädlichen Zusätzen im Benzin. Blei ist schon seit Jahren durch nicht weniger wirksame, aber gesundheitlich unbedenkliche Mittel ersetzt. Eine Entwicklung, die auch durch den Einsatz von Dreiwegekatalysatoren beschleunigt wurde, die nur mit bleifreiem Benzin funktionieren.

Schwefel im Kraftstoff

Zur Zeit steht die Reduktion des Schwefelanteils in den Kraftstoffen zur Diskussion. Schwefel ist an sich ein natürlicher, aber unbeliebter Bestandteil des Rohöls:

Im Diesel, weil er in direktem Zusammenhang mit den Partikelemissionen steht;

Im Benzin, weil er insbesondere den optimalen Betrieb von Ottomotoren mit direkter Einspritzung empfindlich behindert, genauer gesagt den Wirkungsgrad jener DeNox-Katalysatoren, die notwendig sind, um solche Motoren im optimalen Verbrauchsbereich betreiben zu können.

Daher drängt die Autoindustrie auf möglichst kleinen Schwefelgehalt im Treibstoff. Seit Anfang 2000 schreiben die gesetzlichen Regelungen der EU eine maximale Obergrenze von 150 ppm (parts per million) Schwefel für Benzin und 350 ppm für Diesel vor. Diese Grenzwerte werden im Jahr 2005 auf jeweils 50 ppm weiter reduziert.

Die Automobilindustrie fordert weniger als 10 ppm. Manche Mineralölfirmen bieten auch schon Super Plus mit deutlich reduziertem Schwefelgehalt an, etwa Shell in Deutschland (10 ppm).

Benzin und Diesel haben gegenüber anderen Kraftstoffen wie etwa Wasserstoff oder gegenüber Strom einen enormen Vorteil: Sie sind in den Bereichen Energieinhalt und Speichermöglichkeit fast unschlagbar. Deshalb werden herkömmliche Kraftstoffe in absehbarer Zeit weiterhin die hauptsächliche Energieversorgung unserer Autos übernehmen. Alternative Kraftstoffe wie Wasserstoff werden allerdings als wichtige Nischenprodukte an Bedeutung gewinnen.

Es kommt auf jeden einzelnen Autofahrer an, wie der Verbrauchs- und Emissionshaushalt jedes einzelnen Fahrzeugs auf unseren Straßen tatsächlich aussieht.

In erster Linie entsteht das ungiftige Kohlendioxid (CO₂). In zweiter Linie entstehen in vergleichsweise geringen Konzentrationen Kohlenmonoxid (CO), unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC), Stickstoffoxide (NOx), Schwefeldioxid (H₂O und Schwefelsäure H₂O sowie Rußpartikel

Schwefelfreier Kraftstoff

Beispiele: schwefelfreies Super Plus, Shell V-Power, Shell Optimax und Esso Super Plus.

Die Hersteller sagen, dass diese Kraftstoffe den Motor schützen (schützende Substanzen, Additive, legen sich wie eine zweite Haut über die empfindlichen Teile des Motors) verringert dadurch zugleich die Schadstoffemissionen.

Verunreinigungen im Motor und Katalysator werden entfernt (vorhandene Ablagerungen werden lt. Shell zu 80 Prozent entfernt), die Bildung neuer Ablagerungen weitgehend verhindert (bis zu 95% lt. Shell).

Durch die höhere Oktanzahl von 99 (in Verbindung mit modernen Motoren mit Klopfsensor) bietet der neue Kraftstoff eine bessere Beschleunigung.

Im Fahrzeugtank lässt sich schwefelfreier Sprit beliebig mit den herkömmlichen Benzinsorten mischen; pur sind seine Vorteile allerdings am größten.

Fragen

1. Wie lange werden die Erdölreserven bei gleichbleibenden Verbrauch noch ausreichen?

2. Welche Oktanzahlen haben:
a) Benzin bleifrei?
b) Super?
c) Super Plus
d) Shell V-Power

Kraftstoffe (Lösung)

Im Chemiebuch ...
findest Du weitere Informationen zum Thema Kraftstoffe:
Chemie FOS-T     auf Seite -	Chemie heute     auf Seite 236	Elemente Chemie     auf Seite 76

Weblinks

• Kraftstoffe als Google-Suchbegriff
• Kraftstoffe in der Wikipedia
• Kraftstoffe hier in bs-wiki.de mit Google
• Kraftstoffe als Youtube-Video
• Sicherheitsdatenblatt und Produktseite von Kraftstoffe unseres Lieferanten Carl Roth (Benzin, Siedebereich 80-110°C)

Gefahr

Kraftstoffe ist ein krebserzeugender Stoff. Gemäß RiSU dürfen Lehrkräfte Kraftstoffe verwenden, wenn die folgende Anwendungsbeschränkung sichergestellt ist: (Ottokraftstoffe) Wenn kein Ersatzstoff möglich ist, z. B. für den Betrieb von Verbrennungsmotoren erlaubt.