Rauf ERDGASAUTOS Straße! auf die Erdgas ist ein Kraftstoff mit vielen Vorzügen. Er schont die Umwelt, ist kostengünstig und verringert die Geräuschemissionen der Fahrzeuge. Warum nutzen ihn dann so wenige Autofahrer? Text: Nils Vallendar 1. Klimafreundlich Erdgasautos sind eine besonders saubere Antriebsvariante. Sie emittieren 25 Prozent weniger CO 2 als Benzin und 21 Prozent weniger als Diesel. Zudem verursachen sie deutlich weniger Stickoxide und keinen Feinstaub. Mit Compressed Natural 2.Kostengünstig Gas (CNG) können Autofahrer gegenüber Benzin und Diesel mehr als die Hälfte ihrer Kraftstoffkosten einsparen. Die Energiesteuer auf Erdgas ist bis zum Jahr 2018 reduziert. Content Summary 3. 100.000 Erdgasautos Intakte Infrastruktur Aktuell fahren knapp wie etwa der VW eco up! und der Mercedes E 200 auf deutschen Straßen. Das Tankstellennetz ist zuletzt stark ausgebaut worden und umfasst derzeit 950 Stationen. Italien Erdgasfahrzeuge sind dort 4.Vorbild seit Langem auf breiter Basis akzeptiert. Käufer eines solchen Pkw erhalten vom italienischen Staat eine Prämie von 1.500 Euro und profitieren von erheblichen Steuervorteilen. Fotos: lassedesignen/fotolia, Rüdiger Nehmzow 10 GASWINNER AUSGABE AUSGABE 1_2015 1_2015
Die RWTH Aachen forscht daran, Erdgasmotoren noch schneller für die Straße zu machen. Oberingenieur Florian Kremer (li.) lässt sich am Prüfstand von seinem Mitarbeiter Patrick Hoppe die Zündanlage eines Motors zeigen. AUSGABE 1_2015 GASWINNER 11
MARKT / ERDGASAUTOS Erdgasfahrzeuge stoßen bis zu 25 Prozent weniger CO 2 -Emissionen aus als Benziner. Für 50 Euro rund 1.000 Kilometer quer durch Deutschland und das mit bis zu 180 Kilometer pro Stunde: Der Audi A3 Sportback g-tron mit Erdgasantrieb fährt sich wie ein Benziner ist aber deutlich umweltfreundlicher. Das beschert ihm bei Fahrzeugtestern gute Noten. Auch für andere Erdgas-Automodelle von Herstellern wie Volkswagen, Škoda oder Mercedes gibt es ähnlich gute Kritiken. Trotzdem entscheiden sich die Käufer im Autoland Deutschland häufiger für ein Benzinmodell. Was sicherlich durch den höheren Anschaffungspreis der Erdgasvariante bedingt ist denn ein Erdgas-Audi ist rund 2.200 Euro teurer als das vergleichbare Benzinmodell. Doch gerade Vielfahrer können diese Mehrkosten schnell wieder hereinholen: Neben dem niedrigeren Verbrauch kostete ein Liter Superbenzin 2014 im Jahresdurchschnitt 1,543 Euro, Erdgas an der Tanksäule im Durchschnitt nur 1,129 Euro pro Kilo (H-Gas); was zudem einem Energiegehalt von etwa 1,5 Liter Benzin entspricht. Darüber hinaus hat der Gesetzgeber nicht nur die Energiesteuer auf Erdgas als Kraftstoff bis mindestens zum Jahr 2018 reduziert, auch die Kfz-Steuer ist aufgrund des verminderten CO2-Ausstoßes deutlich geringer. Selbst bei den aktuell deutlich gesunkenen Spritpreisen kann ein Erdgasauto so günstig bewegt werden. Und das bei großem Fahrspaß: Durch die höhere Oktanzahl von Methan können die Motoren höher verdichtet werden, was den Wirkungsgrad verbessert, erklärt Florian Kremer, Oberingenieur am Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH). Gemeinsam mit seinen Kollegen forscht er an den Einsatzmöglichkeiten alternativer Kraftstoffe wie dem Compressed Natural Gas (CNG). Die Erkenntnisse nutzen die Fahrzeughersteller und kombinieren neuerdings einen Turbolader mit einem Kompressor. Der verdichtet beim Anfahren die Luft, das Gasgemisch im Zylinder verbrennt besser und der Wagen hat mehr Durchzug. Damit sind die Motoren von Erdgasfahrzeugen nicht nur sportlich, sondern auch besonders sauber. Erdgas emittiert etwa 25 Prozent weniger CO2 als Benzin sowie circa 21 Prozent weniger als Diesel. Zudem stoßen Erdgasfahrzeuge deutlich weniger Stickoxide aus als Dieselfahrzeuge und verursachen so gut wie keine Feinstaub- und Rußpartikel. Darüber hinaus ist diese Antriebsart um die Hälfte geräuschärmer als herkömmliche Autos. In Deutschland wird als Treibstoff sowohl H-Gas als auch L-Gas angeboten, wobei H-Gas den höheren Methangehalt und damit einen besseren Leistungswert besitzt. Ein Opel Zafira beispielsweise läuft mit H-Gas rund hundert Kilometer weiter als mit L-Gas. Daneben gibt es zudem noch das sogenannte Autogas, was oft auch als LPG (Liquified Petroleum Gas) an den Tankstellen ausgezeichnet ist. Es ist ein Gemisch aus Butan und Propan, das flüssig gespeichert wird. LPG findet sich auch in Campingkochern und Feuerzeugen. In diesem Prüfstand der RWTH Aachen wird ein 0,8-Liter-Ottomotor mit Erdgas getestet. 12 GASWINNER AUSGABE 1_2015
Fotos: Rüdiger Nehmzow RAUS AUS DER NISCHE Die massiven steuerlichen Preisvorteile der Erdgasautos sind neben den Umweltaspekten und der hohen Effektivität ein Alleinstellungsmerkmal, das noch deutlicher propagiert werden muss, stellt Ferdinand Dudenhöffer fest. Er ist Professor am Center Automotive Research (CAR) der Universität Duisburg-Essen. Laut Dudenhöffer wissen viele Verbraucher gar nicht, dass es diese Antriebs alternative überhaupt gibt. Das würde erklären, warum die Fahrzeuge bislang eher eine Nische darstellen. Weltweit sind zwar 13,5 Millionen Erdgasfahrzeuge zugelassen. Doch auf deutschen Straßen fahren nur etwa 100.000 Erdgasautos, darunter 80.000 Personenwagen und 20.000 Nutzfahrzeuge sowie Busse. Ihr Anteil an den bundesweit 43 Millionen zugelassenen Pkw beträgt damit 0,3 Prozent. Aber die Tendenz ist steigend: Die Zahl der zugelassenen Erdgasautos stieg 2013 um 50 Prozent (7.800 Neuwagen). Auch 2014 setzte sich der Aufwärtstrend fort. Es entscheiden sich mehr Leute für ein Auto mit Erdgasantrieb als für ein Auto mit Flüssiggas- oder Elektroantrieb, weiß Timm Kehler, Geschäftsführer der Initiative Erdgas Mobil. Erdgas ist der beliebteste alternative Antrieb. Experten zufolge sollen denn auch bis 2020 etwa eine halbe Million Erdgasfahrzeuge auf deutschen Straßen fahren. Auch bei Volkswagen macht sich dieser Zukunftstrend bemerkbar. Der größte europäische Autobauer hat 2013 doppelt so viele Erdgasfahrzeuge verkauft wie im Jahr zuvor. Neben unseren TSI- und TDI-Antrieben und unseren Elektroantrieben ist der Erdgasantrieb für Volkswagen eine wesentliche Säule, um die gesetzlichen CO2-Vorgaben zu erreichen, erklärt VW-Entwicklungsvorstand Heinz-Jakob Neußer. Die Tatsache, dass der zweitgrößte Autobauer der Welt sich intensiv mit MOTORENTEST Das Exzellenzcluster der RWTH Aachen betreibt 20 Prüfstände. Dabei werden verschiedene Kraftstoffe an unterschiedlichen Motoren getestet. Das Resultat: Erdgas schneidet bei Effektivität und Leistung durchweg sehr gut ab. Der Erdgasantrieb ist für Volkswagen eine wesentliche Säule, um die gesetzlichen CO 2 -Vorgaben zu erreichen. Dr. Heinz-Jakob Neußer, VW AUSGABE 1_2015 GASWINNER 13
POLITIK / XXXXX dieser Antriebsart beschäftigt, spricht für den umweltfreundlichen Energieträger. Auch bei Opel ist man sich sicher, dass analog zur Entwicklung bei Otto- und Dieselmotoren der sogenannte Downsizing-Grad des CNG-Motors erhöht werden wird: je kleiner der Motor, desto effizienter ist er und desto weniger Gas verbraucht er. Dadurch wird die Leistungsdichte der Aggregate zunehmen, sagt Frank Leibold, Sales & Marketing Manager Opel Special Vehicles. Diese technische Weiterentwicklung könnte die Verbreitung von Erdgasautos erhöhen. Denn noch würden sie als Baustein der Mobilität von morgen unterschätzt. Dabei seien sie seit Längerem verfügbar, technisch ausgereift und alltagstauglich. Käufer haben die Auswahl zwischen 30 Fahrzeugen verschiedener Hersteller wie dem Škoda Citigo, dem Fiat Panda, dem Mercedes E 200, dem VW eco up! oder dem Audi A3 Sportback g-tron. Erdgas und Autogas sind gute Alternativen zu den konventionellen Kraftstoffen, meint Andrea Gärtner vom ERDGASMOTOR Ein Mitarbeiter des VW-Werks in Emden baut die Antriebskomponenten eines VW Passat TSI EcoFuel für kombinierten Erdgas- und Benzinantrieb in der Taktstraße zusammen. ADAC-Technikzentrum in Landsberg. Dabei ist das Tankstellennetz in Deutschland so dicht wie nie zuvor, es umfasst rund 950 Erdgas-Zapfsäulen. Sie sind mithilfe von Navigationsgeräten leicht zu finden. Die Seite Gibgas.de bietet zum Beispiel eine praktische CNG-App an, mit Informationen zu mehr als 3.000 Tankmöglichkeiten in ganz Europa. Der Marktanteil von Erdgasfahrzeugen wird weiter steigen, sagt Geschäftsführer Kehler von Erdgas Mobil in Berlin. Neue Regularien im Fahrzeugmarkt kündigen sich an, das gebe neuen Rückenwind, so der 44-Jährige. So ist seit September die Euro-6-Abgasnorm in Kraft. Demnach dürfen Diesel-Neufahrzeuge für das erfolgreiche Absolvie- Noch ist der Marktanteil von Erdgasfahrzeugen gering. Aber das wird sich bald ändern. Timm Kehler, Geschäftsführer Erdgas Mobil 14 GASWINNER AUSGABE 1_2015
ERDGASAUTOS / MARKT INTERVIEW»Erdgas ist ein sehr effektiver Kraftstoff«Florian Kremer, Oberingenieur am Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen an der Technischen Hochschule Aachen und Geschäftsführer des Exzellenzclusters»Maßgeschneiderte Kraftstoffe aus Biomasse«, über seine Forschungsarbeit und die Kraftstoffe der Zukunft. Fotos: picture-alliance/dpa, Rüdiger Nehmzwo Herr Kremer, was für Experimente machen Sie mit Erdgas als Kraftstoff? Wir untersuchen alle Kraftstoffe. Und Erdgas ist derzeit ein extrem heißes Forschungsthema. Denn Methan ist aus Motorensicht ein sehr guter Ottokraftstoff, weil es eine höhere Oktanzahl hat als Superkraftstoff. Dadurch ist es klopffester, es neigt also nicht dazu, sich in einem Hubkolbenmotor selbst zu entzünden. Das hat Vorteile. Beispielsweise hilft es uns beim Downsizing, da der Motor mit Erdgas höher verdichtet werden kann. Somit verbessert sich der Wirkungsgrad. Warum ist Erdgas so sauber? Das liegt an der molekularen Struktur. Erdgas hat mehr Wasserstoff pro Kohlenstoff als Benzin und Diesel. Daher verringern sich die CO2-Emissionen beim Verbrennen von Methan um nahezu ein Viertel. Daneben ist mit Erdgasfahrzeugen wegen der sanfteren Verbrennung eine Minderung der Stickoxidemissionen möglich. Außerdem entsteht kein Feinstaub? Weil es ein Gaskraftstoff ist, durchmischt es sich besonders gut mit Luft. Es verbrennt sanft und vollständig. Zudem enthält Erdgas keine Strukturen, die die Rußbildung begünstigen. Flüssiger Kraftstoff hingegen kann sich auch beim Ottomotor an der Innenwand des Brennraums ablagern und Nester bilden. Dadurch entstehen Partikelemissionen. Gibt es weitere Vorteile? Wir können in Deutschland auf ein vorhandenes Erdgasnetz zurückgreifen, was eine Ausweitung der Nutzung von Erdgas als Kraftstoff für Pkw entgegenkommt. Und es ist möglich, regenerativ erzeugtes Erdgas wie Biogas oder synthetisches Erdgas aus dem Powerto-Gas-Verfahren zumindest teilweise in das Netz einzuspeisen, was eine weitere CO2-Einsparung bedeuten würde. Wie sehen Sie die Versorgungslage? Als Rohstoff ist Erdgas in deutlich größeren Mengen verfügbar als Erdöl. Experten sagen, dass die weltweite Versorgung für mehr als 100 Jahre sichergestellt ist. Durch den anhaltenden Erdgasboom in den USA findet zudem eine Entkoppelung vom Erdölpreis statt. Das alles kommt dem Erdgasantrieb natürlich entgegen. Die niedrigen Preise machen sich auch bei den Kraftstoffkosten bemerkbar. Genau, Erdgasfahrzeuge haben nicht nur ökologische Vorzüge, sondern sind auch extrem ökonomisch. Beim Tanken spart man im Vergleich zu Benzin bis zu der Hälfte der Kosten. Dieser Vorteil wird nach momentaner Einschätzung auch bestehen bleiben und möglicherweise neue Käufer von Erdgasautos anziehen. Ihre Forschungseinrichtung ist eine besondere. Was tun Sie dort? Wir betreiben eine sehr aufwendige Grundlagenforschung im Bereich der Biokraftstoffe. Wir entwickeln ganz neue Kraftstoffe und bringen dabei die Herstellung und die Nutzung zusammen. Kurz: Chemiker, Verfahrenstechniker, Maschinenbauer und Biotechnologen versuchen, aus Biomasse synthetisch optimierte Kraftstoffe für parallel optimierte Motoren zu finden. Downsizing ist zu einem Trend gegen steigenden Verbrauch geworden. Das ist auch unsere Baustelle. Dabei geht es darum, den Hubraum so weit zu verkleinern, dass die Motoren nach einer Leistungs- und Effizienzsteigerung in etwa die gleiche Leistung haben wie zuvor. Wir haben in einem unserer 20 Prüfstände einen 0,8-Liter- Ottomotor mit drei Zylindern. Der schafft 130 PS, dank Turbolader und Verdichter. Sie kümmern sich also um die Motoren von morgen? Wir versuchen, den Motor so zu optimieren, dass er möglichst effizient läuft und sauber verbrennt. Ein neuer Kraftstoff kann noch so vielversprechend sein, letztlich muss er immer im Motor funktionieren, sonst haben wir ja nichts gewonnen. AUSGABE 1_2015 GASWINNER 15
MARKT / ERDGASAUTOS ren der Typ-Prüfung deutlich weniger emittieren als bislang. Der Grenzwert für Stickoxide sinkt von 180 auf 80 Milligramm pro Kilometer. Zudem wird eine neue EU-Verordnung den CO2-Ausstoß von Neufahrzeugen generell beschränken. Diese sieht vor, dass im Jahr 2020 neue Pkw maximal 95 Gramm CO2 pro Kilometer ausstoßen dürfen gegenüber 130 Gramm im Jahr 2015. Für Auto-Experte Dudenhöffer greift diese Verordnung noch nicht weit genug. Die Politik, insbesondere die EU-Kommission, müsse endlich nachhaltigen Druck aufbauen und die Emissionswerte weiter verschärfen, dann würden die Bürger auch den Erdgasantrieb in ihre Kaufüberlegung mit einbeziehen, so der renommierte Fachmann. Erdgas ist ein gutes Thema. Wenn wir den Klimawandel wollen, müssen wir es jetzt angehen, fordert Dudenhöffer. DIE PLAGE MIT DEN VORURTEILEN Experten vermuten, dass Verbraucher in Deutschland verunsichert sind. Schuld daran seien vor allem folgende drei Vorurteile. Nummer 1: Erdgas ist teuer. Diese Falschwahrnehmung liegt an der schlechten Vergleichbarkeit der Kraftstoffpreise. Erdgas wird in Kilogramm abgerechnet. Benzin und Diesel in Litern. Dadurch wird dem Verbraucher der höhere Energiegehalt von Erdgas nicht vermittelt. Denn tatsächlich ist Erdgas günstiger. Umgerechnet kostet Erdgas nur rund 70 Cent pro Liter, während Superbenzin schon mal bei 1,50 Euro liegen kann. Asymmetrische Preisinformationen erschweren, dass der Verbraucher die geringen Kraftstoffkosten von Erdgas in sein Entscheidungskalkül mit einbezieht, schreibt Christian Growitsch im Forschungsbericht Potenziale für Erdgas im Straßenverkehr des Energiewirtschaftlichen Instituts (EWI) an der Universität Köln. Nummer 2: Erdgasfahrzeuge haben eine geringe Reichweite. Das stimmt nur zum Teil. Die Reichweite ist vom jeweiligen Fahrzeugtyp abhängig. Es gibt monovalente, mit einem Kraftstoff betriebene Fahrzeuge wie den VW Caddy Maxi, der alleine im Erdgasbetrieb eine Reichweite von bis zu 620 Kilometern besitzt. Im Schnitt beträgt diese 450 Kilometer. In den meisten Fällen werden Erdgasfahrzeuge aber als bivalente Fahrzeuge verkauft, die sowohl mit Gas als auch mit Benzin fahren. Sie erreichen eine Gesamtreichweite von mindestens 600 Kilometern. Nummer 3: Erdgas riecht nicht und kann daher beim Ausströmen nicht bemerkt werden. Diese Annahme ist falsch. Erdgas wird nachträglich mit Geruchsstoffen versetzt. So werden selbst geringe Mengen leicht wahrgenommen, sagt Erdgas-Mobil-Chef Kehler. Diese Vorurteile bestehen in Italien nicht, dort ist Erdgas als Kraftstoff seit Langem auf breiter Basis akzeptiert. So unterstützt der Staat den Kauf eines Erdgasfahrzeugs mit 1.500 Euro und zusätzlichen 500 Euro, wenn es einen bestimmten CO2-Ausstoß nicht übersteigt. Auch Abwrackprämien für Altautos regten zum Kauf von Neuwagen mit Erdgasantrieb an. Neu gebaute Tankstellen sind zusätzlich verpflichtet, ebenfalls Erdgas anzubieten. Zudem gilt für Erdgas als Kraftstoff eine deutlich niedrigere Steuer als für Benzin, Diesel und Autogas. Zwischen Mailand, Rom, Genua und Neapel fahren derzeit 900.000 Gasautos neunmal so viel wie in Deutschland. In Südamerika sind es noch mehr. Durch die heimische Erdgasförderung hat der Rohstoff dort auch politisch enormen Rückenwind. Vorreiter ist Argentinien. Die Regierung in Buenos Aires hat schon in den 1980er-Jahren Förderprogramme für CNG-Fahrzeuge eingeführt. Mit steuerlichen Anreizen wurde Autofahrern der Umstieg erleichtert. Heute haben von den knapp 13 Millionen Autos, Bussen und Lastwagen im Land rund 2,2 Millionen einen CNG-Antrieb. Das entspricht immerhin 18 Prozent. Die meisten Erdgasautos fahren aber im Iran: Derzeit sind dort mehr als drei Millionen Fahrzeuge auf den Straßen unterwegs. Fotos: Car Culture/Corbis, Oleksandr Rupeta/ddp images, Erdgas Mobil DER UMWELT ZULIEBE MIT ERDGAS Ein weiterer Vorzug von Erdgasautos wird oft vergessen: An vielen Tankstellen ist es möglich, Erdgas mit Biogas zu mischen. So lässt sich zusätzlich CO2 einsparen. Allerdings ist das Netz der Tankstellen, die Biomethan-Erdgas-Gemische anbieten, mit rund 200 Stationen in Deutschland noch ausbaufähig. Fest steht: Ist Autofahrern die Umwelt wichtig, sprechen starke Argumente für CNG. Sind Erdgasautos also ein Fortbewegungsmittel für Weltverbesserer? Neueste Tests zeigen das Gegenteil. So kam die Fachzeitschrift Auto Bild erst Erdgasautos fahren bereits seit 40 Jahren auf Irans Straßen. Günstige Modelle sorgten für eine große Nachfrage. SPORTWAGEN Der Concept MILA 1 des österreichischen Herstellers Magna Steyr ist in Leichtbauweise und modular konstruiert. Der 1,6-Liter-Vierzylindermotor läuft im monovalenten CNG-Betrieb. Seine Spitzengeschwindigkeit: 200 Kilometer pro Stunde. 16 GASWINNER AUSGABE 1_2015
Der Iran ist mit 3,5 Millionen Erdgasfahrzeugen internationaler Spitzenreiter. Im Land gibt es mehr als 1.800 Tankstellen mit Compressed Natural Gas. Mittlerweile gibt es in Deutschland an allen großen Tankstellen eigene Erdgas-Zapfsäulen. kürzlich zu dem Urteil, dass mit dem Seat Leon und VW Touran zwei aktuelle CNG-Modelle ihren Diesel- oder Benzin-Pendants überlegen sind. Sie sind fahrtechnisch ebenbürtig und kosten weniger. Mehr kann eigentlich kein Autokäufer verlangen. Erdgas- Mobil-Geschäftsführer Kehler: Früher bedeuteten Erdgasautos den Verzicht auf Fahrspaß. Aber das ist lange vorbei. AUSGABE 1_2015 GASWINNER 17