Mit dem alternativen Kraftstoff Erdgas lassen sich die CO2- und Schadstoffemissionen im Verkehr schnell und kosteneffizient reduzieren. Als deutlich umweltfreundlichere Alternative zu Diesel und Benzin können Erdgasautos einen entscheidenden Beitrag zum Klimaschutz leisten. Die Technik ist verfügbar, praxiserprobt und alltagstauglich.
Erdgas – die saubere Alternative im Tank; © candy1812/Fotolia.com
Günstig im Tank – sauber auf der Straße
In den 1990er Jahren etablierte sich auf den deutschen Straßen eine umweltschonende Alternative zu Benzin- und Dieselfahrzeugen. Mit komprimiertem Erdgas (CNG) betriebene Autos gewannen zunehmend an Bedeutung, da sie deutlich weniger Schadstoffe ausstoßen. Insbesondere im Individualverkehr bietet sich mit Erdgas ein alternativer Kraftstoff an, der günstiger und sauberer ist.
Auch im Schwerlastverkehr auf der Straße, dem in Deutschland als Knotenpunkt des europäischen Handels eine besondere Bedeutung zukommt, steht mit Flüssigerdgas (LNG) eine zukunftweisende Antriebstechnologie zur Verfügung. Im europäischen und internationalen Ausland sind LNG-Lkw bereits keine Seltenheit mehr und erfolgreich auf der Straße im Einsatz. Auf Grund der großen Reichweite und des geringen Schadstoffausstoßes gehen Experten von einer zunehmenden Verbreitung von LNG als Kraftstoff auch in Deutschland aus.
Die nachfolgend aufgeführten Dokumente bilden im DVGW-Regelwerk die Basis für die Erdgastankstellen. Des Weiteren sind die in den Regelwerken angegebenen normativen Verweisungen wie Gesetze, Verordnungen usw. zu berücksichtigen.
Die DVGW-Broschüre liefert der Feuerwehr wichtige Informationen über Fahrzeuge mit Erdgasantrieb und Erdgastankstellen.
VO zur Festlegung weiterer Bestimmungen zur Treibhausgasminderung bei Kraftstoffen - 38. BImSchV vom 8.12.2017
Als umweltschonender Kraftstoff und wichtiger Baustein für die Erreichung der Klimaziele im Verkehrssektor ist Erdgas (CNG/LNG) steuerlich begünstigt und wird mit einer reduzierten Steuer gefördert. Dies zahlt sich für Erdgas-Fahrer aus, da Erdgas nicht nur deutlich umweltschonender sondern auch wesentlich kostengünstiger als Diesel oder Super ist.
Das Bundeskabinett hat am 15. Februar 2017 einen Gesetzesentwurf für die Änderung des Energiesteuergesetzes (EnergieStG) vorgelegt, der u.a. die Verlängerung der Steuerbegünstigung für komprimiertes und verflüssigtes Erdgas (CNG und LNG) als Kraftstoff bis zum Jahr 2026 vorsieht. Der Gesetzentwurf wurde am 31. Mai 2017 vom Deutschen Bundestag verabschiedet und ist mit dem 1. Januar 2018 in Kraft getreten. Zunächst wird die Steuerermäßigung im gleichen Umfang wie bislang fortgeschrieben, ab 2024 greift dann eine Degression. Der DVGW begrüßt die Fortsetzung der Energiesteuerermäßigung, da Erdgas als Kraftstoff die Treibhausgas-Emissionsbilanz in Deutschland innerhalb kurzer Zeit und nachhaltig deutlich verbessern kann.
Um die Klimaschutz-Potenziale der Erdgasmobilität voll auszuschöpfen und deren Markteintritt zu beschleunigen, bedarf es klarer politischer Signale zur Planungs- und Investitionssicherheit für Unternehmen und der Unterstützung der Wirtschaft zum Ausbau der Tankstellen-Infrastruktur.
Prof. Dr. Gerald Linke, DVGW-Vorstandsvorsitzender
Für eine clevere und umweltschonende Mobilität, die von Einsatzzweck, Reichweite und den zu transportierenden Lasten abhängt, ist ein harmonisches Zusammenspiel verschiedener Technologien notwendig. Die ganz unterschiedlichen Einsatzzwecke im Verkehr erfordern optimale Lösungen, die wirtschaftlich und nachhaltig zu gleich sind.
Ein erster Schritt, um im Verkehrssektor rasch und effizient Klimaschutzeffekte zu realisieren, ist der sogenannte Fuel-Switch, also der Ersatz von Diesel und Benzin durch den Energieträger Gas. Da die Elektromobilität in weiten Teilen noch nicht serienreif ist, keine flächendeckende Ladeinfrastruktur bereitsteht und ein wesentlicher Anteil im deutschen Strommix auf die Kohleverstromung zurückgeht, sind kurzfristig keine signifikanten Klima- oder Umwelteffekte durch ihren Einsatz zu erwarten. Besonders der letzte Faktor trägt dazu bei, dass Elektroautos und -Lkw auf absehbare Zeit keinen spürbaren Beitrag zum Klimaschutz im Verkehrssektor leisten können.
Mit Erdgasautos lassen sich hingegen unmittelbar signifikante Einsparungen von CO2 und Schadstoffemissionen erreichen, da die Technik ausgereift sowie praxiserprobt ist. Zusätzlich bietet das vorhandene Erdgasnetz eine optimale Infrastruktur, um die Versorgung deutschlandweit zu gewährleisten.
Mittel- und langfristig muss CNG und LNG klimaneutral erzeugt werden. Die Technologie hierzu ist Power-to-Gas-Technologien (PtG) und Biogasanlagen. Beide Wege eröffnen die Möglichkeit, Pkw und Lkw mit erneuerbaren und treibhausgasneutralen Treibstoffen zu betanken, die aus nachwachsenden Ressourcen und erneuerbaren Energien gewonnen werden. Fossiles CNG oder LNG können so sukzessive durch „grüne Varianten“ in einem Content-Switch ersetzt und einfach in das bestehende System integriert werden.
Erneuerbare Gase im Verkehr ergänzen so die Elektromobilität. Der Einsatz von grünem Gas ist vor allem in den Segmenten sinnvoll, in denen die Elektromobilität nicht oder nur unzureichend nutzbar gemacht werden kann. Dies ist z. B. im Fern- und Schwerlastverkehr auf der Straße aber auch in der Schifffahrt der Fall.
Dieser Artikel vergleicht aufgrund offzieller Messdaten zwei Mittelklasseautos, den Mercedes C 220 d und den neuen Tesla Model 3, bezüglich ihres Verbrauchs an Diesel bzw. Strom. Dabei werden alternative marginale Energiequellen für den Strom sowie der tatsächliche Strommix Deutschlands aus dem Jahr 2018 zugrunde gelegt. Ferner wird eine Metastudie für den CO2-Ausstoß bei der Batteriefertigung berücksichtigt. Es zeigt sich, dass der CO2-Ausstoß des Elektromotors im günstigen Fall um etwa ein Zehntel und im ungünstigen Fall um ein gutes Viertel über dem Ausstoß des Dieselmotors liegt. Am günstigsten ist der mit Methan betriebene Verbrennungsmotor, der auch dann, wenn man die erhebliche Vorkettenverschmutzung beim Methan berücksichtigt, um ein knappes Drittel unter dem Dieselmotor liegt.
Ein Artikel von Christoph Buchal, Hans-Dieter Karl und Hans-Werner Sinn, aus: Ifo Schnelldienst Nr. 08/2019 vom April 2019
Eine andere Möglichkeit erneuerbares Gas als Kraftstoff zu nutzen ist die Verwendung von Bioerdgas. Dieses gewinnt man aus nachwachsenden Rohstoffen, Klärschlamm, Gülle oder Bio-Abfällen. Bei der sogenannten Fermentierung entsteht zunächst Biogas, das in einem zweiten Schritt zu Biomethan bzw. Bioerdgas veredelt wird.
Bereits heute können Erdgasautos an zahlreichen Tankstellen mit 100% Bioerdgas befüllt werden und so nahezu klimaneutral fahren. Bei der Verbrennung von Bioerdgas im Motor wird nämlich nur so viel CO2 freigesetzt, wie in dem natürlichen Stoff gebunden war. So gelangt in einem Kreislauf etwa ausschließlich das beim Wachstum der Pflanzen mittels Photosynthese aufgenommene CO2 wieder in die Atmosphäre.
Völlig klimaneutral ist der Einsatz von grünem Gas als Kraftstoff, das mittels der Power-to-Gas-Technologie aus überschüssigem Solar- oder Windstrom gewonnen wird. Durch Elektrolyse wird Ökostrom zunächst in Wasserstoff und anschließend in Methan umgewandelt wird. So lässt sich insbesondere Windenergie, die in stürmischen Zeiten die Stromnetze überlastet, umwandeln und langfristig speichern.
Im niedersächsischen Werlte betreibt Audi erfolgreich eine Power-to-Gas Anlage, die mit Hilfe von Ökostrom regeneratives Gas erzeugt und als "Audi e-Gas" ins Netz einspeist. Das grüne bzw. regenerative Gas lässt sich im Gasnetz effizient speichern sowie transportieren und kann so überall mit Erdgasautos getankt werden.
Mit Biogas- und Power-to-Gas-Anlagen stehen zwei Technologien zur Verfügung, die großes Potenzial haben, wesentlich zum Gelingen der Energiewende beizutragen und den Klimaschutz in Deutschland voranzutreiben. Das grüne bzw. regenerative Gas lässt sich im Gasnetz effizient speichern sowie transportieren und kann so überall mit Erdgasautos getankt werden. Das über 500.000 Kilometer lange Gasnetz in Deutschland, bietet die optimale Infrastruktur für eine flächendeckende und zuverlässige Versorgung. Ein großer Vorteil hierbei ist, dass hierüber nicht nur Autos bzw. Tankstellen, sondern gleichzeitig auch Haushalte, Industrie und Gaskraftwerke versorgt werden können. Zusätzliche Versorgungssicherheit für diese Sektoren bietet die Lieferung von LNG, das direkt getankt oder rückvergast und ins Erdgasnetz eingespeist werden kann.
Gas als Kraftstoff ist in folgende Arten zu unterscheiden.
CNG(Compressed Natural Gas) ist Erdgas, das unter einem Druck von 200 bar verdichtet wird und damit eine Volumenverringerung von ca. 1:200 erreicht. Das verdichtete Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan und wird bei Pkw und Lkw eingesetzt. Da CNG im Motor deutlich sauberer verbrennt, entstehen weitaus weniger CO2-Emissionen als bei Diesel oder Benzin. Noch stärker sind die Einsparungen von Schadstoffen wie Feinstaub und Stickoxide, die in Ballungsräumen für schlechte Luft sorgen. Zu den Tankstellen gelangt das Erdgas über das unterirdische Erdgasnetz, wird dort zu CNG verdichtet und ist so flächendeckend verfügbar.
LNG (Liquefied Natural Gas) auch als Flüssigerdgas oder verflüssigtes Gas bezeichnet, ist nicht mit Flüssiggas (LPG) zu verwechseln. LNG ist herkömmliches Erdgas, das durch Herunterkühlen auf ca. -162°C in einen flüssigen Zustand gebracht wird. Da sich so das Volumen um das ca. 600-fache verringert, lassen sich enorme Mengen Erdgas per Tankschiff auf dem Seeweg transportieren. Mit LNG kann man deutlich größere Erdgasmengen im Fahrzeugtank speichern, weshalb es vornehmlich im Schwertransport auf langen Strecken eingesetzt wird. Als Kraftstoff ermöglicht LNG hohe Reichweiten im Fernverkehr und im Gegensatz zu Diesel sind die CO2- sowie Schadstoffemissionen wesentlich geringer.
LPG (Liquefied Petroleum Gas), auch als Flüssiggas oder Autogas bezeichnet, besteht aus einem Gemisch aus Butan und Propan. Es fällt als Nebenprodukt der Erdöl- und Erdgasförderung an und liegt eigentlich in gasförmigem Zustand vor. Bereits bei einem geringen Druck von max. 8 bar bei Raumtemperatur wird es flüssig und lässt sich so in Flaschen oder Tanks speichern. Im Gegensatz zu Erdgas (CNG) wird Flüssiggas (LPG) nicht über das Gasnetz transportiert. Flüssiggas wird zum Heizen und Kochen verwendet, kommt aber auch als Kraftstoff mit der Bezeichnung Autogas zum Einsatz.
H2 (Wasserstoff) ist auf der Erde nahezu unbegrenzt verfügbar und fast immer in chemischen Verbindungen wie Wasser und Kohlenwasserstoffen (z.B. Erdgas und Erdöl) gebunden. Neben der Verwendung in der Energieerzeugung – wegen seiner hohen Energiedichte – findet Wasserstoff seinen Einsatz in der Industrie, u.a. in der Erzeugung von Kunstdünger auf Ammoniakbasis oder in der Glasherstellung. Wasserstoff kann jedoch auch als emissionsarmer Kraftstoff verwendet werden. Im Fahrzeug wird damit entweder ein herkömmlicher Verbrennungsmotor angetrieben oder eine Brennstoffzelle versorgt, die den Wasserstoff in elektrische Energie umwandelt und mit dem Strom einen nachgeschalteten Elektromotor antreibt. Alle diese Anwendung haben eines gemeinsam: Der Wasserstoff muss erst gewonnen werden. Entweder durch die Dampfreformierung von Erdgas oder über die Wasserelektrolyse, in der Wasser mit Hilfe von elektrischer (regenerativer) Energie in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird.
Mit den Kraftstoffen CNG und LNG kann der verkehrsbedingte CO2-Austoß in Deutschland unmittelbar und schnell reduziert werden. Bei der Verbrennung von Erdgas im Motor entsteht deutlich weniger CO2, als es bei Diesel der Fall ist.
Unter Berücksichtigung der gesamten Wertschöpfungskette (Well-to-Wheel, d.h. alle Emissionen, die auf dem Weg von der Produktion bis zum Tank entstehen) hat Erdgas ein Treibhausgas-Reduktionspotenzial von 25 Prozent für Pkw im Vergleich zu Benzin bzw. von 10 Prozent gegenüber Diesel.
Für Lkw wiederum ist eine Reduzierung von bis zu 22 Prozent mit LNG und von 18 Prozent mit CNG möglich.
Doch nicht nur die Treibhausgasbilanz lässt sich mit Erdgasautos innerhalb kurzer Zeit und nachhaltig deutlich verbessern. Besonders in den innerstädtischen Ballungsräumen, wo die Grenzwerte für Luftschadstoffe immer häufiger überschritten werden und Fahrverbote drohen, kann Erdgas als alternativer Kraftstoff zu schnellen und nachhaltigen Verbesserungen führen. Durch die sauberere Verbrennung von Erdgas entstehen etwa 70 Prozent weniger Stickoxide als bei Dieselautos und die Feinstaubwerte liegen nahezu bei Null. So kann Mobilität mit Erdgas nicht nur einen erheblichen Beitrag zum Klimaschutz leisten, sondern auch eine deutliche Entlastung bei Luftschadstoffe in den Städten ermöglichen.
Hinzu kommt, dass ein Erdgasmotor geringeren Lärm als ein Dieselmotor verursacht und wesentlich leiser läuft. So halbiert der Einsatz von CNG und LNG bei Lkw den Motorenlärm. Durch die geringen Lärmemissionen können Lkw mit Gastechnologie auch nachts Güter und Waren in die Innenstädte liefern, wie etwa frische Lebensmittel für Supermärkte.
Grafiken zu Verkehrsemissionen
Grafiken zu Verkehrsemissionen
Das derzeitig verfügbare Tankstellennetz für Erdgasfahrzeuge in Deutschland besteht aus ca. 900 Tankstellen und ist flächendeckend. Auch im europäischen Ausland ist ein gutes Netz an CNG-Tankstellen verfügbar, wie etwa in Italien, das derzeit führend bei der CNG–Kraftstoffversorgung in Europa ist.
Für eine optimale Versorgung besteht in Deutschland weiterer Ausbaubedarf, um die Attraktivität von Erdgas als Kraftstoff weiter zu steigern. Volkswagen erklärte gemeinsam mit anderen Partnern in Deutschland bis 2025 das Netz auf ca. 2000 Tankstellen auszubauen. In Europa besteht das gesamte Netz aus ca. 4500 Tankstellen.
Für die Suche nach CNG- und LNG-Tankstellen stehen praktische Werkzeuge der folgenden Partner zur Verfügung:
