Kann Polen Erdgas in der Automobilindustrie nutzen?

Das 21. Jahrhundert begann unter dem Zeichen der vorhergesagten, oder nach Meinung einiger bereits beobachteten, Treibhauseffekte und der zunehmenden Luftverschmutzung. Der Transportsektor trägt erheblich zu diesen Veränderungen bei, hauptsächlich aufgrund der Emission von Abgasen. In den letzten Jahren hat sich jedoch vieles verändert. Dank fortschrittlicher Katalysatoren, effizienter Motoren, Start-Stopp-Systemen und Zusätzen zur Abgasentsorgung in Form von AdBlue, emittieren Autos heute deutlich weniger Abgase und damit verbundene Schadstoffe als noch vor 10 Jahren. Dennoch enthalten Abgase (insbesondere die von älteren Autos) immer noch in relativ hohen Konzentrationen Substanzen, die schädlich für die Gesundheit lebender Organismen sind:

• Kohlenmonoxid CO;
• Kohlenwasserstoffe HC und deren Derivate, oft synonym als flüchtige organische Verbindungen VOC bezeichnet;
• Stickoxide;
• Schwefeloxide (Oxid, Dioxid, Trioxid);
• Blei und seine Verbindungen;

Ruß, Rauch, Asche, Metalle, andere feste Stoffe, schwere organische Verbindungen in flüssiger Phase, teilweise synonym als Feinstaub PM bezeichnet

Unter den Substanzen, die nicht direkt schädlich für die Gesundheit lebender Organismen sind oder in geringen Konzentrationen in Abgasen vorkommen, gibt es solche, die schädlich für die Umwelt sind. Sie fördern insbesondere die Entstehung des Treibhauseffekts in der Atmosphäre. Zu diesen gehören hauptsächlich:

• Kohlendioxid CO2,
• Methan CH4,
• Ammoniak NH3.

Abb. 1. https://powietrze.gios.gov.pl

Um der Verschlechterung der Luftqualität entgegenzuwirken, erlässt die Europäische Union immer strengere Anforderungen an die Reinheit der Autoabgase. Es reicht, an die Euro-Normen zu denken, von denen die neueste Ausgabe – Euro 6d, die ab 2021 eingeführt wurde – verlangt, dass die Hersteller sicherstellen, dass in ihrer Modellpalette, die in der Europäischen Union angeboten wird, der durchschnittliche CO2-Ausstoß (CO2) 95 g/km nicht überschreitet. Etwas andere Werte gelten für Marken, die kleinere, hauptsächlich städtische Autos anbieten, und etwas höhere für diejenigen, die größere und schwerere Autos verkaufen. Wichtig ist, dass für Fahrzeuge mit Dieselmotoren die zulässige Emission von Stickoxiden erheblich gesenkt wurde.

Um sich an die Vorschriften in der Europäischen Union anzupassen, aber auch aus Sorge um die Luftreinheit, insbesondere in Stadtzentren, hat das Ministerium für Klima und Umwelt eine Novellierung des Gesetzes über Elektromobilität und alternative Kraftstoffe durchgeführt. Sie sieht unter anderem die Schaffung von Zonen für sauberen Transport in Polen vor. Die ersten davon werden bis Mitte 2024 in Warschau und Krakau in Betrieb genommen. Zugang zu den Zonen für sauberen Transport werden haben:

• elektrische Fahrzeuge,
• mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge,
• mit Erdgas betriebene Fahrzeuge,
• auf Basis eines Beschlusses des Gemeinderats ausgenommene Fahrzeuge.

Infolgedessen dürfen Autos mit Dieselmotoren, aber auch Benziner sowie LPG-Fahrzeuge nicht mehr in diese Zonen einfahren.

Am Horizont zeichnet sich bereits eine mehrere Millionen große Gruppe von Besitzern von Personen- und Lieferwagen ab, die mit über zehn Jahre alten Dieselmotoren ausgestattet sind. Diese Fahrzeuge erfüllen nicht die Euro-4-Norm und sind in Großstädten zunehmend unerwünscht. Sind wir also dazu verdammt, Millionen von Personenkraftwagen zu verschrotten? Ich glaube nicht. Die einzige Chance für eine weitere Nutzung ist der Wechsel zu umweltfreundlicheren Treibstoffen. Dies könnte eine 50/50-Lösung sein, bei der Fahrzeuge mit Dieselmotoren so angepasst werden, dass sie mit zwei Kraftstoffen betrieben werden können, nämlich Diesel und Erdgas im Verhältnis 50%/50%. Diese Lösung beseitigt die Abgasemissionen nicht vollständig, führt aber zu einer erheblichen Reduzierung derselben und ermöglicht es, den bestehenden Fuhrpark einige Jahre länger zu nutzen.

Abb.2 www.pixabay.com

Was können wir tun, um günstiger und umweltfreundlicher zu fahren?

Methan als Alternative zu Erdöl-basierten Kraftstoffen

Seit fast 150 Jahren dominieren Verbrennungsmotoren, die mit Erdöl-basierten Kraftstoffen betrieben werden, die Welt der Motorisierung. Vieles deutet darauf hin, dass weitere Verbesserungen der Motoren zur effizienteren Verbrennung von Kraftstoff und zur Erhöhung der Reinheit der Abgase immer schwieriger und kostspieliger werden. Dies führt zu immer komplizierteren Motor-Ausstattungen, wie die Erhöhung des Einspritzdrucks (etwa 15 MPa für Benzinmotoren und 200 MPa für Dieselmotoren), der Luftzufuhr, der katalytischen und Filter-Systeme für Abgase, alles verbunden mit immer komplexerer Computersteuerung. Der in den USA entdeckte Skandal um die Fälschung von Abgasanalysen bei Volkswagen-Fahrzeugen ist wahrscheinlich ein Hinweis darauf, dass die realisierbaren Verbesserungen bei Verbrennungsmotoren an ihre Grenzen stoßen.

Da traditionelle Verbrennungsmotoren am Ende ihrer Entwicklung stehen und Elektroautos noch einige Jahre bis zur Massenverbreitung benötigen, stellt sich die Frage: Was tun in der Übergangszeit? Die Antwort liegt nahe: Erdgas.

Vorteile von Erdgas

Zu den Vorteilen von komprimiertem Erdgas (CNG) gehören:

• Es ist umweltfreundlich – erhebliche Reduzierung von Emissionen wie: Feinstaub PM 2,5 und PM 10 (sog. Ruß),
• Schwefeloxide (SOx),
• Stickoxide (NOx),
• Kohlenmonoxid (CO).
• Geräuschreduzierung um einige dB aufgrund der hohen Oktanzahl – Äquivalent von ca. 130.
• Transport von Gas zu Tankstellen ist über traditionelle Gasleitungen möglich. Kein Bedarf an Transport per Tanklastwagen (keine damit verbundenen Emissionen).
• Sicherheit – Möglichkeit, in Garagen und Tiefgaragen zu parken. CNG, das leichter als Luft ist, entweicht schnell in die Atmosphäre, falls das System undicht wird, z. B. bei einem Unfall. Gemischt mit Luft bildet es nicht brennbare Konzentrationen. Die Zündtemperatur ist höher als bei Benzin und Diesel.
• Kein Bedarf an DPF/FAP-Filtern (AdBlue) in Fahrzeugen – weniger komplizierte Bauweise und potenziell niedrigeres Risiko kostspieliger Ausfälle von Antriebseinheiten und Ausrüstung.
• Möglichkeit, Fahrzeuge mit einem eigenen Niederdruck-Erdgasnetz zu Hause mittels CNG-Kompressoren zu betanken.

Ob CNG als eine der Hauptenergiequellen Bestand haben wird, weiß ich nicht, da strategische Entscheidungen bereits auf EU-Ebene getroffen wurden. Aber sicherlich ist es aus wirtschaftlicher und ökologischer Sicht wert, die Umrüstung der millionenstarken Fahrzeugflotte, die derzeit auf unseren Straßen unterwegs ist, auf Methan in Betracht zu ziehen. Im zweiten Teil möchte ich näher auf die polnischen Realitäten in Bezug auf CNG eingehen und die Meinungen polnischer Fahrer dazu erörtern.

Autor: Dr. Adam Górniak – langjähriger Manager in der Automobilbranche, Trainer und Berater.

Quellenverzeichnis:

• https://www.gov.pl/web/klimat/kolejny-etap-prac-nad-nowelizacja-ustawy-o-zmianie-ustawy-o-elektromobilnosci-i-paliwach-alternatywnych
• Gesetz vom 11. Januar 2018 über Elektromobilität und alternative Kraftstoffe (Dz. U. z 2021 r. poz. 110 ze zm.) https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20210000110
• Górniak: Nutzung ausgewählter Mittel und Methoden zur Beschaffung und Verarbeitung von Daten für die Bedürfnisse der vorausschauenden Qualitätsplanung unter Berücksichtigung der Kundenbedürfnisse als Element der Produktionsvorbereitung am Beispiel einer ausgewählten Branche. Doktorarbeit. Zabrze 2019Przegląd Gazowniczy nr 2, 2017
• https://powietrze.gios.gov.pl
• https://www.wnp.pl/gazownictwo
• auto.pl
• http://autocng.pl/
• https://www.autodna.pl/blog/co-to-jest-norma-euro-6