Erdgas (CNG) als Kraftstoff: sauber und effizient

Erdgas wird als Kraftstoff unter der Bezeichnung CNG (Compressed Natural Gas) eingesetzt und besteht überwiegend aus Methan (CH₄). Aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung besitzt Methan einige interessante Eigenschaften für den Einsatz in Verbrennungsmotoren.

1. Weniger Kohlenstoff im Kraftstoff

   Methan besitzt unter den fossilen Kohlenwasserstoffen ein besonders günstiges Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoff. Bei der vollständigen Verbrennung gilt:

   CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

   Auf den Energieinhalt bezogen entsteht bei der Verbrennung von Erdgas deshalb weniger CO₂ als bei kohlenstoffreicheren Kraftstoffen wie Benzin oder Diesel.

   Wie hoch der tatsächliche CO₂-Ausstoß eines Fahrzeugs ist, hängt jedoch auch von Verbrauch, Motorwirkungsgrad, Fahrzeuggewicht und Fahrweise ab.

2. Geringe Partikelbildung

   Ein wesentlicher technischer Vorteil von CNG ist die sehr geringe Ruß- und Partikelbildung. Methan liegt bereits gasförmig vor und besitzt eine einfache Molekülstruktur. Anders als flüssige Kraftstoffe muss es im Motor nicht zunächst zerstäubt und verdampft werden.

   Moderne Benzin- und Dieselfahrzeuge erreichen durch Partikelfilter und aufwendige Abgasnachbehandlung ebenfalls sehr niedrige Schadstoffwerte. Die tatsächlichen Emissionen hängen daher immer vom jeweiligen Fahrzeug und seiner Abgastechnik ab.

3. Hohe Klopffestigkeit

   Methan besitzt eine hohe Klopffestigkeit und bietet damit gute Voraussetzungen für effiziente Ottomotoren und hohe Verdichtungsverhältnisse. Bei gasförmigen Kraftstoffen wird diese Eigenschaft fachlich unter anderem über die Methanzahl beschrieben.

   CNG-Motoren arbeiten üblicherweise nach dem Ottomotorprinzip mit Fremdzündung. Mit einer geregelten Verbrennung und einem Dreiwege-Katalysator können Kohlenmonoxid, unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Stickoxide wirkungsvoll reduziert werden.

4. Fossiles Erdgas und Biomethan

   Für die Klimabilanz muss zwischen fossilem Erdgas und erneuerbarem Biomethan unterschieden werden.

   Fossiles Erdgas verursacht bei der Verbrennung CO₂ und bleibt damit ein fossiler Energieträger. Zusätzlich müssen mögliche Methanverluste bei Förderung, Transport und Verteilung in die Klimabilanz einbezogen werden.

   Biomethan wird dagegen aus biogenen Ausgangsstoffen erzeugt und auf Erdgasqualität aufbereitet. Chemisch besteht es ebenfalls überwiegend aus Methan und kann daher in geeigneten CNG-Fahrzeugen eingesetzt werden.

   Je nach Rohstoff und Herstellungsverfahren kann Biomethan über den gesamten Lebenszyklus eine erheblich günstigere Treibhausgasbilanz erreichen als fossile Kraftstoffe.

5. CNG nutzt vorhandene Infrastruktur

   CNG wird im Fahrzeug gasförmig bei einem Betriebsdruck von etwa 200 bar gespeichert. Viele CNG-Tankstellen sind direkt an das Gasnetz angeschlossen. Der Kraftstoff kann dort aus dem Netz entnommen, verdichtet und in das Fahrzeug gefüllt werden.

   Über das Gasnetz kann außerdem aufbereitetes Biomethan bereitgestellt werden. Damit besitzt die CNG-Technik einen besonderen Vorteil: Ein vorhandenes CNG-Fahrzeug kann sowohl mit fossilem Erdgas als auch mit erneuerbarem Biomethan betrieben werden, ohne dass das grundlegende Antriebssystem verändert werden muss.