Benutzer:StefanNWiki/TestCNG

CNG steht für "compressed natural gas" (wörtlich übersetzt: komprimiertes Naturgas). Es ist ein Kraftstoff, der in der DIN EN 16942^[1] beschrieben ist und demnach komprimiertes Methan verschiedener Herkunft sein kann^[2]. Es wird zum Antrieb von Verbrennungskraftmaschinen verwendet und bei Landfahrzeugen bei einem Druck von 20-25 megapascal vornehmlich in zylindrischen Tanks gespeichert. Zum Transport sind auch kugelförmige Tanks möglich, die aber hauptsächlich bei LNG zum Einsatz kommen.

Der Begriff CNG wurde 2019 in der DIN EN 16942 festgeschrieben, nachdem über lange Zeit der Kraftstoff ausschließlich als Erdgas bezeichnet wurde. Der Anteil von Erdgas (fossiles Methan) im Gasnetz ist regional unterschiedlich und die Einspeisung von Biomethan, und synthetischem Methan nimmt stetig zu.

Der Begriff "Naturgas" beschreibt dabei jede Form von Methan. Methan ist ein Gas, welches auf verschiedene, natürliche Weise entstehen kann.

Der Hauptbestandteil von CNG ist Methan. Es wird vornehmlich über das Gasnetz zu Verdichterstationen, transportiert. Diese stehen in unmittelbarer Nähe von CNG Tankstellen. Es gibt aber auch Verdichterstationen, die direkt an die Aufbereitungsanlagen von Biogasanlagen angeschlossen sind und somit vom Leitungsnetz unabhängig.

In den kommerziellen Verdichterstationen wird das Gas vom Netz- oder Normaldruck über mehrere Stufen auf ca. 25-30 megapascal komprimiert und in Gastanks zwischengespeichert. Es werden auch sogenannte "Homefills" (Gasdroid^[3]) angeboten, die über einen kleinen Kompressor einen Tank im Fahrzeug direkt befüllen können.

Anhand der Zusammensetzung wird nach L-Gas und H-Gas unterschieden. L-Gas hat einen Methangehalt von 80-87% und H-Gas von 87-98%^[4]. Dieser Methangehalt ist in der DIN EN 16942 vorgeschrieben. In der Vergangenheit gab es in Deutschland Tankstellen, die teilweise lokales Erdgas mit einem geringeren Methangehalt als 80% angeboten hatten. Diese mussten ihren Betrieb einstellen.

Wenn CNG aus dem Gas des Gasnetzes hergestellt wird, ist die chemische Zusammensetzung identisch mit der des Gasnetzes. Nur in wenigen Fällen wird direkt an der Tankstelle das Gas nochmal aufbereitet, um aus L-Gas, H-Gas zu erzeugen.

Die gesetzliche Obergrenze von Wasserstoff im Gasnetz liegt aktuell bei 2vol%.

Als Kraftstoff im Straßenverkehr wird es in vielen Ländern seit langer Zeit eingesetzt. Besonders hervorzuheben sind dabei Italien, Brasilien und Indien. Aber auch die USA, Russland und viele andere Staaten, die Erdgas fördern bieten es als Kraftstoff an Tankstellen an^[5].

Auch in der Schifffahrt^[6] und bei Schienenfahrzeugen^[7] wird CNG als Kraftstoff genutzt.

• CNG Motoren können anders als Benzin- oder Dieselmotoren den regenerativen Anteil im Kraftstoff stufenlos skalieren; von 100% fossil (Erdgas) zu 100% regenerativ (Biomethan/Power2Gas). Es bedarf keiner Anpassung im Kraftstoffsystem, wie z.B. bei E85, E100 oder RME. Es ergeben sich auch keine Nachteile von schädlichen Verbrennungsrückständen, wie z.B. bei nicht auf B7 optimierten Motoren.
• CNG Kraftstoffsysteme sind abgedichtet, wodurch Kraftstoffverluste durch Verschütten oder Verdunstung verhindert werden.
• Das Schmieröl hat eine längere Lebensdauer, da es keine Schmierölverdünnung durch flüssige Kohlenwasserstoffe (Benzin, Diesel) gibt.
• CNG hat eine höhere Klopffestigkeit (130 Oktan)
• Nahezu jeder Verbrennungsmotor kann auf den Betrieb von CNG ertüchtigt werden
• Ein auf CNG optimierter Motor kann mit höherem Verdichtungsverhältnis entwickelt und dadurch die Effizienz gesteigert werden.
• Weniger Schadstoffe, Treibhausgase und mehr Effizienz
  • der Anteil unverbrannter Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid, Stickoxide und Feinstaub ist geringer, als bei Motoren, die mit flüssigen Kohlenwasserstoffen betrieben werden
  • Der CO2 Ausstoß am Auspuff ist ca. 20% niedriger, als bei Fahrzeugen, die mit Benzinmotor betrieben werden.
  • Bei einer Well2Wheel Bilanz unter der Berücksichtung des Einsatzes von regenerativen Methan ist die klimawirksame CO2 Einsparung bei >80%
  • Durch Vermeidung von Methanemissionen in die Atmosphäre (z.B. Klärgase) und Speicherung zur Nutzung als Kraftstoff sind sogar negative CO2 Werte in g/km möglich.
• Sowohl leitungsabhängige, als auch leitungsunabhängige Tankstellen möglich
• Anrechenbarkeit vom regenerativen Anteil von Biomethan aus Rest- und Abfallstoffen und Gülle über die Renewable Energies Directive II^[8] (RED II).

• Durch die geringere volumetrische Energiedichte benötigt der Kraftstoffbehälter mehr Platz, als mit Benzin oder Diesel betriebene Fahrzeugen
• Durch die Speicherung unter Drücken bis zu 25 megapascal sind zylindrische (idealer Weise sogar kugelförmige) Drucktanks erforderlich, um die Druckkräfte (250kg/cm²) aufzufangen.
• Durch den zwingend erforderlichen Einsatz von zylindrischen Drucktanks ist die Integration besonders im PKW schwieriger, als bei Kunststoff Blastanks
• Durch die oben aufgeführten, technischen Fakten ist die reine CNG Reichweite in PKW in der Regel geringer, als bei vergleichbaren Fahrzeugen mit Benzin- oder Dieselmotor
• Beim Betankungsvorgang kann es aus technischen Gegebenheiten passieren, dass geringe Mengen Methan in die Atmosphäre entweichen (Methan ist ein kurzlebiges Treibhausgas mit einem CO2-equivalent von >25.)
• Auch beim Transport und der Herstellung/Förderung kann es zum Entweichen von Methan kommen.
• Höhere Kosten der Technologie, sowohl im Bereich der Tankstellen, als auch für die Kraftstofftanks in Fahrzeugen
• Das Tankstellennetz ist regional sehr unterschiedlich und in einigen Ländern überhaupt nicht vorhanden
• Verschiedene Normen beim Tanksystem führen dazu, dass es weltweit unterschiedliche Tankstellen gibt.

Die Begrifflichkeiten bei methanhaltigen, speicherbaren Kraftstoffen ist klar unterteilt.

Compressed Natural Gas

=> Speicherung gasförmig bei Normaltemperatur und 20-25 megapascal

Liquified Natural Gas, übersetzt, "verflüssigtes Naturgas".

Grundstoff dafür ist wie bei CNG Methan, unterschiedlicher Herkunft, welches zur besseren Speicherung verflüssigt wird.

Die Speicherung kann für LKW und Schiffe als Energiespeicher für eine Verbrennungskraftmaschine dienen, oder zum Transport, wenn kein Leitungsnetz vorhanden ist.

=> Speicherung flüssig zwischen -170 und -120°C und ca. 0,8 megapascal

Die hier aufgeführten Energieträger stehen hier zur Vollständigkeit. Sie sind auch methanhaltig und können sowohl in Stationärmotoren direkt verbrannt werden, als auch als Grundstoff für CNG und LNG dienen.

Synthetic Natural Gas, übersetzt, "synthetisches Naturgas".

Es handelt sich um synthetisch hergestelltes Methan aus Power-to-Gas Anlagen. Die "Speicherung" erfolgt direkt im Gasnetz. Damit stellt es eine Ausnahme dar, da es auf nicht natürliche Weise hergestellt wird.

Biogas aus NaWaRo Biogasanlagen ist oft das Rohprodukt für CNG und LNG. Es hat einen Methananteil von 50 - 65%. Es kann entweder direkt in speziellen Motoren zusammen mit Dieselkraftstoff verbrannt werden, oder muss zur Einspeisung ins Gasnetz auf einen Methangehalt von mindestens 80% (Untergrenze L-Gas) aufbereitet werden.

Erdgas stellt den fossilen Rohstoff von CNG dar und muss ebenfalls aufbereitet werden, um als CNG nutzbar zu sein.

Der erste Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung war der Gasmotor von Étienne Lenoir aus dem Jahre 1859.

Die ersten Motoren von Nikolas Otto waren mit Leuchtgas betrieben, bevor sich Benzin durchsetzte.

Ende September 1994 erreichte ein Bugatti EB 110 S mit eingebautem Gaszusatztank beim von Road & Track organisierten Höchstgeschwindigkeitstest in Ehra-Lessien ohne Außenspiegel als Mittelwert 342 km/h und war damit der schnellste. In eine Richtung wurde im Gasbetrieb getestet und ebenso 342,9 km/h wie im Benzinbetrieb gemessen.

1. ↑ CNG DIN EN 16942. In: www.din.de. DIN, 21. Dezember 2018, abgerufen am 19. Dezember 2022. 
2. ↑ CNG-Club: Was ist CNG? In: YouTube. CNG-Club, 2. Juni 2022, abgerufen am 19. Dezember 2022. 
3. ↑ Erdgasauto.at: Bequem zu Hause oder in der eigenen Firma Erdgas Tanken. In: erdgasauto.at. erdgasauto.at, 16. Januar 2020, abgerufen am 19. Dezember 2022. 
4. ↑ e.On: Worin unterscheiden sich die Gasarten L-Gas und H-Gas? In: E.On. E.On, 19. Dezember 2022, abgerufen am 19. Dezember 2022. 
5. ↑ Compressed natural gas. In: Wikipedia. 19. Oktober 2022 (wikipedia.org [abgerufen am 19. Dezember 2022]). 
6. ↑ Chemiereport: Erstes Schiff für CNG wird gebaut. In: www.chemiereport.at. chemiereport.at, 19. September 2006, abgerufen am 19. Dezember 2022. 
7. ↑ CNGMotive: CNG for freight locomotives. In: CNGMotive. CNGMotive, 19. Dezember 2022, abgerufen am 19. Dezember 2022 (englisch). 
8. ↑ Richtlinie (EU) 2018/2001: Richtlinie (EU) 2018/2001 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 11. Dezember 2018 zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen. In: Amtsblatt der Europäische Union. Europäische Union, 11. Dezember 2018, abgerufen am 19. Dezember 2022.