Zum Hauptinhalt springen
The engine company. DEUTZ®

Anforderungen an Kraftstoffe für DEUTZ-Motoren

DEUTZ-Motoren werden heute in vielen verschiedenen Applikationen global eingesetzt. Die Qualität der Kraftstoffe ist dabei entscheidend für die Langlebigkeit der DEUTZ Aggregate und für eine Minimierung der Servicekosten.

Download Technisches Rundschreiben DEUTZ-Kraftstoffanforderungen

Außerdem beeinflusst der Kraftstoff den wohl wichtigsten Aspekt moderner Verbrennungsmotoren: das Emissionsverhalten. So kann zum Beispiel durch den Einsatz von biogenen Kraftstoffen oder Flüssiggas der Schadstoff- und CO2-Ausstoß deutlich reduziert werden. Langfristig ist sogar ein CO2-neutraler Motorenbetrieb mit sogenannten E-Fuels (synthetische Kraftstoffe) möglich.

Diesel

Dieselkraftstoff ist ein Gemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen. Die Qualität der Kraftstoffe ist dabei länderspezifisch sehr unterschiedlich. In Staaten wie den USA oder Japan bzw. in der Europäischen Union sind die Dieselkraftstoffe für die besonderen Herausforderungen hinsichtlich niedriger Emissionen und den Einsatz von Abgasnachbehandlungssystemen optimiert. In anderen Staaten gibt es aber weiterhin Kraftstoffe von geringerer Qualität (Schwefelgehalt, Schmierfähigkeit, Verschmutzung und Cetanzahl als Maß für das Verbrennungsverhalten).

Biogene Kraftstoffe für DEUTZ-Motoren

Ein wichtiger Baustein zur Minderung der Kohlendioxid-Emission und Schonung der fossilen Ressourcen ist die Substitution mineralölbasierter Kraftstoffe durch Biokraftstoffe. Kraftstoffe aus nachwachsenden, nachhaltig produzierten Biorohstoffen ermöglichen einen weitgehend geschlossenen CO2-Kreislauf, weil die Pflanzen, aus denen der Biokraftstoff erzeugt wird, bei ihrem Wachstum CO2 aus der Luft entnehmen. Deshalb kompensieren Biokraftstoffe im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen zum großen Teil die Treibhausgaswirkung der CO2-Emissionen, die bei der Verbrennung im Motor entstehen. Biokraftstoffe müssen als Voraussetzung für den Marktzugang in der Europäischen Union und als Ergebnis einer Zertifizierung, die auch den Anbau der Rohstoffe einbezieht, gesetzlich vorgegebene Nachhaltigkeitsanforderungen erfüllen. Diese gesetzlichen Anforderungen sind ein Alleinstellungsmerkmal, weil diese auch von Unternehmen erfüllt werden müssen, die außerhalb der EU Biomasse zu Biokraftstoffen verarbeiten und in die EU exportieren. Die Vorgaben und Bedingungen sind verankert in der EU-Richtlinie 2009/28/EG „zur Förderung der Verwendung von Energien aus erneuerbaren Quellen“ und nochmals verschärft worden infolge der Neufassung dieser Richtlinie (2018/2001/EG). Sie schließen auch den Nachweis der Treibhausgasminderung ein, die ab 2021 mindestens 65 Prozent gegenüber fossilen Kraftstoffen betragen muss. In Deutschland wird inzwischen eine Treibhausgasminderung von durchschnittlich über 80 Prozent erreicht. Da auch der Transportsektor bzw. die Landwirtschaft gefordert sind, ihren Beitrag zur Treibhausgasminderung, nicht zuletzt infolge der Beschlüsse des Klimaschutzabkommens in Paris vom Dezember 2015, zu leisten, sind Biokraftstoffe eine der Alternativen neben der Verbesserung der motorischen Effizienz. Somit können auch in den Bestandsmotoren CO2 -Einsparungen in erheblichen Umfang erreicht werden und zum Klimaschutz beitragen.

Zusätzlich begünstigen steigende Preise für fossile Kraftstoffe sowie nationale Steuervorteile und Biokraftstoffquoten eine wachsende globale Nachfrage nach Biokraftstoffen. In Deutschland, Europa, aber auch vielen anderen außereuropäischen Ländern wie USA, Mexiko, Brasilien, Argentinien, Malaysia und Indonesien werden momentan hauptsächlich Biodiesel als Dieselkraftstoff-Biodiesel-Blends, z. T. aber auch als Reinkraftstoffe eingesetzt.

Beim Biodiesel oder FAME (Fettsäure-Methylester) handelt es sich um sogenannte umgeesterte Pflanzenöle, die dadurch den Eigenschaften von Dieselkraftstoff angepasst wurden. In Deutschland bildet oft Rapsöl die Rohstoffbasis, sodass auch häufig von Rapsöl-Methylester (RME) gesprochen wird.

Biodiesel kann in geeigneten Motoren in reiner Form (B100) oder als Mischung mit Mineralöldiesel z. B. als B7 verwendet werden.

Selbstverständlich sind alle DEUTZ-Motoren für die in Europa und den USA zulässigen Dieselkraftstoff-Biodiesel-Blends nach EN 590 (bis 7 %) bzw. ASTM D 975 (bis 5 %) freigegeben. Darüber hinaus liegen aber auch viele Freigaben für Motoren der Abgasstufe Tier 4, EU IV und V für höhere Biodiesel-Mischungsanteile (EN 16734/EN 16709/ASTM D 7467) und für Reinkraftstoffe gemäß EN 14214 vor.

E-Fuels

Als E-Fuels werden synthetische Kraftstoffe bezeichnet, die mittels Strom aus Wasser und Kohlendioxid (CO2) hergestellt werden. In Abhängigkeit vom erzeugten Kraftstoff (gasförmig/flüssig) wird dieser Prozess entweder als Power-to-Gas (PtG) oder Power-to-Liquid (PtL) bezeichnet.

Perspektivisch wird die Bereitstellung von E-Diesel auf Basis von regenerativem Strom einen klimafreundlichen, CO2-neutralen Motorenbetrieb ermöglichen.

Das Prinzip ist hierbei, dass bei der Erzeugung die gleiche Menge CO2 aus der Atmosphäre gebunden wird, wie beim Verbrennungsvorgang emittiert wird. Dazu werden zunächst in einer Elektrolyse mithilfe regenerativ erzeugten Stroms aus Wasser Sauerstoff und Wasserstoff hergestellt. Der so gewonnene Wasserstoff reagiert im nächsten Schritt mit CO2 zu einem Synthesegas. Auf dieser Basis können sowohl gasförmige (Power-to-Gas) als auch flüssige Kraftstoffe (Power-to-Liquid) hergestellt werden.

Der Vorteil ist, dass – gegenüber der reinen Elektromobilität – bei bestehender Infrastruktur (Tankstellen) die erforderliche Energiemenge bei Industrieanwendungen durch einen flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff bereitgestellt werden kann. Die Energiedichte eines solchen Kraftstoffes ist dabei deutlich höher als bei Batterien des aktuellen Industriestandards.

Flüssiggas

Unter Flüssiggas oder LPG (Liquified Petroleum Gas) versteht man Propan-Butan-Gemische, die bei Raumtemperatur und geringer Kompression (< 10 bar) flüssig sind. Wesentliche Vorteile von LPG sind die hohe Energiedichte im Gastank und die bei der Verbrennung im Motor verminderte CO2-Emission gegenüber Dieselmotoren vergleichbarer Größe.

LPG fällt i. d. R. bei der Erdölraffinierung an. Es wird aber auch bei der HVO-Herstellung (Hydrotreated Vegetable Oils) als Bio-LPG mit einem sehr niedrigen Treibhausgasemissionspotenzial erzeugt.

DEUTZ hat hier die Baureihen G 2.2 und G 2.9 entwickelt, die ab 2019 in der Stufe EU V im Markt verfügbar sind.

Erdgas

Die Hauptkomponente von Erdgas ist Methan. Abhängig von Lagerung, Transport und Betankung spricht man von CNG (Compressed Natural Gas, komprimiertes Erdgas) bzw. LNG (Liquified Natural Gas, verflüssigtes Erdgas), wenn das Erdgas durch starke Abkühlung verflüssigt wird und dann in einem entsprechendem Lagerbehälter flüssig gehalten werden kann.

Aufgrund der relativ sauberen Verbrennung und der niedrigeren CO2-Emission gegenüber Dieselmotoren vergleichbarer Leistung steht Erdgas in den letzten Jahren verstärkt im Fokus bei den Verbrennungsmotoren.

Neben den fossilen Gasquellen kann Methan auch durch Vergärung von Biomasse oder durch Methanisierung von regenerativ erzeugtem Wasserstoff mit CO2 erzeugt werden. Man spricht dann auch von Biogas bzw. von Power-to-Gas (PtG).

Für den stationären Einsatz sind hier die bewährten Motoren G 914 und TCG 2015 verfügbar. Für Gabelstapleranwendungen ist hier der G 2.2 (CNG) verfügbar.

Paraffinische Kraftstoffe

Paraffinische Dieselkraftstoffe werden aktuell schon großtechnisch auf Basis von Synthesegas aus Methan oder hydrierten Bio-Ölen hergestellt. Man spricht dann von GtL (Gas-to-Liquid) oder HVO (Hydrogenated Vegetable Oils). Diese Kraftstoffe zeichnen sich durch weniger Emissionen und eine bessere Treibhausgasemission im Vergleich zum herkömmlichen Dieselkraftstoff aus. So erzeugter synthetischer Dieselkraftstoff ist aufgrund seiner Beschaffenheit mit fossilem Diesel in jedem Verhältnis mischbar. DEUTZ hat alle Baureihen der Abgasstufe EU V für den Einsatz von paraffinischen Dieselkraftstoffen gemäß EN 15490 freigegeben.

Darüber hinaus sind im hohen Umfang auch ältere Motorenbaureihen ohne Abgasnachbehandlung freigegeben.

HVO

Hydrotreated Vegetable Oil (HVO) ist ein sogenannter paraffinischer Dieselkraftstoff, der aus erneuerbaren Rohstoffen wie pflanzlichen Ölen oder tierischen Fetten hergestellt wird. HVO ist ein umweltfreundlicher Kraftstoff, der dazu beiträgt, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und die CO2-Emissionen im Verkehrssektor zu reduzieren. Es kann in praktisch allen modernen DEUTZ-Motoren ohne Modifikationen verwendet werden und bietet eine nachhaltige Alternative zu fossilen Dieselkraftstoff. Er kann uneingeschränkt in Mischungen eingesetzt werden. Typischerweise gibt es an öffentlichen Tankstellen mit Blends bis zu 26% HVO im Diesel, diese fallen dann unter die aktuelle Dieselnorm EN 590.

Er wird großtechnisch durch Hydrierung von pflanzlichen und tierischen Ölen und Fetten (sogenannte Triglyceriden oder Fettsäure in einer Raffinerie hergestellt. Der Prozess ähnelt dem herkömmlichen Raffinierungsprozess von Erdöl, aber es gibt einige verfahrenstechnische Schritte, die für die Herstellung von HVO notwendig sind und sich auch unterscheiden können. Grundsätzlich sind alle Arten von Ölen und Fetten denkbar, HVO wird aber anders als FAME, welches i.d.R. aus ölhaltigen Nahrungs- und Futtermittelpflanzen wie Rapsöl, Sonnenblumenöl, Sojaöl besteht, aus Altspeisefetten und Rest- und Abfallstoffe gemäß Anhang IX A der RED II (Renewable Energy Directive – europäische Erneuerbare Energienrichtlinie) hergestellt. Somit gibt es hier keine Tank-statt-Teller-Diskussion und man spricht von Advanced Biofuels.