26.06.2018

Senken Premiumkraftstoffe den Kraftstoffverbrauch?

Kraftstoffe

Kraftstoffe für Dieselmotoren unterscheiden sich in ihrem Aussehen. Der gelbliche Farbton stammt von pflanzenölbasischen Rohstoffen.

DI Dr. Josef Rathbauer, HBLFA Francisco Josephinum, BLT Wieselburg

Was ist so „Premium“ an den unter diesem Präfix ausgelobten Kraftstoffen? Sind es die besonderen Eigenschaften? Oder doch nur der Preis der deutlich über dem Preis von normalen Kraftstoffen liegt? In diesem Beitrag werden die Eigenschaften von Kraftstoffen für Dieselmotoren behandelt, da die derzeit im Einsatz befindlichen Traktoren und selbstfahrenden Arbeitsmaschinen in der Landwirtschaft fast ausschließlich dieselbetriebene Motoren im Einsatz haben.

Die Anforderungen an die Qualität von Kraftstoffen, die in Österreich verkauft werden dürfen, sind in der Österreichischen Kraftstoffverordnung festgelegt. Die Definition lautet: „Dieselkraftstoffe“ sind Gasöle, die zum Betrieb von Fahrzeugverbrennungsmotoren mit Selbstzündung bestimmt sind. Die geforderten Spezifikationen sind im Anhang III dieser Verordnung definiert. Bei den Parametern ist eine Mindest-Cetanzahl von 51,0 gefordert. Die Dichte darf höchstens 845 kg/m³ betragen. Bei der Bestimmung des Siedeverlaufs müssen bei einer Temperatur von maximal 360°Celsius 95 Vol.-% des Kraftstoffs abdestilliert sein. Der Gehalt an polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen muss unter acht Masseprozent sein, der Schwefelgehalt ist mit 10 mg/ kg begrenzt. Der Biodieselanteil darf bis zu 7,0 Vol.-% betragen.

Normanforderung

In der Europäischen Norm EN 590:  2017 Dieselkraftstoff-Anforderungen und Prüfverfahren sind die Parameter, Grenzwerte und Bestimmungsmethoden für Dieselkraftstoffe definiert. Diese Norm gilt für Dieselkraftstoff für die Verwendung in Kraftfahrzeugen mit Dieselmotoren, die für den Betrieb mit Dieselkraftstoff mit einem Fettsäure-Methylestergehalt (Biodiesel, Fatty-Acid-Methyl-Ester = FAME) bis zu 7,0 Vol.-% vorgesehen sind. Die Grenzwerte für FAME gelten nicht für andere (nicht-erdölstämmige) Kohlenwasserstoffe, wie hydriertes Pflanzenöl (Hydrogenated Vegetable Oil = HVO), Kohlenwasserstoffe aus GTL-Prozessen (Gas-To-Liquid) oder BTL-Prozessen (Biomass-To-Liquid), da diese paraffinischen Dieselkraftstoffkomponenten in jeder Menge zulässig sind, vorausgesetzt, das fertig gemischte Produkt erfüllt die Anforderungen dieser Norm.

In gleicher Weise ist auch die gemeinsame Verarbeitung von erneuerbaren Rohstoffen in der Raffinerie zulässig, vorausgesetzt, der erzeugte Kraftstoff entspricht den Anforderungen dieser Norm. Zur Qualitätsverbesserung ist die Verwendung von Additiven zulässig. Geeignete Kraftstoff-Additive ohne bekannte schädliche Nebenwirkungen, die helfen, eine Verschlechterung in Bezug auf Fahrverhalten und Lebensdauer der Abgasreinigung zu vermeiden, werden in geeigneter Konzentration empfohlen.

Als „Generalklausel“ ist unter den allgemeinen Anforderungen noch angeführt, dass Dieselkraftstoff keine Verfälschungsmittel oder Verunreinigungen enthalten darf, die dazu führen können, dass der Kraftstoff für den Einsatz in Dieselmotoren nicht geeignet ist.

Die Anforderungen an das Kälteverhalten des Dieselkraftstoffs sind in Österreich folgendermaßen festgelegt. Der Grenzwert der Filtrierbarkeit (Cold Filter Plugging Point = CFPP) darf für Sommerware (1. April bis 30. September) bei maximal +5 °C liegen. Im Oktober (1. bis 31. Oktober) ist ein CFPP zwischen +5 °C bis –20 °C zulässig. Im Zeitraum vom 1. November bis 28./29. Februar ist der maximal zulässige Messwert dieses Parameters bei –20 °C und im März (01. bis 31. März) bei –15 °C.

Die „Worldwide fuel charter“ (5th edition, 2013) wird von renommierten Automobil- und Motorenverbänden herausgegeben. Die Qualitätsanforderungen an Benzin und Diesel als Kraftstoffe werden in fünf Kategorien eingeteilt. Die Kategorie 1 stellt die geringsten Anforderungen. Kategorie 4 definiert die Mindestspezifikationen an den Kraftstoff in Märkten mit fortgeschrittenen Anforderungen bezüglich Abgasnachbehandlung, in Kategorie 5 sind die Mindestspezifikationen an den Kraftstoff mit den strengsten Emissionsgrenzwerten festgelegt. 2013 wurde für Dieselkraftstoff der Kategorie 5 die Beimischung von Biodiesel (FAME) ausgeschlossen. Hier sind als Biokraftstoffkomponenten nur mehr BTL (Biomass To Liquid) und HVO (Hydrogenated Vegetable Oil) zulässig.

Parameter eines Premiumkraftstoffes

Wenn eine bis mehrere Eigenschaften der generellen Anforderungen der Europäischen Dieselkraftstoffnorm (ÖNORM EN 590) deutlich besser sind, werden diese Kraftstoffe von den Herstellern beziehungsweise Händlern als Premiumprodukt angepriesen. Die Verbesserung kann sich auf deutlich bessere Kalttemperatureigenschaften – einen tieferen Wert für den CFPP, eine bessere Schmierfähigkeit oder Schmutzlösevermögen durch die Zugabe spezieller Additive, eine bessere Zündwilligkeit (Cetanzahl) oder einen angeblich geringeren Kraftstoffverbrauch (besseren Wirkungsgrad) beziehen. Diese verbesserten Eigenschaften im Vergleich zum Regelkraftstoff lassen sich zum Teil nur bedingt objektiv und wiederholbar messen und feststellen. Der Kraftstoffverbrauch ist stets durch mehrere Faktoren beeinflusst, wobei der Einfluss des Fahrers einige Prozentpunkte betragen kann.

In Tabelle 1 sind verschiedene Parameter aufgelistet. Die Daten der vier Premiumkraftstoffe wurden Produktdatenblättern bzw. Sicherheitsdatenblättern entnommen. In den beiden letzten Spalten sind die Anforderungen der österreichischen Kraftstoffverordnung und der ÖNORM EN 590 zum Vergleich dargestellt.

Zu einem großen Teil sind bei den Werten der Eigenschaften der Premiumkraftstoffe die Grenzwerte der Anforderungsdokumente (Norm bzw. Kraftstoffverordnung) angeführt. Alleine aus diesen Werten lässt sich kein großer Unterschied zum normalen Dieselkraftstoff ausmachen.

Zwei Dieselersatzkraftstoffe, die in den aufgelisteten Premiumkraftstoffen zum Teil enthalten sind, sind Fischer-Tropsch-Diesel und Hydrogenated Vegetable Oil (HVO). Als Rohstoff für die Fischer-Tropsch-Synthese wird Synthesegas verwendet, das durch Vergasung von Kohle, Biomasse oder organischen Abfällen hergestellt wird. Das Prinzip des Verfahrens wurde von den deutschen Chemikern Franz Fischer und Hans Tropsch in Deutschand im Jahr 1925 vorgestellt. Wird Biomasse als Ausgangsstoff verwendet, spricht man auch von Biomass To Liquid (BTL) Kraftstoffen. In Österreich wurden zahlreiche Entwicklungs- und Demonstrationsprojekte zu diesem Thema in Güssing durchgeführt. Die HVO-Herstellung erfolgt in einem Raffinerieprozess. Der eingesetzte Rohstoff ist Pflanzenöl, in den existierenden Anlagen des finnischen NESTE-Konzerns leider zu einem großen Anteil Palmöl. HVO besitzt ausgezeichnete Kalttemperatureigenschaften und eine hohe Reinheit. Dieser tiefe CFPP von unter –30 °C ist aber nur für eine kleine Gruppe von Anwendern, die Traktoren im Winterdienst einsetzen, von Bedeutung.

 Praktische Einsatzerfahrungen und Hinweise

In Praxisforen und Blogs im Internet wird über die Wirkung der Premiumkraftstoffe sehr unterschiedlich berichtet. Durch schmutzlösende Additive kann es nach einer Umstellung zunächst zu Problemen mit Filterverlegungen, geringerem Kraftstoffdurchfluss und damit Leistungsminderungen kommen. Durch die Additive werden Ablagerungen im Kraftstofftank und Kraftstoffleitungen gelöst, die dann zu einem Verlegen des Kraftstofffilters führen können. Eine ähnliche Wirkung gab es in der Praxis auch bei der Umstellung von fossilem Diesel auf Biodiesel, der eine lösungsmittelähnliche Wirkung hat.

Ein optimales Ergebnis des Kraftstoffeinsatzes – hoher Wirkungsgrad, geringe Emissionen – in einem Verbrennungsmotor ist auch von der gesamten Vorlieferkette und dem Wartungszustand des Fahrzeuges abhängig. Selbst beim besten Kraftstoff gibt es über die Jahre im Lagertank ein Sediment, das von Zeit zu Zeit entfernt werden soll. Das Gleiche gilt für den Tausch beziehungsweise die Reinigung und Wartung von Kraftstofffilter und Luftfilter des Fahrzeuges.

Fazit

Die Unterschiede zwischen den Normanforderungen für Dieselkraftstoff und den Angaben für Premiumkraftstoffe in Produkt- und Sicherheitsdatenblättern sind gering.

Eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs ist eher durch das bewusste spritsparende Fahren gegeben als durch die Eigenschaften der Premiumkraftstoffe (es werden eigene Spritspartrainings für Traktoren angeboten).

Ob sich der Preisunterschied zwischen normalem Dieselkraftstoff und Premiumkraftstoffen im jeweiligen Betrieb rechnet, muss jeder selbst entscheiden.