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CNG-Fahrzeuge Komprimiertes Erdgas als Kraftstoff für das Auto der Zukunft

Was sollen Autofahrer tun, wenn Fahrverbote für Dieselfahrzeuge drohen, Elektroautos aber noch keine echte Mobilitätsalternative darstellen? Eine Möglichkeit wäre der Umstieg auf Fahrzeuge, die komprimiertes Erdgas und Biomethan (CNG) verbrennen. Was hinter der nachhaltigen Antriebstechnik steckt.

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Der SEAT Arona 1.0 TGI. SEAT Arona 1.0 TGI 66 kW (90 PS) Kraftstoffverbrauch Erdgas (CNG), kombiniert: 3,7 kg/100 km; CO₂-Emissionen, kombiniert: 101 g/km; CO₂-Effizienzklasse: A* Quelle: Seat

Sauber, sparsam, leistungsfähig – so sollte es aussehen, das Auto der Zukunft. Dass diese Ziele mit herkömmlichen Benzin- oder Dieselmotoren kaum zu erreichen sein dürften, hat sich inzwischen herumgesprochen. Ebenso, dass Elektroautos wegen der nach wie vor begrenzten Reichweite vieler Modelle (noch) keine echte Alternative darstellen. Doch wer sonst könnte helfen, die Ökobilanz der deutschen Fahrzeugflotte aufzubessern, ohne dass der Fahrspaß dabei auf der Strecke bleibt?

Die Antwort auf diese Frage haben viele Autofahrer längst für sich gefunden, wie ein Blick auf die Statistiken des Kraftfahrt-Bundesamtes deutlich macht. In der Jahresbilanz der Neuzulassungen 2018 verzeichneten Fahrzeuge mit Motoren, die komprimiertes Erdgas und Biomethan (CNG = Compressed Natural Gas) verbrennen, die höchste Zuwachsrate im Vergleich zum Vorjahr – satte 305 Prozent.

Nachhaltige Alternative

Als CNG werden Gase bezeichnet, die für die Nutzung als Kraftstoff verdichtet werden. Dabei handelt es sich entweder um Erdgas oder um veredeltes Biomethan aus nachwachsenden Rohstoffen. Möglich ist auch eine Mischung aus beiden Komponenten. Da die Gase bei atmosphärischem Druck nur eine geringe Dichte haben, werden sie für die Verwendung als Treibstoff auf bis zu 240 bar verdichtet. Durch die Möglichkeit der Verwendung von Biomethan gilt CNG als nachhaltige Kraftstoff-Alternative, anders als etwa das als „Autogas“ bekannte LPG (Liquid Petroleum Gas), bei dem es sich um ein Nebenprodukt der Erdölverarbeitung handelt.

CNG hat im Vergleich zu Kraftstoffen wie Benzin oder Diesel einen höheren Energiegehalt. Gleichzeitig produzieren CNG-Autos im Gasbetrieb deutlich weniger Stickoxide und CO2 als herkömmliche Benziner, Feinstaub wird fast gar nicht freigesetzt. Ein wichtiges Verkaufsargument in Zeiten, in denen Städte wegen hoher Schadstoffbelastungen Fahrverbote verhängen: CNG-Fahrzeuge rollen noch, wenn anderen Antriebsarten eine Zwangspause verordnet wurde.

Neben diesem ökologischen Argument spielt aber auch die Kostenfrage eine wichtige Rolle: Dank niedriger Kfz-Steuer sowie Steuerbegünstigung von Erdgas als Kraftstoff fahren CNG-Autos ab dem ersten Kilometer besonders günstig – wie etwa ein ADAC-Kostenvergleich im April 2019 belegen konnte. Angesichts des höheren Energiegehalts lag der Preis für die Erdgasmenge, die einem Liter Superbenzin entspricht, 2018 bei durchschnittlich 71 Cent.

Die Mär vom explodierenden Tank

Technisch sind moderne Erdgasautos längst auf Augenhöhe mit ihren Diesel- oder Benzinkollegen. Die Legenden von CNG-Motoren, die schnell überhitzen und teurer im Unterhalt sind, gelten mittlerweile als widerlegt, wie Andrew Shepherd bestätigt. „Es stimmt nicht, dass Zündkerzen oder Filter häufiger ausgetauscht werden müssen“, sagt der Leiter der Abteilung TGI-Modelle, wie die mit CNG-Motoren ausgestatteten Modelle beim Autobauer SEAT heißen. An zusätzlichen Wartungsarbeiten fällt lediglich eine alle zwei Jahre anstehende Überprüfung des Gastanks an.

Der nimmt das Gas auf, das wegen seiner geringen Dichte bei atmosphärischem Druck komprimiert werden muss, um als Kraftstoff mitgeführt werden zu können. Maximale Sicherheit ist dabei ein zentrales Gebot für die Hersteller. „In dem Tank herrscht ein Druck von etwa 200 bar, er ist jedoch auf mehr als das Dreifache ausgelegt“, sagt Shepherd. Zudem sorgt ein Sicherheitsventil dafür, dass das Gas in Gefahrensituationen kontrolliert abströmen kann.

Neben Gas führen CNG-Fahrzeuge aber auch stets Benzin mit. Wie groß dieser „Notvorrat“ ist, hängt von der Bauart des Fahrzeugs ab. Sogenannte monovalente Fahrzeuge sind für den Gasbetrieb optimiert und verfügen nur über einen kleinen Benzintank, dessen Inhalt sie in die Lage versetzen soll, die nächste Gastankstelle zu erreichen. Bivalente CNG-Auto haben dagegen Motoren, die neben Gas auch Benzin verbrennen und verfügen daher über einen größeren Benzintank.

Leistungsfähig wie Benziner oder Diesel

Zu den Herstellern, die auf die monovalente Technik setzen, zählt SEAT, das mit seinen als TGI-Version erhältlichen Modellen Arona, Ibiza, Leon und Leon ST eine Produktpalette anbietet, die CNG-Technik für praktisch jeden Bedarf bereithält. Alle TGI-Fahrzeuge verfügen über jeweils drei Gastanks sowie einen kleinen Reserve-Benzintank. Dahinter steht der Wunsch, dem Kunden, der sich für einen CNG-Antrieb entschieden hat, auch wirklich ein für den Gasbetrieb optimiertes Fahrzeug zur Verfügung zu stellen. Und nicht etwa eine „Mogelpackung“ mit großem Benzinanteil auf Kosten von Erdgasreichweite.

In Sachen Leistung bleiben moderne CNG-Autos nicht hinter Benzinern oder Dieselfahrzeugen zurück. Seine höhere Klopffestigkeit im Vergleich zu anderen Kraftstoffen sorgt dafür, dass CNG höher verdichtet werden kann, was den Wirkungsgrad des Motors steigert. Welche Leistungen damit möglich sind, belegte unter anderem der ausschließlich mit Gasfahrzeugen ausgetragene Volkswagen Scirocco R-Cup, eine bis 2014 im Rahmen der DTM ausgetragene Motorsport-Serie.

Ausflüge auf die Rennstrecke sind allerdings eher die Ausnahme, ihre Agilität zeigen CNG-Fahrzeuge lieber im Stadtverkehr oder auch auf der Langstrecke. „Moderne Gasmotoren sind ebenso leistungsfähig wie Diesel- oder Benzinmotoren“, erklärt Andrew Shepherd. Tatsächlich muss niemand, der sich erstmals ans Steuer eines CNG-Fahrzeugs setzt, damit rechnen, dass er den Umstieg am Fahrverhalten seines neuen Autos erkennt.

Aus Bio-Abfall wird Kraftstoff

Wichtigstes Verkaufsargument dürfte jedoch nicht die Leistung, sondern neben der Kostenersparnis besonders der Nachhaltigkeitsfaktor der Fahrzeuge sein. Das unterstreicht der spanische Autobauer SEAT mit einem gerade angelaufenen Pilotprojekt in Barcelona, mit dem er die Bedeutung des CNG als Treibstoff der Zukunft unterstreichen möchte. In riesigen Türmen wird der in der Stadt gesammelte Bioabfall in Öko-Kraftstoff umgewandelt. Nach 30 Tagen unter Sauerstoffabschluss ist Biogas entstanden, das nach entsprechender Aufbereitung als Kraftstoff für Gasautos genutzt werden kann.

Wie sich der reine Biogas-Antrieb auf die Motoren auswirkt, untersucht SEAT anhand von vier Testfahrzeugen: Nach jeweils 30.000 Kilometern Fahrleistungen kommen deren Motoren auf den Prüfstand. Dahinter steht die Idee, den Gasantrieb durch ausschließliche Verwendung von Gas aus nachwachsenden Rohstoffen noch nachhaltiger zu machen – wozu auch die Verwendung der nicht umgewandelten Reste des Biomülls als Dünger beitragen könnte, um so wiederum das Nachwachsen grüner Rohstoffe zu fördern. Für SEAT ein mögliches Zukunftskonzept, um den Wunsch nach Mobilität und das gewachsene Umweltbewusstsein der Menschen auch in Zukunft in Einklang zu bringen.

SEAT Arona 1.0 TGI 66 kW (90 PS) Kraftstoffverbrauch Erdgas (CNG), kombiniert: 3,7 kg/100 km; CO₂-Emissionen, kombiniert: 101 g/km; CO₂-Effizienzklasse: A*

SEAT Ibiza 1.0 TGI 66 kW (90 PS) Kraftstoffverbrauch Erdgas (CNG), kombiniert: 3,3 kg/100 km; CO₂-Emissionen, kombiniert: 92 g/km; CO₂-Effizienzklasse: A+* SEAT Leon 1.5 TGI 96 kW (130 PS) Kraftstoffverbrauch Erdgas (CNG), kombiniert: 3,6 kg/100 km; CO₂-Emissionen, kombiniert: 98 g/km; CO₂-Effizienzklasse: A+*SEAT  Leon ST 1.5 TGI 96 kW (130 PS) Kraftstoffverbrauch Erdgas (CNG), kombiniert: 3,6 kg/100 km; CO₂-Emissionen, kombiniert: 98 g/km; CO₂-Effizienzklasse: A+*

*„Weitere Informationen zum offiziellen Kraftstoffverbrauch und den offiziellen, spezifischen CO₂-Emissionen neuer Personenkraftwagen können dem „Leitfaden über den Kraftstoffverbrauch, die CO₂-Emissionen und den Stromverbrauch neuer Personenkraftwagen“ entnommen werden, der an allen Verkaufsstellen und bei der DAT Deutsche Automobil Treuhand GmbH, Hellmuth-Hirth-Str. 1, 73760 Ostfildern-Scharnhausen (www.dat.de) unentgeltlich erhältlich ist.“

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