Nutzfahrzeuge: LKW, SZM, ...

Anfang 2012 ist dieser Text noch ziemlich roh. Ich werde ihn noch schleifen, genauer, und schärfer.

Die primitiven konstruktiven Fehler, und andere

Vorwort

Die Nutzfahrzeughersteller werben mit vielen Jahrzehnten Erfahrung. Sehe ich mir die Produkte an, kann ich die Erfahrung nur in einigen Teilen erkennen, nicht im Ganzen. Die produzieren sicher seit Jahrzehnten, aber gedacht oder gelernt haben sie wenig. Andernfalls wäre das Folgende nicht auf deutschen Straßen unterwegs.

Über folgende Hersteller erlaube ich mir ein Urteil aus eigener praktischer Er-fahr-ung. Der Begriff Nutzung ist jedoch zutreffender. Liste in alphabetischer Ordnung:
DAF, IFA, Iveco, MAN, Mercedes Benz, Renault, Scania, Steyr, Volvo

Batterien - ihre Unterbringung

An vielen mitteleuropäischen LKW sind die Batterien irgendwo frei am Fahrgestell montiert, in einem dünnen nicht wärmeisolierten Kasten, auch nicht geheizt. Es sind Blei-Säure-Akkumulatoren, die sich bei 20 bis 30 Grad Celsius wohl fühlen, darüber schneller altern, darunter vor allem in ihrer Leistung (Kapazität) stark nachlassen.

In der warmen Jahreszeit ist der Ort ganz praktisch, abgesehen vom leichten Zugang für Unbefugte.

In der kalten Jahreszeit werden die Batterien nicht warm, werden in kaltem Zustand nur zu einem kleinen Teil aufgeladen, nachdem ihnen in der Kälte unter schon schlechten Bedingungen beim Starten des kalten Motors ein Maximum abverlangt wurde.

Es ist wirklich nicht so, daß es keinen anderen Platz gäbe. Bei vielen LKW ist unter der Hütte viel freier Raum. Eine gewisse Wärmeisolierung mit Heizung als Alternative zum Umzug würde nur geringe Zusatzkosten verursachen. Für eine Position weiter hinten am Rahmen kann die Masseverteilung sprechen.

Beim PKW ist die Batterie im Motorraum. Dort wird es bei längerer Fahrt auch im Winter warm. Die Batterie wird wieder voll geladen.

Erdgas als Kraftstoff, gespeichert CNG

CNG steht für Compressed Natural Gas.

Erdgas selbst, und CNG

Es gibt zwei offizielle Qualitäten:

Das H-Gas gibt es also in verschiedener Qualität, wobei neben den nichtbrennbaren Bestandteilen auch der Methananteil stark (89 bis 98 %) schwankt, was durchaus einen Einfluß auf den Verbrauch hat. Beim Lesen von Tests und technischen Spezifikationen sollte man auf das verwendete Gas achten. Ein Methan-Anteil von mindestens 99,5 %, ein Stickstoff-Anteil von maximal 0,4 %, ergibt einen vergleichsweise hohen Energiegehalt.

Der größte Anteil ist jeweils Methan, CH4, das zu CO2 und H2O verbrennt.

Getankt wird bis zu einem Druck von etwa 220 Bar, je nach Temperatur auch mehr oder weniger. Dieser Druck muß unter Energieeinsatz erzeugt werden. Dabei wird Wärme frei. Typischerweise werden die Kompressoren durch Elektromotore angetrieben. Natürlich wird auch Diesel an der Tankstelle gepumpt, aber es wäre interessant, eine Energiebilanz aufzustellen. Das Gefühl sagt: CNG braucht mehr Energie bis in den Fahrzeugtank.

Verkauft wird normalerweise nach kg, also Masse. Damit sind Druck und Temperatur egal für den Gegenwert, den man für sein Geld erhät. Im Prinzip sollte auch das Speichervermögen der Tanks von der Temperatur unabhängig sein, denn es ist so zu tanken, daß bei Maximaltemperatur ein Maximaldruck nicht überschritten wird. Beide Werte sind fest. Praktisch könnte es anders aussehen.

Diesel ist hingegen Diesel - so soll es zumindest sein. Ich habe in Deutschland noch keine anderen Erfahrungen gemacht. Die Schwankungen der Qualität sind kleiner als bei CNG. Verkauft wird allerdings nach l, also Volumen. Falls die Erdtanks im Sommer wärmer sind als im Winter und die Zähler keinen Ausgleich enthalten, gibt es im Sommer weniger Energie für das bezahlte Volumen.

Die CNG Tanks, die Gasanlage

Die Tanks sind bei 220 Bar extremen Belastungen ausgesetzt. Sie sind schwer. Aus der Erinnerung hat ein 60 l (etwa 10 kg) fassender Stahltank eine Masse von 60 kg. Ein 60 kg schwerer Diesel-Stahltank faßt hingegen über 300 l (etwa 270 kg).

Ein Dieseltank kann 40 und mehr Jahre leben. Es gibt keine besonderen Prüfungen. Die normale Hauptuntersuchung des KFZ reicht.

Die Erdgasanlage muß separat geprüft werden, vor der HU. Mit den Tanks ist es noch schlimmer: Die haben nach aktuellen Regelwerken (Stand 2012-01) eine sehr begrenzte Lebensdauer von 15 bis 25 Jahren. Danach ist Einschmelzen oder Entsorgung angesagt.

Nach einem alten Regelwerk (Tanks produziert bis 2000) können die Tanks ohne Zeitbeschränkung verwendet werden, solange sie alle 10 Jahre eine Druckprüfung mit Wasser bestehen. Dazu müssen sie ausgebaut werden - Kosten! Die Prüfung eines 60 bis 80 l Stahltanks wurde 2012-12 vom TÜV Hannover mit 175 EUR netto (208 EUR mit MwSt) veranschlagt - Kosten! Die Prüfung macht auch nicht jeder - Transport - Kosten!

Diese Punkte sollte kennen, wer sein Fahrzeug nicht nach wenigen Jahren zum Schrott gibt, sondern entweder lange nutzen will, oder sich über den Wiederverkaufswert Gedanken macht.

Heiz- und Brennwert

Meiner Literatursichtung nach sind die Heizwerte von

bezogen auf die Masseeinheit nahezu gleich. Auch die Brennwerte sind sehr ähnlich.

Gleich gute Motoren vorausgesetzt, sollte der Verbrauch in kg bei gleicher Leistung gleich sein. Ich weiß, daß ich auf Wasser und seinen Dampf noch gesondert eingehen muß

Motoren - ihr Wirkungsgrad, Verbrauch

Iveco hat schon 2002 hunderte 260 PS Erdgas-Motore in LKW (EuroTech) ausgeliefert, liefert ab 2008 auch 270 PS neuere Motore in den Stralis CNG, kleinere Motore schon seit vor 2002 in den Daily Transportern, aber auf der Website findet sich keine Angabe zum spezifischen Kraftstoffverbrauch, Stand 2011-10 bis 2012-01. Meine Nachfragen wurden 2012-02 mit konkreten Daten beantwortet, aus der Zentrale, denn die Werkstätten haben nach eigener Aussage nichts, wissen auch nicht, was die Verkäufer eventuell haben, und ein Verkäufer ist zumindest am Standort Potsdam Ende 2011 nur nach Terminvereinbarung greifbar.

Da Iveco die Veröffentlichung der Daten nicht gestattet - ich hatte extra um Erlaubnis gebeten - nehme ich hier auch keine Wertung der mir bekannten Daten vor. Ich finde diese Geheimniskrämerei Schwachsinn. Ich habe jetzt keine Zeit zu prüfen, ob ein Prüfprotokoll, anhand dessen ein Motor einer Emissionsklasse zugeordnet wird in der EU, nicht ohnehin öffentlich gemacht werden muß

Bei MAN fand ich im Bus-Bereich 2012-01 konkrete Daten, die aber sehr unvorteilhaft aussehen. Bei den EEV-Motoren im 220 kW / 300 PS Bereich 235 g/kWh Erdgas im Gegensatz zu 190 g/kWh Diesel. (Nebenbei: der EURO 3 Diesel brauchte nur 186 g/kWh. Der geringere Ausstoß spezieller Schadstoffe kostet Energie! Ganz konkret dürfte das mehr CO2 bedeuten.)

Das sind 24 % mehr Verbrauch der knappen Resourcen, rund 1/4 plus, oder 5/4 des Diesel-Heizwertes, der für die gleiche mechanische Leistung eingesetzt werden muß.

Meine Beobachtung bei Fahrten 2011 letztes Viertel mit einem 2002 in Dienst gestellten Iveco 190E26 CNG war noch schlechter. Das Fahrzeug fraß in Geld (Euro) soviel wie mein Scania P94D 300 18-t-LKW Diesel, war aber gleichzeitig am Berg deutlich langsamer. Erdgas nach Heizwert umgerechnet 45 l Diesel, wo der Scania nur 26 bis maximal 30 Diesel gefressen hätte. Nehme ich 30 und 45, so komme ich auf 50 % Mehrverbrauch!

Die Iveco-Werkstatt konnte bisher keinen Fehler feststellen, meinte im Gegenteil, daß alles (manuell) geprüfte in Ordnung wäre. Ursachensuche läuft noch. Nach den inzwischen erhaltenen Daten sollte der Verbrauch deutlich geringer sein. Deshalb gebe ich noch nicht auf.

Schadstoffe, Abgasbehandlung

Es würde mich nicht überraschen, wenn bei genauer Nachforschung und Gegenüberstellung der Erdgas-Motor nicht nur keinen Vorteil bietet, sondern schlechter dasteht! Das ist bisher nur ein Gefühl, erzeugt durch Werbung und Informationspolitik der Hersteller.

(um die 2012 geltenden Normen einzuhalten)
Der Fremdzünder-Erdgasmotor (Ottomotor) benötigt keinen Rußfilter-Kat, da hat die Werbung recht. Er benötigt aber sehr wohl den von Otto-Benzin-Motoren bekannten Katalysator, mit Regelung über Sonden, der auch in allen aktuellen Fahrzeugen vorhanden ist. Die Diesel (Selbstzünder) haben stattdessen ihren Rußfilter-Katalysator.

Es gab Ende 2011 allerdings die publizierte Erkenntnis, was Wunder, daß Benzin verbrennende neue PKW-Selbstzünder-Motoren große Mengen Ruß produzieren! Die Bestrebung, dafür für eine gewisse Zeit erheblich höhere Rußmengen zuzulassen als Diesel-Diesel absondern dürfen, ist ein Skandal.

Weil es neu ist?

Erdgas als Kraftstoff ist 2012 nicht mehr neu, nachdem es seit vor 2000 im Serieneinsatz ist, wenn auch nur in begrenzter Fahrzeugzahl.

Wir sind heute weit entfernt von überwiegend empirischer Forschung, wie sie die Herren Otto und Diesel noch betrieben haben. Es ist heute extrem viel bekannt. Vieles kann durch Simulation im Computer geprüft werden, anderes recht schnell in Experimenten, angesichts der technischen Möglichkeiten.

Deshalb kann ich ein Argument "die Motorentechnologie ist noch neu und hat deshalb nicht den Wirkungsgrad der anderen" nicht akzeptieren.

Plan B? (Tank leer)

Es kommt vor, wenn auch selten, daß irgendwo unterwegs der Tank leer ist. Natürlich ist dann kein Bekannter greifbar, der zum Selbstkostenpreis helfen würde. Für einen Diesel-LKW ist Abhilfe einfach und noch bezahlbar: Taxi anrufen, einen Kanister mit Diesel von irgendeiner Tankstelle bringen lassen.

Ich habe mehrere Tankstellen, Stadtwerke und auch Iveco nach einem Plan B für monovalente Erdgas-LKW gefragt, Ende 2011. KEINER hatte eine Antwort.

Abschleppen eines PKW zur Erdgas-Tankstelle macht mit etwas Glück das Taxi noch. Abschleppen eines LKW durch einen der nicht so häufigen Dienste, die schwere Fahrzeuge ziehen können, ist TEUER. Aber auch der Selbstkosten-Bekannte, oder ein LKW aus dem eigenen Fuhrpark, sind mit 0,70 bis 1,50 EUR pro gefahrenen km nicht billig. Es ist auch nicht Anhängen und los, sondern Auftrennen der Kardanwelle, danach wieder Zusammenbau, Fremdeinspeisung Druckluft, alles zusätzlicher Zeitaufwand.

Bei einem Diesel-LKW muß sich der Fahrer aber nicht auf Meß- und Anzeigeinstrumente verlassen. Er kann als sicherstes Mittel der Kraftstoffkontrolle den Tankdeckel abnehmen und hineinsehen, oder mit einem leicht greifbaren Hilfsmittel (Grashalm, Stock) fühlen.

Anwendungen, Seltsames

Im Januar und Februar 2012 habe ich mehrfach Nahverkehrs-Busse gesehen, die laut großer Werbeaufschrift CNG als Kraftstoff verwenden. Das Motorengeräusch spricht dafür. Seltsam ist dann aber die "Heizöl EL" beschriftete Einfüllöffnung. Scheinbar wird die Standheizung der Busse mit Heizöl EL betrieben, was abgesehen von Additiven genau Diesel ist.

Erdgas als Kraftstoff, gespeichert LNG

LNG steht für Liquified Natural Gas.

Erdgas als LNG

Allgemeines zum Erdgas bitte weiter oben bei CNG nachlesen. Soweit mir bekannt ist, wird LNG nicht in flüssigem Zustand in den Verbrennungsraum des Motors eingespritzt, sondern verdampft, komprimiert, und dann in den Motor befördert.

Ich meine "eine neue Sau wird durch das Dorf getrieben". Für den Kunden wird die Geschichte ähnlich negativ ausgehen wie CNG, für die Umwelt wahrscheinlich ebenfalls.

Kältemaschinen sind sehr ineffizient. Die Erzeugung von LNG benötigt viel Energie. Hier muß ich zu gegebener Zeit noch selbst rechnen und ggf einen Versuch zur Ergebnisprüfung machen.

Unbestreitbar sind keine 300 Bar Drucktanks mehr erforderlich. Es sind nur noch wenige Bar, aber im Gegensatz zu LPG ist eine gute Wärmeisolation der Tanks zwingend erforderlich.

Unbestreitbar paßt mehr Energie in das gleiche Tankvolumen als bei CNG.

Die Technik dafür ist altbekannt im Fahrzeugbereich, wurde und wird eingesetzt bei Stickstoffkühlern. Bei dieser Art von Kühlfahrzeugen wird wenige Male im Jahr ein isolierter Tank mit flüssigem Stickstoff gefüllt. Ist es im Laderaum zu warm, öffnet ein Ventil und flüssiger Stickstoff tropft in den Raum, verdampft, nimmt dabei die stöhrende Wärme auf. Überdruck entweicht durch Klappen nach außen. Das Prinzip ist lebensgefährlich, weil im Laderaum die Sauerstoffkonzentration sehr bald den für die menschliche Atmung notwendigen Wert unterschreitet.

Der isolierte Tank kühlt sich durch Verdampfung eines Teils seines Inhaltes selbst. Konkreter, deutlicher: Der Tank ist nach einer gewissen Standzeit LEER, selbst wenn der Laderaum keiner Kühlung bedurfte.

Genau so wird ein LNG Tank ohne fremde Kühlung nach einer gewissen Zeit leer sein. Diese Zeit wäre noch auszurechnen. Ich vermute, die Zeit ist deutlich kürzer als die mögliche Lagerzeit von Diesel in einem Fahrzeugtank, die weit oberhalb von 5 Jahren liegt.

Da flüssige Gase auch bei nahezu -200 Grad Celsius schon lange vor dem Jahr 2000 im Fahrzeugbau angewandt wurden, stellt sich mir die Frage, warum z.B. Iveco nicht gleich LNG Fahrzeuge gebaut und angeboten hat, wenn die im Jahre 2016 als so super angepriesen werden.



Autor: Harun Scheutzow
Letzte Änderung: 2016-10-30