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Gasantrieb

Gib Gas, Gustav!

Auch wenn die Pioniere statt Gustav Isaac und Joseph hießen – der Gasantrieb im Straßenfahrzeug ist älter als der Benzinmotor.


  • Gas ist Kaviar für den Motor

    Der eingängige Aphorismus stammt vom Chemiker und technischen Schriftsteller Walter Ostwald, der schon 1910 die katalytische Nachbehandlung der Abgase vorschlug und 1924 dem Super-Benzin die Markenbezeichnung ARAL (aus Aromaten des Benzols und Aliphaten des Benzins) verpasste. Doch nicht vom Benzin soll hier die Rede sein, das vor oder im Verbrennungsraum mit Luft zu einem zündfähigen Gas-Luft-Gemisch zerstäubt werden muss, sondern vom Gas, von Haus aus geeigneter für Motoren mit innerer Verbrennung.

    Denn Gase sind klopffester, brennen rückstandsfrei ab und ergeben wegen ihrer höheren Heizwerte thermische Wirkungsgrade, die denen von Flüssigkraftstoffen gleichwertig oder überlegen sind.


  • Problem war der Transport von Gas

    Die ältesten Motoren waren deshalb Gasmotoren. Schon lange vor dem Motorwagen von Carl Benz 1886 bauten der Walliser Isaac de Rivaz 1805 und der Luxemburger Jean Joseph Etienne Lenoir 1863 Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren. Als Kraftstoff diente bei Isaac Wasserstoffgas, bei Joseph Leuchtgas. Auch die Stationärmotoren einschließlich Nikolaus August Ottos neuem Viertaktmotor ab 1876 drehten mit Leuchtgas, das aus den Kokereien über Rohrleitungen zu den Fabriken strömte.

    Für Fahrzeuge waren die um diese Zeit bekannten Zwei- und Viertaktmotoren nicht geeignet, weil ein Gasspeicher oder eine Gaserzeugungsanlage mit entsprechend großem Gewicht und Raumbedarf erforderlich gewesen wären. Beides schränkt den Aktionsradius eines Fahrzeugs ein. Für einen ortsungebundenen Einsatz der Motoren musste also von Leuchtgas auf flüssigen Kraftstoff umgestellt werden, weil sich dieser leichter in einem Fahrzeug mitführen lässt.

    Schon 1875 hatte sich Wilhelm Maybach mit Apparaten beschäftigt, die das leichtflüchtige Benzin in feinen Nebel auflösten und mit Luft vermischten. Die fälschlicherweise als Vergaser bezeichneten Vermischer oder Zerstäuber waren eine der Voraussetzungen für den Siegeszug des Benzinmotors, den 1880 erstmals Georg Liekfeld in ein Schienen-fahrzeug, 1885 Maybach in ein Zweirad und 1886 Benz in ein Dreirad einbauten. Eine Weiterentwicklung des Gasantriebs für Fahrzeuge fand nun nicht mehr statt.

    Bildbeschreibung:
    Dreirädriger Break mit Leuchtgas-Antrieb, mit dem Lenoir 1863 Ausfahrten gemacht haben will. Dafür erscheinen Motor und Gasbehälter allerdings als zu klein.


  • Gasthema wurde in Notzeiten wiederbelebt

    In Notzeiten jedoch, also bei Benzinmangel, griff man notgedrungen auf den Gasantrieb zurück, zum Beispiel im Zweiten Weltkrieg. Die für mobilen Einsatz geeigneten Gase wurden damals in Armgase (Generatorgas, Gichtgas), Hochdruck- oder permanente Gase (Methan, Kokereigas, Stadtgas/Leuchtgas) und Flüssig- oder Reichgase (Butan, Propan und deren Mischungen) unterteilt.

    Über Generatorgase hatten wir schon berichtet (Mit Holz und Raps/ADAC Oldtimer Newsletter vom 28.10.2010). Die zu etwa zwei Dritteln aus Methan bestehenden Klär- oder Faulgase aus Kläranlagen dienten mehreren deutschen Städten in den 1930er Jahren als Benzinersatz für Kommunalfahrzeuge. Auch unverdichtetes Stadtgas/Leuchtgas tauchte während des Zweiten Weltkriegs wieder auf, und zwar bei Omnibussen, denen man einen Gasballon auf das Dach montierte.

    Weiter verbreitet waren Fahrzeuge mit verdichtetem Gas. Bei Stadtgas/Leuchtgas betrug der Fülldruck 200 bar, bei den Flüssig- oder Reichgasen Butan und Propan 3 bis 15 bar. Da stets mehrere Druckflaschen an Bord sein mussten, kamen bis Ende der 1950er Jahre gasförmige Kraftstoffe nur für Lastwagen infrage.

    Bildbeschreibung:
    Versuchswagen der Berliner Gaswerke 1934 mit verdichtetem Leuchtgas. Die Nutzlast des umgebauten Mercedes 1,5-Tonners von 1926 verringerte sich durch die mitgeführten Druckflaschen um 210 kg oder 14 Prozent.


  • Komprimiertes Erdgas CNG

    Heute ist Treibgas kein Ersatzantrieb mehr, es ist im Hinblick auf Klimaveränderung und weltweite Motorisierung eine Alternative zu Benzin und Diesel. Man unterscheidet heute zwischen Erdgas und Flüssiggas. Das im Wesentlichen aus Methan CH4 bestehende Erdgas gibt es hauptsächlich als CNG (Compressed Natural Gas, komprimiertes Erdgas).

    An deutschen Tankstellen werden zwei CNG-Sorten angeboten, die sich im Energiegehalt (Heizwert) und im Abgabepreis unterscheiden: L-Gas, überwiegend in Bremen, Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen, mit einem um etwa 15 Prozent niedrigeren Heizwert zum H-Gas, das bundesweit verfügbar ist und einen Heizwert von etwa 39 Megajoule pro Kubikmeter aufweist (zum Vergleich: Superbenzin 37 Megajoule pro Kubikmeter).

    Allerdings ist der volumenbezogene Energiegehalt von Superbenzin in einem Liter konzentriert, während für einen vergleichbar großen Energiegehalt beim Erdgas unter Normaldruck (1,013 bar) ein Volumen von 1.000 Liter nötig wäre. Erdgas muss also komprimiert werden, bei einem Tankdruck von 200 bar schrumpft das Volumen auf etwa fünf Liter.

    Bildbeschreibung:
    Fiat als Vorreiter der CNG-Technik bietet seit 2000 den Multipla mit bivalentem (Erdgas und Benzin) und monovalentem (nur Erdgas) Antrieb an. Die Druckflaschen sind platzsparend unterflur verstaut, eine Anordnung, die andere Hersteller übernommen haben.


  • Flüssiggas LPG

    Flüssiggas oder Autogas oder LPG (Liquified Petroleum Gas) besteht in Deutschland aus maximal 95 Vol.-% Propan, der Rest ist Butan. Das als Nebenprodukt bei der Erdölförderung anfallende LPG liegt mit seinem Heizwert gewichtsbezogen leicht über dem Superbenzin, volumenbezogen wegen der geringeren Dichte darunter. LPG lässt sich bereits bei etwa 2 bar verflüssigen. Es nimmt dabei nur noch 1/260 seines Gasvolumens ein, aus 1.000 Litern Gas werden vier Liter Flüssiggas.

    Erdgas- und Flüssiggas-Modelle stehen dutzendweise ab Werk oder zum nachträglichen Umbau zur Verfügung. Die Mehrkosten für die Gasausstattung amortisieren sich wegen der niedrigeren Gaspreise je nach Pkw-Modell nach zwei bis vier Jahren oder nach 35.000 bis 80.000 km, Zuschüsse nicht eingerechnet.

    Angenehmer Nebeneffekt: Gas verbrennt sauberer als Benzin, Feinstaub fällt nicht an, die CO2-Emissionen sinken um bis zu 25 Prozent. Wir können also Gas geben.

    Bildbeschreibung:
    Nach einer gewissen Fahrstrecke wiegen Förderprämien sowie niedrigere Gaspreise, Steuern und Emissionen die Nachteile einer Gasanlage wie Raumbedarf, Zusatzgewicht und Einbaukosten auf. Ein in Holland auf Flüssiggas umgerüsteter VW Passat um 1974, noch mit LPG-Tank im Kofferraum.

     

    Bildquelle: Deutsches Museum München

     

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