Dieselkraftstoff
Dieselkraftstoff /ˈdiːzəl/, auch Dieselöl genannt, ist ein flüssiger Kraftstoff, der speziell für die Verwendung in einem Dieselmotor bestimmt ist, einem Verbrennungsmotortyp, bei dem die Zündung des Kraftstoffs ohne Funken durch Kompression der angesaugten Luft und anschließende Einspritzung von Kraftstoff erfolgt. Daher benötigt Dieselkraftstoff gute Selbstzündungseigenschaften. ⓘ
Die gebräuchlichste Art von Dieselkraftstoff ist ein bestimmtes fraktioniertes Destillat aus Erdöl, aber auch Alternativen, die nicht aus Erdöl gewonnen werden, wie Biodiesel, Biomass-to-Liquid (BTL)- oder Gas-to-Liquid (GTL)-Diesel werden zunehmend entwickelt und eingesetzt. Um diese Arten zu unterscheiden, wird aus Erdöl gewonnener Diesel in manchen akademischen Kreisen auch als Petrodiesel bezeichnet. ⓘ
In vielen Ländern ist der Dieselkraftstoff genormt. In der Europäischen Union beispielsweise ist die Norm für Dieselkraftstoff die EN 590. Dieselkraftstoff hat viele umgangssprachliche Bezeichnungen; am häufigsten wird er einfach als Diesel bezeichnet. Im Vereinigten Königreich wird Dieselkraftstoff für den Straßenverkehr üblicherweise mit DERV abgekürzt, was für "diesel-engined road vehicle" (Straßenfahrzeug mit Dieselmotor) steht und mit einem Steueraufschlag gegenüber gleichwertigem Kraftstoff für den Nichtstraßenverkehr verbunden ist. In Australien wird Dieselkraftstoff auch als Destillat bezeichnet, und in Indonesien ist er unter dem Namen Solar bekannt, einem Markennamen der staatlichen Erdölgesellschaft Pertamina. ⓘ
Ultra-Low-Sulfur-Diesel (ULSD) ist ein Dieselkraftstoff mit deutlich reduziertem Schwefelgehalt. Seit 2016 ist fast der gesamte Dieselkraftstoff auf Erdölbasis, der im Vereinigten Königreich, auf dem europäischen Festland und in Nordamerika erhältlich ist, ein ULSD-Typ. ⓘ
Bevor der Dieselkraftstoff genormt wurde, wurden die meisten Dieselmotoren mit billigen Heizölen betrieben. Diese Heizöle werden auch heute noch in Dieselmotoren für Wasserfahrzeuge verwendet. Obwohl Dieselkraftstoff speziell für Dieselmotoren entwickelt wurde, kann er auch als Kraftstoff für verschiedene andere Motoren verwendet werden, z. B. für den Akroyd-Motor, den Stirling-Motor oder für Dampfkessel. ⓘ
Dieselkraftstoff ⓘ | |||||||||||
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Siedeverläufe qualitativ | |||||||||||
Andere Namen |
Diesel, Dieselöl, AGO (Automotive Gasoil) | ||||||||||
Kurzbeschreibung | Kraftstoff für selbstzündende Kolbenmotoren; farblose bis gelbliche Flüssigkeit mit typischem Diesel-Geruch | ||||||||||
CAS-Nummer | |||||||||||
Eigenschaften | |||||||||||
Aggregatzustand | flüssig | ||||||||||
Viskosität |
2,0 … 4,5 mm2/s (40 °C) | ||||||||||
Dichte |
0,820 … 0,845 kg/L (15 °C) | ||||||||||
Heizwert |
43,0 MJ/kg (11,9 kWh/kg; 34,7 MJ/L), 9,7 kWh/L | ||||||||||
Brennwert |
45,4 MJ/kg (12,6 kWh/kg; 37,4 MJ/L), 10,4 kWh/L | ||||||||||
Cetanzahl |
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Siedebereich |
141…462 °C | ||||||||||
Flammpunkt |
>56 °C | ||||||||||
Zündtemperatur | ≥225 °C | ||||||||||
Temperaturklasse | T3 | ||||||||||
Kohlendioxidemissionen bei Verbrennung |
2,65 kg/L | ||||||||||
Sicherheitshinweise | |||||||||||
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UN-Nummer |
1202 | ||||||||||
Gefahrnummer |
30 | ||||||||||
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. |
Dieselkraftstoff (auch Diesel oder Dieselöl genannt) ist ein Gemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen, das als Kraftstoff für einen Dieselmotor geeignet ist. Davon abweichend gibt es die Spezifikation für Marine-Diesel (Schiffsdieselöl). ⓘ
Geschichte
Ursprünge
Dieselkraftstoff geht auf Versuche des deutschen Wissenschaftlers und Erfinders Rudolf Diesel für seinen 1892 erfundenen Selbstzündungsmotor zurück. Ursprünglich dachte Diesel nicht an die Verwendung eines bestimmten Kraftstoffs, sondern behauptete, dass das Funktionsprinzip seines rationalen Wärmemotors mit jeder Art von Kraftstoff in jedem Aggregatzustand funktionieren würde. Sowohl der erste Dieselmotor-Prototyp als auch der erste funktionsfähige Dieselmotor waren jedoch nur für flüssige Brennstoffe ausgelegt. ⓘ
Zunächst testete Diesel Rohöl aus Pechelbronn, ersetzte es aber bald durch Benzin und Kerosin, da sich Rohöl als zu zähflüssig erwies, so dass der Haupttestkraftstoff für den Dieselmotor Kerosin war. Darüber hinaus experimentierte Diesel mit verschiedenen Arten von Lampenöl aus unterschiedlichen Quellen sowie mit verschiedenen Arten von Benzin und Ligroin, die sich alle gut als Dieselmotorkraftstoff eigneten. Später testete Diesel Kohlenteerkreosot, Paraffinöl, Rohöl, Gasöl und Heizöl, die schließlich ebenfalls funktionierten. In Schottland und Frankreich wurde 1898 Schieferöl als Kraftstoff für die ersten serienmäßigen Dieselmotoren verwendet, da andere Kraftstoffe zu teuer waren. Im Jahr 1900 baute die französische Otto-Gesellschaft einen Dieselmotor für den Betrieb mit Rohöl, der auf der Pariser Weltausstellung 1900 und der Weltausstellung 1911 in Paris ausgestellt wurde. Der Motor lief tatsächlich mit Erdnussöl anstelle von Rohöl, und für den Betrieb mit Erdnussöl waren keine Änderungen erforderlich. ⓘ
Bei seinen ersten Dieselmotorversuchen verwendete Diesel auch Leuchtgas als Kraftstoff und schaffte es, sowohl mit als auch ohne Voreinspritzung funktionsfähige Konstruktionen zu bauen. Laut Diesel gab es in den späten 1890er Jahren weder eine kohlenstaubproduzierende Industrie noch war feiner, hochwertiger Kohlenstaub im Handel erhältlich. Aus diesem Grund wurde der Dieselmotor nie als Kohlenstaubmotor konzipiert oder geplant. Erst im Dezember 1899 testete Diesel einen Kohlenstaub-Prototyp, der mit externer Gemischbildung und Flüssigkraftstoff-Voreinspritzung arbeitete. Dieser Motor erwies sich als funktionsfähig, litt aber nach wenigen Minuten unter einem Kolbenringbruch, der auf die Ablagerung von Kohlenstaub zurückzuführen war. ⓘ
Diesel ist ein Deonym nach Rudolf Diesel, dem Erfinder des Dieselmotors. Biodiesel ist zwar unter Vorkehrungen auch zum Betrieb von Motoren nach dem Dieselverfahren geeignet, ist aber chemisch ein anderer Stoff. ⓘ
Seit dem 20. Jahrhundert
Bevor der Dieselkraftstoff standardisiert wurde, wurden Dieselmotoren in der Regel mit billigen Heizölen betrieben. In den Vereinigten Staaten wurden diese aus Erdöl destilliert, während in Europa Kohlenteeröl verwendet wurde. Einige Dieselmotoren wurden mit Mischungen aus verschiedenen Kraftstoffen wie Benzin, Kerosin, Rapsöl oder Schmieröl betrieben, da diese nicht besteuert wurden und somit billig waren. Mit der Einführung von Kraftfahrzeug-Dieselmotoren wie dem Mercedes-Benz OM 138 in den 1930er Jahren wurden hochwertigere Kraftstoffe mit guten Zündeigenschaften benötigt. Zunächst wurde die Qualität des Dieselkraftstoffs für Kraftfahrzeuge nicht verbessert. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden die ersten modernen, hochwertigen Dieselkraftstoffe genormt. Diese Normen waren beispielsweise die DIN 51601, die VTL 9140-001 und die NATO-Norm F 54. Im Jahr 1993 wurde die DIN 51601 durch die neue Norm EN 590 überholt, die seitdem in der Europäischen Union verwendet wird. In der Seeschifffahrt, wo sich der Dieselantrieb Ende der 1970er Jahre aufgrund der steigenden Kraftstoffkosten infolge der Energiekrise der 1970er Jahre durchgesetzt hatte, werden nach wie vor billige Schweröle anstelle von herkömmlichem Dieselkraftstoff für Kraftfahrzeuge verwendet. Diese Schweröle (oft als Bunker C bezeichnet) können in diesel- und dampfgetriebenen Schiffen verwendet werden. ⓘ
Arten
Dieselkraftstoff wird aus verschiedenen Quellen hergestellt, wobei Erdöl die häufigste ist. Andere Quellen sind Biomasse, Tierfett, Biogas, Erdgas und Kohleverflüssigung. ⓘ
Petroleum-Diesel
Petroleumdiesel, auch Petrodiesel oder fossiler Diesel genannt, ist die gängigste Art von Dieselkraftstoff. Er wird durch fraktionierte Destillation von Rohöl bei 200 bis 350 °C (392 bis 662 °F) und atmosphärischem Druck hergestellt. Dabei entsteht eine Mischung aus Kohlenstoffketten, die in der Regel zwischen 9 und 25 Kohlenstoffatome pro Molekül enthalten. ⓘ
Synthetischer Diesel
Synthetischer Diesel kann aus jedem kohlenstoffhaltigen Material hergestellt werden, einschließlich Biomasse, Biogas, Erdgas, Kohle und vielen anderen. Das Rohmaterial wird zu Synthesegas vergast, das nach der Reinigung durch das Fischer-Tropsch-Verfahren in synthetischen Diesel umgewandelt wird. ⓘ
Das Verfahren wird in der Regel als Biomass-to-Liquid (BTL), Gas-to-Liquid (GTL) oder Coal-to-Liquid (CTL) bezeichnet, je nach dem verwendeten Rohstoff. ⓘ
Paraffinischer synthetischer Diesel hat in der Regel einen Schwefelgehalt von nahezu Null und einen sehr geringen Gehalt an Aromaten, wodurch die nicht regulierten Emissionen von giftigen Kohlenwasserstoffen, Stickoxiden und Partikeln (PM) reduziert werden. ⓘ
Biodiesel
Biodiesel wird aus Pflanzenöl oder tierischen Fetten (Biolipiden) gewonnen, die hauptsächlich Fettsäuremethylester (FAME) sind, und mit Methanol umgeestert. Biodiesel kann aus vielen Ölsorten hergestellt werden, am häufigsten aus Rapsöl (Rapsmethylester, RME) in Europa und Sojaöl (Sojamethylester, SME) in den USA. Methanol kann auch durch Ethanol für den Umesterungsprozess ersetzt werden, der zur Herstellung von Ethylestern führt. Bei der Umesterung werden Katalysatoren wie Natrium- oder Kaliumhydroxid verwendet, um Pflanzenöl und Methanol in Biodiesel und die unerwünschten Nebenprodukte Glyzerin und Wasser umzuwandeln, die zusammen mit den Methanolspuren aus dem Kraftstoff entfernt werden müssen. Biodiesel kann in reiner Form (B100) in Motoren verwendet werden, wenn der Hersteller dies zulässt. Häufiger wird er jedoch als Mischung mit Dieselkraftstoff verwendet, BXX, wobei XX für den Biodieselanteil in Prozent steht. ⓘ
Die Verwendung von FAME als Kraftstoff ist in den Normen DIN EN 14214 und ASTM D6751 festgelegt. ⓘ
Hersteller von Kraftstoffeinspritzanlagen (FIE) haben mehrere Bedenken in Bezug auf Biodiesel geäußert und FAME als Ursache für folgende Probleme genannt: Korrosion von Kraftstoffeinspritzkomponenten, Verstopfung des Niederdruck-Kraftstoffsystems, erhöhte Verdünnung und Polymerisation des Öls in der Motorwanne, Pumpenfresser aufgrund der hohen Kraftstoffviskosität bei niedrigen Temperaturen, erhöhter Einspritzdruck, Versagen von Elastomerdichtungen und Verstopfung der Kraftstoffeinspritzdüsen. Reiner Biodiesel hat einen um 5-10 % niedrigeren Energiegehalt als Mineralöldiesel. Der Leistungsverlust bei der Verwendung von reinem Biodiesel beträgt 5-7 %. ⓘ
Ungesättigte Fettsäuren sind die Ursache für die geringere Oxidationsstabilität. Sie reagieren mit Sauerstoff und bilden Peroxide, was zu Abbauprodukten führt, die Schlamm und Lack im Kraftstoffsystem verursachen können. ⓘ
Da Biodiesel wenig Schwefel enthält, sind die Emissionen von Schwefeloxiden und Sulfaten, den Hauptkomponenten des sauren Regens, gering. Die Verwendung von Biodiesel führt auch zu einer Verringerung der unverbrannten Kohlenwasserstoffe, des Kohlenmonoxids (CO) und der Feinstaubpartikel. Die CO-Emissionen sind bei der Verwendung von Biodiesel wesentlich geringer, in der Größenordnung von 50 % im Vergleich zu den meisten Petrodiesel-Kraftstoffen. Die Partikelemissionen von Biodiesel sind um 30 % niedriger als die Gesamtpartikelemissionen von Petrodiesel. Die Abgasemissionen von Gesamtkohlenwasserstoffen (ein Faktor, der zur lokalen Bildung von Smog und Ozon beiträgt) sind bei Biodiesel um bis zu 93 % niedriger als bei Dieselkraftstoff. ⓘ
Biodiesel kann auch die mit Mineralöldiesel verbundenen Gesundheitsrisiken verringern. Biodiesel-Emissionen weisen geringere Werte an polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) und nitrierten PAK-Verbindungen auf, die als potenzielle Karzinogene identifiziert wurden. In jüngsten Tests wurden die PAK-Verbindungen um 75-85 % reduziert, mit Ausnahme von Benz(a)anthracen, das um etwa 50 % reduziert wurde. Auch die angestrebten nPAH-Verbindungen wurden mit Biodieselkraftstoff drastisch reduziert, wobei 2-Nitrofluoren und 1-Nitropyren um 90 % und die übrigen nPAH-Verbindungen nur noch in Spuren vorhanden waren. ⓘ
Hydrierte Öle und Fette
Bei dieser Kategorie von Dieselkraftstoffen werden die Triglyceride in Pflanzenöl und tierischen Fetten durch Raffination und Hydrierung in Alkane umgewandelt, wie z. B. bei Neste Renewable Diesel oder H-Bio. Der so hergestellte Kraftstoff hat viele Eigenschaften, die denen von synthetischem Diesel ähneln, und weist nicht die vielen Nachteile von FAME auf. ⓘ
DME
Dimethylether, DME, ist ein synthetischer, gasförmiger Dieselkraftstoff, der eine saubere Verbrennung mit sehr wenig Ruß und geringeren NOx-Emissionen ermöglicht. ⓘ
Lagerung
In den USA wird empfohlen, Dieselkraftstoff in gelben Behältern zu lagern, um ihn von Kerosin, das in der Regel in blauen Behältern aufbewahrt wird, und Benzin, das in der Regel in roten Behältern gelagert wird, zu unterscheiden. Im Vereinigten Königreich wird Diesel normalerweise in einem schwarzen Behälter gelagert, um ihn von unverbleitem oder verbleitem Benzin zu unterscheiden, die in grünen bzw. roten Behältern gelagert werden. ⓘ
Normen
Der Dieselmotor ist ein Mehrstoffmotor und kann mit einer Vielzahl von Kraftstoffen betrieben werden. Die Entwicklung leistungsstarker und schnelllaufender Dieselmotoren für Pkw und Lkw in den 1930er Jahren machte jedoch einen eigenen Kraftstoff erforderlich, der speziell für solche Motoren entwickelt wurde: Dieselkraftstoff. Um eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten, wird Dieselkraftstoff genormt; die ersten Normen wurden nach dem Zweiten Weltkrieg eingeführt. In der Regel legt eine Norm bestimmte Eigenschaften des Kraftstoffs fest, wie Cetanzahl, Dichte, Flammpunkt, Schwefelgehalt oder Biodieselanteil. Dieselkraftstoffnormen umfassen: Dieselkraftstoff ⓘ
- EN 590 (Europäische Union)
- ASTM D975 (Vereinigte Staaten)
- GOST R 52368 (Russland; entspricht EN 590)
- NATO F 54 (NATO; gleichwertig mit EN 590)
- DIN 51601 (Westdeutschland; veraltet) ⓘ
Biodiesel-Kraftstoff ⓘ
- EN 14214 (Europäische Union)
- ASTM D6751 (Vereinigte Staaten)
- CAN/CGSB-3.524 (Kanada) ⓘ
Messungen und Preise
Cetan-Zahl
Das wichtigste Maß für die Qualität von Dieselkraftstoff ist seine Cetanzahl. Die Cetanzahl ist ein Maß für die Zündverzögerung eines Dieselkraftstoffs. Eine höhere Cetanzahl zeigt an, dass sich der Kraftstoff leichter entzündet, wenn er in heiße, komprimierte Luft gesprüht wird. Europäischer Straßendiesel (Norm EN 590) hat eine Mindestcetanzahl von 51. Auf einigen Märkten sind Kraftstoffe mit höheren Cetanzahlen erhältlich, in der Regel "Premium"-Dieselkraftstoffe mit zusätzlichen Reinigungsmitteln und einem gewissen synthetischen Anteil. ⓘ
Kraftstoffwert und Preis
Etwa 86,1 % der Masse von Dieselkraftstoff besteht aus Kohlenstoff, und wenn er verbrannt wird, hat er einen Nettoheizwert von 43,1 MJ/kg gegenüber 43,2 MJ/kg für Benzin. Aufgrund der höheren Dichte bietet Dieselkraftstoff eine höhere volumetrische Energiedichte: Die Dichte von EN 590-Dieselkraftstoff ist definiert als 0,820 bis 0,845 kg/L (6,84 bis 7,05 lb/US gal) bei 15 °C (59 °F), etwa 9,0-13,9 % mehr als die von EN 228-Benzin (Benzin) mit 0,720-0,775 kg/L (6,01-6,47 lb/US gal) bei 15 °C, was beim Vergleich der volumetrischen Kraftstoffpreise berücksichtigt werden sollte. Die CO2-Emissionen von Dieselkraftstoff liegen bei 73,25 g/MJ und damit nur geringfügig unter denen von Benzin (73,38 g/MJ). ⓘ
Dieselkraftstoff ist im Allgemeinen einfacher aus Erdöl zu raffinieren als Benzin und enthält Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt im Bereich von 180-360 °C (356-680 °F). Zur Entfernung von Schwefel ist eine zusätzliche Raffinierung erforderlich, was mitunter zu höheren Kosten führt. In vielen Teilen der Vereinigten Staaten sowie im Vereinigten Königreich und in Australien kann Dieselkraftstoff teurer sein als Benzin. Gründe für die höheren Dieselpreise sind unter anderem die Schließung einiger Raffinerien im Golf von Mexiko, die Umleitung großer Raffineriekapazitäten für die Benzinproduktion und die kürzlich erfolgte Umstellung auf schwefelarmen Dieselkraftstoff (ULSD), die zu infrastrukturellen Komplikationen führt. In Schweden wird auch ein Dieselkraftstoff mit der Bezeichnung MK-1 (Umweltdiesel der Klasse 1) verkauft. Dabei handelt es sich um einen ULSD-Kraftstoff mit einem niedrigeren Aromatengehalt, der bei 5 % liegt. Dieser Kraftstoff ist in der Herstellung etwas teurer als normaler ULSD. In Deutschland ist die Kraftstoffsteuer auf Dieselkraftstoff etwa 28 % niedriger als die Benzinsteuer. ⓘ
Besteuerung
Dieselkraftstoff ist vergleichbar mit Heizöl, das in Zentralheizungen verwendet wird. In Europa, den Vereinigten Staaten und Kanada ist die Besteuerung von Dieselkraftstoff aufgrund der Kraftstoffsteuer höher als die von Heizöl, und in diesen Gebieten wird Heizöl mit Farbstoffen und chemischen Spurenstoffen gekennzeichnet, um Steuerbetrug zu verhindern und aufzudecken. "Unversteuerter" Dieselkraftstoff (wegen seines roten Farbstoffs manchmal auch als "Off-Road-Diesel" oder "roter Diesel" bezeichnet) ist in einigen Ländern vor allem für den Einsatz in der Landwirtschaft erhältlich, z. B. als Kraftstoff für Traktoren, Freizeit- und Nutzfahrzeuge oder andere nicht gewerblich genutzte Fahrzeuge, die nicht auf öffentlichen Straßen fahren. Dieser Kraftstoff kann einen Schwefelgehalt aufweisen, der in einigen Ländern (z. B. in den USA) die Grenzwerte für die Verwendung im Straßenverkehr überschreitet. ⓘ
Dieser unversteuerte Dieselkraftstoff ist zur Kennzeichnung rot eingefärbt, und die Verwendung dieses unversteuerten Dieselkraftstoffs für einen typischerweise besteuerten Zweck (z. B. zum Fahren) kann mit einer Geldstrafe belegt werden (z. B. 10.000 US-Dollar in den USA). Im Vereinigten Königreich, in Belgien und in den Niederlanden ist er als roter Diesel (oder Gasöl) bekannt und wird auch in landwirtschaftlichen Fahrzeugen, in Heiztanks für Haushalte, in Kühlaggregaten von Lieferwagen/LKWs, die verderbliche Waren wie Lebensmittel und Medikamente enthalten, und in Wasserfahrzeugen verwendet. Dieselkraftstoff oder gekennzeichnetes Gasöl wird in der Republik Irland und in Norwegen grün eingefärbt. Der Begriff "diesel-engined road vehicle" (DERV) wird im Vereinigten Königreich als Synonym für Dieselkraftstoff ohne Kennzeichnung verwendet. In Indien sind die Steuern auf Dieselkraftstoff niedriger als auf Benzin, da der Großteil des Transports von Getreide und anderen wichtigen Gütern im ganzen Land mit Diesel betrieben wird. ⓘ
Die Steuern auf Biodiesel sind in den USA von Bundesstaat zu Bundesstaat unterschiedlich. Einige Bundesstaaten (z. B. Texas) erheben keine Steuern auf Biodiesel und ermäßigen die Steuer auf Biodieselmischungen entsprechend dem Anteil des Biodiesels in der Mischung, so dass B20-Kraftstoff um 20 % niedriger besteuert wird als reiner Petrodiesel. Andere Bundesstaaten, wie North Carolina, besteuern Biodiesel (in jeder Mischungskonfiguration) genauso wie Petrodiesel, obwohl sie neue Anreize für Hersteller und Nutzer aller Biokraftstoffe eingeführt haben. ⓘ
Verwendungen
Dieselkraftstoff wird vor allem in schnelllaufenden Dieselmotoren verwendet, insbesondere in Dieselmotoren von Kraftfahrzeugen (z. B. Pkw, Lkw), aber nicht alle Dieselmotoren werden mit Dieselkraftstoff betrieben. So werden z. B. in großen Zweitakt-Wasserfahrzeugmotoren in der Regel Schweröle anstelle von Dieselkraftstoff verwendet, und bestimmte Arten von Dieselmotoren, wie z. B. MAN M-System-Motoren, sind für den Betrieb mit Benzin mit einer Klopffestigkeit von bis zu 86 ROZ ausgelegt. Andererseits können Gasturbinen und einige andere Arten von Verbrennungsmotoren sowie Motoren mit externer Verbrennung auch für den Betrieb mit Dieselkraftstoff ausgelegt werden. ⓘ
Die erforderliche Viskosität von Dieselkraftstoff wird normalerweise bei 40 °C angegeben. Ein Nachteil von Dieselkraftstoff in kalten Klimazonen ist, dass seine Viskosität mit abnehmender Temperatur zunimmt und ihn in ein Gel verwandelt (siehe Selbstzündung - Gelierung), das in Kraftstoffsystemen nicht fließen kann. Spezieller Tieftemperaturdiesel enthält Zusätze, um ihn bei niedrigeren Temperaturen flüssig zu halten. ⓘ
Straßenfahrzeuge
Lastkraftwagen und Busse, die in den 1920er bis 1950er Jahren häufig mit Ottomotoren angetrieben wurden, werden heute fast ausschließlich mit Dieselmotoren betrieben. Aufgrund seiner Zündeigenschaften wird Dieselkraftstoff daher in diesen Fahrzeugen häufig verwendet. Da Dieselkraftstoff für Ottomotoren nicht gut geeignet ist, werden Personenkraftwagen, in denen häufig Ottomotoren oder von Ottomotoren abgeleitete Motoren verwendet werden, in der Regel mit Benzin statt mit Dieselkraftstoff betrieben. Vor allem in Europa und Indien sind jedoch viele Personenkraftwagen aufgrund des besseren Wirkungsgrads mit Dieselmotoren ausgestattet und werden daher mit normalem Dieselkraftstoff betrieben. ⓘ
Eisenbahn
Diesel hat in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts Kohle und Heizöl für dampfgetriebene Fahrzeuge verdrängt und wird heute fast ausschließlich für die Verbrennungsmotoren von selbstfahrenden Schienenfahrzeugen (Lokomotiven und Triebwagen) verwendet. ⓘ
Flugzeuge
Im Allgemeinen sind Dieselmotoren für Flugzeuge und Hubschrauber nicht gut geeignet. Der Grund dafür ist das vergleichsweise niedrige Leistungs-Masse-Verhältnis des Dieselmotors, was bedeutet, dass Dieselmotoren in der Regel ziemlich schwer sind, was in Flugzeugen ein Nachteil ist. Daher gibt es kaum einen Grund, Dieselkraftstoff in Flugzeugen zu verwenden, und Dieselkraftstoff wird nicht kommerziell als Flugkraftstoff eingesetzt. Stattdessen werden Benzin (Avgas) und Düsentreibstoff (z. B. Jet A-1) verwendet. Dennoch wurden vor allem in den 1920er und 1930er Jahren zahlreiche Serienflugzeugdieselmotoren gebaut, die mit Heizöl betrieben wurden, da sie mehrere Vorteile hatten: Sie verbrauchten wenig Kraftstoff, waren zuverlässig, nicht feuergefährlich und benötigten nur minimale Wartung. Mit der Einführung der Benzin-Direkteinspritzung in den 1930er Jahren wurden diese Vorteile zunichte gemacht, und die Dieselmotoren für Flugzeuge wurden bald nicht mehr verwendet. Mit der Verbesserung des Leistungs-Masse-Verhältnisses von Dieselmotoren wurden seit Beginn des 21. Jahrhunderts mehrere Straßen-Dieselmotoren für den Einsatz in Flugzeugen umgerüstet und zugelassen. Diese Motoren werden in der Regel mit dem Flugzeugtreibstoff Jet A-1 betrieben (können aber auch mit Dieselkraftstoff betrieben werden). Jet A-1 hat ähnliche Zündeigenschaften wie Dieselkraftstoff und ist daher für bestimmte (aber nicht alle) Dieselmotoren geeignet. ⓘ
Militärfahrzeuge
Bis zum Zweiten Weltkrieg wurden mehrere Militärfahrzeuge, insbesondere solche, die eine hohe Motorleistung erforderten (gepanzerte Kampffahrzeuge, z. B. die M26-Pershing- oder Panther-Panzer), mit herkömmlichen Ottomotoren und mit Benzin betrieben. Seit dem Zweiten Weltkrieg wurden mehrere Militärfahrzeuge mit Dieselmotoren hergestellt, die mit Dieselkraftstoff betrieben werden können. Der Grund dafür ist, dass Dieselmotoren sparsamer sind und Dieselkraftstoff weniger leicht in Brand gerät. Einige dieser dieselbetriebenen Fahrzeuge (wie der Leopard 1 oder der MAN 630) liefen noch mit Benzin, und einige Militärfahrzeuge wurden noch mit Ottomotoren gebaut (z. B. Ural-375 oder Unimog 404), die nicht mit Dieselkraftstoff betrieben werden konnten. ⓘ
Traktoren und schweres Gerät
Die heutigen Traktoren und schweren Geräte werden überwiegend mit Dieselmotoren angetrieben. Nur die kleineren Klassen unter den Traktoren können auch mit Benzinmotoren betrieben werden. Die Dieselisierung von Traktoren und schweren Geräten begann in Deutschland vor dem Zweiten Weltkrieg, war aber in den Vereinigten Staaten bis nach dem Krieg ungewöhnlich. In den 1950er und 1960er Jahren wurde sie auch in den USA vorangetrieben. In der Öl- und Gasförderung wird in der Regel Dieselkraftstoff verwendet, obwohl in einigen Gebieten auch elektrische oder erdgasbetriebene Geräte eingesetzt werden. ⓘ
In den 1920er bis 1940er Jahren wurden Traktoren und schwere Maschinen häufig mit mehreren Kraftstoffen betrieben, entweder mit Ottomotoren und Motoren mit niedriger Verdichtung, mit Akryod-Motoren oder mit Dieselmotoren. So konnten viele Traktoren dieser Zeit mit Benzin, Alkohol, Kerosin, Heizöl oder Traktorverdampferöl betrieben werden, je nachdem, was in einer bestimmten Region gerade am günstigsten war. Auf den US-Farmen dieser Zeit bezog sich die Bezeichnung "Destillat" oft auf alle oben genannten leichten Heizöle. Motoren mit Fremdzündung sprangen mit Destillat nicht so gut an, daher wurde in der Regel ein kleiner Zusatztank für Benzin zum Kaltstart verwendet, und die Kraftstoffventile wurden einige Minuten später, nach dem Aufwärmen, eingestellt, um auf Destillat umzustellen. Motorzubehör wie Verdampfer und Kühlerabdeckungen wurden ebenfalls verwendet, um Wärme zu speichern, denn wenn ein solcher Motor mit Destillat betrieben wurde, lief er besser, wenn sowohl er als auch die Luft, die er einatmete, wärmer waren als bei Umgebungstemperatur. Die Dieselisierung mit speziellen Dieselmotoren (Hochverdichtung mit mechanischer Kraftstoffeinspritzung und Selbstzündung) ersetzte diese Systeme und ermöglichte eine effizientere Nutzung des verbrannten Dieselkraftstoffs. ⓘ
Andere Verwendungen
Dieselkraftstoff minderer Qualität wurde als Extraktionsmittel für die Flüssig-Flüssig-Extraktion von Palladium aus Salpetersäuremischungen verwendet. Eine solche Verwendung wurde als Mittel zur Abtrennung des Spaltprodukts Palladium aus dem PUREX-Raffinat vorgeschlagen, das aus gebrauchtem Kernbrennstoff stammt. Bei diesem System der Lösungsmittelextraktion dienen die Kohlenwasserstoffe des Diesels als Verdünnungsmittel, während die Dialkylsulfide als Extraktionsmittel wirken. Diese Extraktion funktioniert über einen Solvatationsmechanismus. Bisher wurde weder eine Pilotanlage noch eine großtechnische Anlage zur Rückgewinnung von Palladium, Rhodium oder Ruthenium aus nuklearen Abfällen, die bei der Verwendung von Kernbrennstoffen entstehen, gebaut. ⓘ
Dieselkraftstoff wird häufig als Hauptbestandteil von Bohrspülungen auf Ölbasis verwendet. Der Vorteil der Verwendung von Dieselkraftstoff liegt in seinen niedrigen Kosten und seiner Fähigkeit, eine Vielzahl schwieriger Schichten zu bohren, darunter Schiefer-, Salz- und Gipsformationen. Diesel-Öl-Spülung wird in der Regel mit bis zu 40 % Salzwasser gemischt. Aufgrund von Gesundheits-, Sicherheits- und Umweltbedenken wird Dieselöl-Spülung häufig durch pflanzliche, mineralische oder synthetische Bohrspülungen auf Speiseölbasis ersetzt, obwohl Dieselöl-Spülung in bestimmten Regionen immer noch weit verbreitet ist. ⓘ
Bei der Entwicklung von Raketentriebwerken in Deutschland während des Zweiten Weltkriegs wurde J-2-Dieselkraftstoff als Kraftstoffkomponente in mehreren Triebwerken, darunter dem BMW 109-718, verwendet. J-2-Dieselkraftstoff wurde auch als Kraftstoff für Gasturbinenmotoren verwendet. ⓘ
Chemische Analyse
Chemische Zusammensetzung
In den Vereinigten Staaten besteht aus Erdöl gewonnener Dieselkraftstoff zu etwa 75 % aus gesättigten Kohlenwasserstoffen (hauptsächlich Paraffine einschließlich n-, Iso- und Cycloparaffine) und zu 25 % aus aromatischen Kohlenwasserstoffen (einschließlich Naphthaline und Alkylbenzole). Die durchschnittliche chemische Formel für gewöhnlichen Dieselkraftstoff ist C12H23 und reicht ungefähr von C10H20 bis C15H28. ⓘ
Chemische Eigenschaften
Die meisten Dieselkraftstoffe gefrieren bei den üblichen Wintertemperaturen, wobei die Temperaturen stark variieren. Petrodiesel gefriert in der Regel bei Temperaturen von -8,1 °C (17,5 °F), während Biodiesel bei Temperaturen von 2° bis 15 °C (35° bis 60 °F) gefriert. Die Viskosität von Diesel nimmt mit sinkender Temperatur deutlich zu und verwandelt ihn bei Temperaturen von -19 °C bis -15 °C in ein Gel, das in Kraftstoffsystemen nicht fließen kann. Herkömmliche Dieselkraftstoffe verdampfen bei Temperaturen zwischen 149 °C und 371 °C. ⓘ
Der Flammpunkt von herkömmlichem Diesel liegt zwischen 52 und 96 °C, was ihn sicherer macht als Benzin und für Ottomotoren ungeeignet ist. Im Gegensatz zu Benzin hat der Flammpunkt eines Dieselkraftstoffs keinen Bezug zu seiner Leistung in einem Motor oder zu seinen Selbstzündungseigenschaften. ⓘ
Bildung von Kohlendioxid
In guter Näherung lautet die chemische Formel von Diesel C
nH
2n. Man beachte, dass Diesel ein Gemisch aus verschiedenen Molekülen ist. Da Kohlenstoff eine molare Masse von 12 g/mol und Wasserstoff eine molare Masse von etwa 1 g/mol hat, beträgt der Gewichtsanteil von Kohlenstoff in EN 590-Dieselkraftstoff etwa 12/14. ⓘ
Die Reaktion bei der Verbrennung von Dieselkraftstoff ist gegeben durch:
2C
nH
2n + 3nO
2 ⇌ 2nCO
2 + 2nH
2O ⓘ
Kohlendioxid hat eine molare Masse von 44 g/mol, da es aus 2 Sauerstoffatomen (16 g/mol) und 1 Kohlenstoffatom (12 g/mol) besteht. 12 g Kohlenstoff ergeben also 44 g Kohlendioxid. ⓘ
Diesel hat eine Dichte von 0,838 kg pro Liter. ⓘ
Die Masse des Kohlendioxids, die bei der Verbrennung von 1 Liter Dieselkraftstoff entsteht, lässt sich also wie folgt berechnen: ⓘ
Die mit dieser Schätzung erhaltene Zahl liegt nahe an den in der Literatur gefundenen Werten. ⓘ
Für Benzin mit einer Dichte von 0,75 kg/l und einem Verhältnis von Kohlenstoff- zu Wasserstoffatomen von etwa 6 zu 14 ergibt sich der geschätzte Wert der Kohlenstoffemissionen bei der Verbrennung von 1 Liter Benzin: ⓘ
Quelle ⓘ
Gefahren
Umweltgefahren durch Schwefel
In der Vergangenheit enthielt Dieselkraftstoff größere Mengen an Schwefel. Die europäischen Emissionsnormen und die Vorzugsbesteuerung haben die Ölraffinerien gezwungen, den Schwefelgehalt in Dieselkraftstoffen drastisch zu senken. In der Europäischen Union ist der Schwefelgehalt in den letzten 20 Jahren drastisch gesunken. Dieselkraftstoff für Kraftfahrzeuge ist in der Europäischen Union durch die Norm EN 590 geregelt. In den 1990er Jahren erlaubten die Spezifikationen einen Schwefelgehalt von maximal 2000 ppm, der zu Beginn des 21. Jahrhunderts mit der Einführung der Euro 3-Spezifikationen auf einen Grenzwert von 350 ppm gesenkt wurde. Mit der Einführung von Euro 4 im Jahr 2006 wurde der Grenzwert auf 50 ppm gesenkt (ULSD, Ultra Low Sulfur Diesel). Die ab 2009 in Europa geltende Norm für Dieselkraftstoff ist Euro 5 mit einem Höchstgehalt von 10 ppm. ⓘ
Abgasnorm | Spätestens | Schwefelgehalt | Cetan-Zahl ⓘ |
---|---|---|---|
k.A. | 1. Januar 1994 | max. 2000 ppm | min. 49 |
Euro 2 | 1. Januar 1996 | max. 500 ppm | min. 49 |
Euro 3 | 1. Januar 2001 | max. 350 ppm | min. 51 |
Euro 4 | 1. Januar 2006 | max. 50 ppm | min. 51 |
Euro 5 | 1. Januar 2009 | max. 10 ppm | min. 51 |
In den Vereinigten Staaten wurden mit dem Übergang zu ULSD, der 2006 begann und am 1. Juni 2010 verbindlich wurde, strengere Emissionsnormen eingeführt (siehe auch Dieselabgase). ⓘ
Der Dieselkraftstoff in den USA hat im Vergleich mit europäischen Standards eine geringere Cetanzahl und kannte bis 2006 keine verpflichtende Reduktion des Schwefelanteils. Seit 1. Juni 2006 müssen die Raffinerien zu 80 % schwefelarmen Diesel produzieren und seit dem 15. Oktober 2006 darf nur noch dieser für den Gebrauch im Straßenverkehr verwendet werden. Der sogenannte ultra-low sulfur diesel (kurz ULSD; englisch für ultra-schwefelarmer Diesel) setzt die neue Höchstgrenze auf 15 ppm fest – vorher waren 500 ppm in den USA erlaubt. Übergangsregelungen existierten für andere Verwendungen, etwa Schiffsdiesel in der Seefahrt, die jedoch in mehreren Schritten bis zum 1. Juni 2010 ausgelaufen sind. Ein unmittelbarer Übergang konnte nicht erfolgen, da schwefelarmer Diesel geringere Schmiereigenschaften hat, die durch synthetische Additive oder die Beimengung von Biodiesel angeglichen werden müssen. ⓘ
Algen, Mikroben und Wasserverschmutzung
Es gab viele Diskussionen und Missverständnisse über Algen in Dieselkraftstoff. Algen brauchen Licht, um zu leben und zu wachsen. Da es in einem geschlossenen Kraftstofftank kein Sonnenlicht gibt, können keine Algen überleben, aber einige Mikroben können überleben und sich von dem Dieselkraftstoff ernähren. ⓘ
Diese Mikroben bilden eine Kolonie, die an der Grenzfläche von Kraftstoff und Wasser lebt. Bei wärmeren Temperaturen wachsen sie recht schnell. Sie können sogar bei kaltem Wetter wachsen, wenn Kraftstofftankheizungen installiert sind. Teile der Kolonie können abreißen und die Kraftstoffleitungen und -filter verstopfen. ⓘ
Wasser im Kraftstoff kann eine Kraftstoffeinspritzpumpe beschädigen. Einige Dieselkraftstofffilter fangen auch Wasser ab. Wasserverunreinigungen im Dieselkraftstoff können im Kraftstofftank zum Gefrieren führen. Das gefrierende Wasser, das den Kraftstoff sättigt, verstopft manchmal die Einspritzpumpe. Sobald das Wasser im Kraftstofftank zu gefrieren beginnt, ist es wahrscheinlicher, dass es zu einer Gelbildung kommt. Wenn der Kraftstoff geliert ist, ist er erst dann wirksam, wenn die Temperatur steigt und der Kraftstoff wieder flüssig wird. ⓘ
Gefahr im Straßenverkehr
Diesel ist weniger brennbar als Benzin. Da er jedoch langsam verdampft, können verschüttete Flüssigkeiten auf der Fahrbahn eine Rutschgefahr für Fahrzeuge darstellen. Nachdem die leichten Anteile verdunstet sind, bleibt ein schmieriger Schleier auf der Straße zurück, der die Haftung und Traktion der Reifen verringert und Fahrzeuge ins Schleudern bringen kann. Der Traktionsverlust ähnelt dem von Glatteis, was insbesondere für Zweiräder wie Motorräder und Fahrräder in Kreisverkehren zu gefährlichen Situationen führt. ⓘ
Sorten
Auf dem deutschen Markt werden derzeit mehrere Sorten auf Mineralöl basierender Dieselkraftstoffe für PKW angeboten, die alle gemäß § 4 der 10. BImSchV die Anforderungen der DIN EN 590 erfüllen müssen:
- „Standard“-Diesel
- Premium-Diesel mit GtL-Beimischung, erhöhter Cetanzahl sowie speziellen Additiven ⓘ
Gerade bei den Premium-Kraftstoffen ist zu erkennen, dass Markenfirmen durch spezielle Zusätze bzw. Qualitätsverbesserung versuchen, sich von Mitanbietern abzugrenzen. ⓘ
Nach Anpassung der DIN EN 590 (Ausgabe Mai 2010) an die Anforderungen der EG-Richtlinie 98/70/EG ist zur Erfüllung der Biokraftstoffquote eine FAME-Zumischung von bis zu 7 Vol.-% („B7-Diesel“) erlaubt. Die nationale Norm DIN 51628 (Ausgabe August 2008) für B7-Diesel wird dementsprechend nicht mehr benötigt und entfällt. ⓘ
Seit 2013 ist ein Dieselkraftstoff mit erhöhtem Anteil an regenerativen Komponenten entwickelt worden, der als R33 bezeichnet wird. Dabei wird, zusätzlich zum Biokraftstoff, hydriertes Pflanzenöl zugemischt, so dass 33 % aus nicht fossilen Quellen kommen. ⓘ
Herstellung
Diesel ist ein Gemisch aus Kerosin, verschiedenen Mitteldestillatfraktionen, derzeit bis zu sieben Volumenprozent Biodiesel sowie verschiedenen Additiven (im ppm-Bereich). Kerosin und Gasöl werden großteils durch Fraktionierung von Erdöl als Mitteldestillatfraktionen gewonnen und für die Dieselherstellung entschwefelt (siehe: Hydrodesulfurierung). Daneben kommen Mitteldestillatfraktionen aus Crackanlagen zum Einsatz [z. B. Hydrocracker-Kerosin (HCU), HCU-Gasöl]. Diesel ist eine auf die erforderlichen Qualitäten zugeschnittene Mischung, ein Blend. Die zur Verfügung stehenden Komponenten können stark schwankende Qualitäten (rohölabhängig) aufweisen, so dass jede Charge ggf. mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen (Kerosin/Leichtgasöl/Schwergasöl) hergestellt werden muss, um alle erforderlichen Spezifikationen erfüllen zu können. Weiterhin stehen die Produkte Heizöl EL und Jet bzgl. (fast) aller Komponenten in direkter Konkurrenz zum Dieselkraftstoff (siehe auch: Kuppelproduktion). Unterschiedliche Bedarfsvolumina der Mitteldestillatprodukte haben deshalb einen Einfluss auf die Zusammensetzung des Diesels. ⓘ
Um die Kälteeigenschaften von Dieselkraftstoff zu beeinflussen, insbesondere das Ausflocken zu verhindern, muss im Winter ein erhöhter Anteil Kerosin beigemischt werden (s. u., CFPP). ⓘ
Additive
Um die Zündwilligkeit auf vorgegebene Spezifikationswerte anzuheben und so die Zündwilligkeit des Dieselkraftstoffes zu verbessern, kann Amylnitrat oder 2-Ethylhexylnitrat zugegeben werden. Diese Zusätze erhöhen zum Teil die Giftigkeit (Toxizität) des Kraftstoffs. Maßstab für die Zündwilligkeit ist die Cetanzahl (CZ). Je höher die Cetanzahl, desto geringer der Zündverzug, welcher die Zeitspanne zwischen Einspritzbeginn und Selbstzündung des Kraftstoffs kennzeichnet. ⓘ
Der Cloud Point sowie die Filtrierbarkeitsgrenze (engl. Cold Filter Plugging Point, CFPP) können durch entsprechende Additive reduziert werden. Speziell im Winter sind solche Additive erforderlich, damit der Dieselfilter des Fahrzeugs bei Minusgraden nicht verstopft. Alternativ können auch geringe Mengen an Kerosin (CZ ≈45) dem Diesel (CZ >51) (Winterdiesel) zugemischt werden, wodurch jedoch die Cetanzahl etwas absinkt. ⓘ
Durch schmiereigenschaftserhöhende Zusätze (Lubricity Additives) kann die Schmierfähigkeit des Dieselkraftstoffes garantiert werden (s. u.). Die Schmiereigenschaft wird mit dem HFRR-Wert spezifiziert. ⓘ
Neben diesen wichtigsten Additiven werden noch eine Vielzahl weiterer Additive, wie Oxidationsinhibitoren, Anti-Schaum-Mittel, Korrosionsschutzmittel, Detergentien zum Schutz vor Ablagerungen im Einspritzsystem, Leitfähigkeitsverbesserer, Aromastoffe und Biozide zugesetzt. ⓘ
In Deutschland wurden 2007 circa 35,3 Millionen Tonnen Dieselkraftstoff (inkl. Binnenschifffahrtsdiesel) hergestellt. ⓘ
Eigenschaften
Die Hauptbestandteile des Dieselkraftstoffes sind vorwiegend Alkane, Cycloalkane und aromatische Kohlenwasserstoffe mit jeweils etwa 9 bis 22 Kohlenstoff-Atomen pro Molekül und einem Siedebereich zwischen 170 °C und 390 °C. Dieser Kraftstoff hatte vor 1995 einen sehr breiten Fraktionierbereich, weshalb die vergleichsweise vielen schweren Anteile zum Rußen des Motors führen konnten. Die verschärften Spezifikationen (Dichte, 95-%-Punkt, s. u.) haben dieses Risiko jedoch reduziert. ⓘ
Weitere Eigenschaften werden durch die Spezifikationen bestimmt. ⓘ
Spezifikationen
Zapfsäulenaufkleber in Deutschland
Nach § 13 der 10. BImSchV ist die Qualität von Kraftstoffen an den Zapfsäulen sowie an der Tankstelle deutlich sichtbar zu machen. In Deutschland findet man deshalb an allen Diesel-Zapfsäulen die in der 10. BImSchV (Anlage 3) geforderten runden Aufkleber mit dem Text Dieselkraftstoff schwefelfrei. ⓘ
Marine-Diesel (Schiffsdieselöl)
Inhaltsstoffe und Eigenschaften für Marinedieselöl werden durch die Norm ISO 8217 geregelt; Diesel für die deutsche Binnenschifffahrt durch § 4 der 10. BImSchV. Es handelt sich dabei um einen dichteren Diesel als den für Kraftfahrzeuge. Er kommt beispielsweise in kleineren Schiffsdieselmotoren zum Einsatz. ⓘ
Größere Schiffsdiesel laufen jedoch meist mit Schiffstreibstoff, einem Gemisch aus Schweröl und Diesel. Abgasreinigung ist technisch mit Katalysatoren und Partikelfiltern machbar; für ältere Schiffe, die die Mehrheit ausmachen, jedoch aufwändig, teuer und noch nicht vorgeschrieben. Die Grenzwerte für Stickoxide werden oft überschritten, zudem werden Schwefeloxide und Feinstaub freigesetzt. ⓘ
Emulsionskraftstoff
Um Emissionen wie Ruß, Stickoxide und andere zu reduzieren, werden gerade stationäre Dieselmotoren mit sog. Emulsionskraftstoffen betrieben. Dabei wird dem Dieselkraftstoff Wasser und ein Emulgator beigemischt, dadurch erreicht man eine bessere Verteilung des Kraftstoffes im Brennraum, was zur Emissionsreduzierung beiträgt. In der Praxis werden durch derartige Verfahren teure Rußfilter eingespart. ⓘ
Verbrauch
In Deutschland wurden 2015 circa 36,75 Millionen Tonnen Dieselkraftstoff (inkl. Binnenschifffahrtsdiesel) verbraucht. Im Jahr 2019 waren es 37,8 Mio. t, davon stammten 15,9 Mio. t aus dem Import, 6,5 Mio. t wurden exportiert. Der Verbrauch von Ottokraftstoff und Heizöl liegt bei jeweils ungefähr der Hälfte, Kerosin weniger als ein Drittel. ⓘ
Deutschland verbraucht deutlich mehr Diesel als im hierzulande raffinierten Erdöl enthalten ist, und exportiert überschüssiges Benzin. Dies ist eine Folge der ungleichen Besteuerung die seit Mitte der 1990er Jahre den Ottokraftstoff mit ca. 20 Cent benachteiligt. ⓘ
Missbrauch
Statt spezifikationsgerechtem Dieselkraftstoff funktioniert auch Heizöl EL in Dieselmotoren. Die Risiken und rechtlichen Konsequenzen sind unter Heizöl EL beschrieben. ⓘ
Dieselabgase
Die Abgase von Verbrennungsmotoren enthalten unter anderem Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO2) und Stickoxide (NO und NO2). Bei Dieselmotoren werden zusätzlich Dieselrußpartikel freigesetzt. Die Zusammensetzung der Abgase ist auch abhängig von Motortyp, Kraftstoff und Betriebsweise (Lastzustand, Wartungszustand, Fahrverhalten u. a.). Bei Verwendung von Abgasnachbehandlungssystemen können weitere Emissionen auftreten wie z. B. Kohlenwasserstoffe, Ammoniak, Distickstoffmonoxid. ⓘ
Die Gefährdung geht bei Dieselmotoren im Wesentlichen von den krebserzeugenden Dieselrußpartikel sowie den Stickoxiden und bei Benzinmotoren vom CO aus. Galten die Abgase von Dieselkraftstoff seit 1988 nur als „potenziell krebserregend“, wurde diese Bewertung von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) nach Untersuchungen der International Agency for Research on Cancer (IARC) im Juni 2012 auf „krebserregend“ verschärft und damit Dieselabgase in die Gruppe 1 der Gefahrstoffe aufgenommen. Dagegen wurde die Bewertung für Motorenbenzin bislang nicht verändert und verblieb weiterhin bei „möglicherweise krebserregend“ (Gruppe 2B der Gefahrstoffe). ⓘ
Preise
Die Preise für Dieselkraftstoff (Handelsbezeichnung: AGO = Automotive Gasoil) orientieren sich in Europa am Rotterdamer Markt. Diesel wird in US-Dollar je 1.000 kg (US-$/t) gehandelt. Verschiedene Publikationsorgane berichten (zum Teil täglich) über aktuelle Handelspreise und Volumina, so zum Beispiel ICIS und O.M.R. Die im Handel verwendete Referenzdichte (um den Preis einer aktuellen Charge mit einer gegebenen Dichte in Relation zu der Notierung zu setzen) ist 0,845 kg/dm³ (wie bei Heizöl EL). Weiterhin müssen noch Transportkosten und Gewinnspannen des Handels berücksichtigt werden. ⓘ
Endverbraucherpreise im europäischen Vergleich
Preise für Diesel in deutschsprachigen Gebieten und den umliegenden Ländern (Juni 2011 nach Erhebung des ADAC, 2012 bis 2022 nach Erhebung des Touring Club Schweiz) pro Liter in Euro:
Land | Apr. 2008 |
Juni 2011 |
März 2012 |
Feb. 2013 |
Feb. 2014 |
Feb. 2015 |
Feb. 2016 |
März 2017 |
Apr. 2018 |
März 2019 |
Feb 2020 |
März 2021 |
Feb 2022 |
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Belgien | 1,33 | 1,38 | 1,55 | 1,50 | 1,45 | 1,28 | 1,09 | 1,32 | 1,45 | 1,54 | 1,48 | 1,46 | 1,77 |
Dänemark | 1,46 | 1,52 | 1,65 | 1,43 | 1,43 | 1,28 | 1,16 | 1,32 | 1,38 | 1,50 | 1,47 | 1,46 | 1,77 |
Deutschland | 1,38 | 1,40 | 1,52 | 1,44 | 1,37 | 1,16 | 0,99 | 1,17 | 1,18 | 1,27 | 1,24 | 1,33 | 1,60 |
Frankreich | 1,29 | 1,42 | 1,55 | 1,48 | 1,40 | 1,30 | 1,08 | 1,37 | 1,41 | 1,47 | 1,41 | 1,41 | 1,77 |
Italien | 1,45 | 1,41 | 1,72 | 1,69 | 1,68 | 1,43 | 1,28 | 1,40 | 1,44 | 1,49 | 1,49 | 1,40 | 1,74 |
Luxemburg | 1,14 | 1,17 | 1,28 | 1,24 | 1,20 | 1,08 | 0,86 | 1,01 | 1,07 | 1,10 | 1,09 | 1,17 | 1,50 |
Niederlande | 1,36 | 1,38 | 1,51 | 1,52 | 1,50 | 1,36 | 1,13 | 1,31 | 1,40 | 1,46 | 1,45 | 1,39 | 1,73 |
Österreich | 1,41 | 1,36 | 1,42 | 1,38 | 1,33 | 1,12 | 0,95 | 1,12 | 1,15 | 1,22 | 1,18 | 1,17 | 1,44 |
Polen | 1,19 | 1,26 | 1,40 | 1,31 | 1,27 | 1,10 | 0,84 | 1,06 | 1,08 | 1,18 | 1,20 | 1,11 | 1,18 |
Schweiz | 1,28 | 1,46 | 1,52 | 1,56 | 1,51 | 1,44 | 1,23 | 1,47 | 1,41 | 1,52 | 1,55 | 1,56 | 1,84 |
Slowakei | 1,28 | 1,36 | 1,45 | 1,42 | 1,36 | 1,12 | 0,94 | 1,17 | 1,17 | 1,19 | 1,24 | 1,18 | 1,19 |
Slowenien | 1,16 | 1,22 | 1,34 | 1,41 | 1,36 | 1,22 | 0,99 | 1,19 | 1,25 | 1,27 | 1,19 | 1,20 | 1,43 |
Tschechien | 1,27 | 1,42 | 1,51 | 1,43 | 1,31 | 1,11 | 0,93 | 1,11 | 1,14 | 1,19 | 1,23 | 1,07 | 1,43 |
Ungarn | 1,19 | 1,38 | 1,50 | 1,47 | 1,36 | 1,21 | 0,96 | 1,20 | 1,19 | 1,25 | 1,15 | 1,19 | 1,35 |
Seit dem Beginn des russischen Überfalls auf die Ukraine 2022 am 24. Februar 2022 sind die Preise für Kraftstoffe stark gestiegen. ⓘ
Deutschland
Preisbildung
Um etwaige Verstöße gegen das Kartellrecht aufzudecken, wurde eine Markttransparenzstelle für Kraftstoffe beim Bundeskartellamt eingerichtet, die an Tankstellen weitestgehend Markttransparenz herstellen soll. Am 12. September 2013 nahm sie den Probebetrieb auf. ⓘ
Steuern und Abgaben
In Deutschland gehören dazu (jeweils für Superbenzin bzw. Diesel) die Umlage für den Erdölbevorratungsverbund mit 0,27 bzw. 0,35 ct/L, die Mineralölsteuer/Energiesteuer mit 65,45 bzw. 47,04 ct/L sowie die Umsatzsteuer von 19 %. Obwohl Superbenzin eine geringere Dichte hat, somit ein Liter weniger Masse und weniger Energie enthält als ein Liter Diesel, wird Superbenzin (direkt ca. 18 Cent plus höherer USt. ca. 4 Cent) 22 Cent pro Liter höher besteuert. ⓘ
Mit dem Produktpreis und dem Deckungsbeitrag (in dem der Erdölbevorratungsbetrag enthalten ist) sowie der Energiesteuer (früher „Mineralölsteuer“) wird ein „neuer“ Nettopreis ermittelt, auf den dann die Umsatzsteuer von 19 % erhoben wird. ⓘ
Super ct/L |
% | Diesel ct/L |
% | Deutschland ⓘ | ||
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Produktpreis | 54,90 | 57,20 | Notierung Rotterdam und Raffineriekosten | |||
Deckungsbeitrag | + | 14,59 | 15,63 | Transport, Lagerhaltung, Vertrieb, Verwaltung, Beimischung, … enthält Erdölbevorratungsbetrag von 0,27 (S) bzw. 0,35 ct/L (D) | ||
Nettopreis | = | 69,49 | 72,83 | Nettopreis der Mineralölgesellschaft | ||
Mineralölsteuer | + | 65,45 | 47,04 | Energiesteuer, pro Sorte fester Wert je Liter; enthält jeweils 15,4 ct/L Ökosteuer. Diesel enthält über die höhere Dichte etwa 4 % mehr Heizwert je Volumen, der Energiesteuersatz auf Diesel ist jedoch um 18,41 ct/L geringer als der auf Benzin. | ||
vor (USt-)Steuer | = | 134,94 | 119,87 | Nettopreis entspr. Energiesteuergesetz | ||
Umsatzsteuer | + | 25,64 | 22,77 | 19 % | ||
Verbraucherpreis | = | 160,58 | 100 | 142,64 | 100 | |
davon Steuern | 91,09 | 56,73 | 69,81 | 48,94 |
Von 2021 an müssen nach dem Brennstoffemissionshandelsgesetz (BEHG) für CO2-Emissionen, die durch das Inverkehrbringen des Produkts entstehen, Zertifikate abgegeben werden. Diese Zertifikate können im Jahr 2021 vom Umweltbundesamt (UBA) zu einem Festpreis von 25 Euro je Tonne erworben werden. Rechnerisch ergeben sich daraus ohne Mehrwertsteuer für Superbenzin CO2-Kosten in Höhe von 5,8 Cent je Liter sowie für Diesel und Heizöl von jeweils 6,625 Cent pro Liter. Inklusive Mehrwertsteuer sind es für Superbenzin CO2-Kosten von 6,9 Cent je Liter sowie für Diesel und Heizöl von jeweils 7,884 Cent pro Liter. ⓘ
Preisentwicklung
Der gewerbliche Verbraucher hatte 1935 für Diesel 13 Pfennige (Pf.) pro Liter zu bezahlen, 1937 20 bis 22 Pf., 1939 32 Pf. und Anfang der 1950er Jahre 39 Pf. (Information des Zentralbüros für Mineralöl). Am 17. Oktober 2021 erreichte der Preis pro Liter mit 1,55 Euro im bundesweiten Tagesdurchschnitt in Deutschland ein neues Rekordhoch. ⓘ
Österreich
Für Dieselkraftstoff wird in Österreich pro Liter weniger Mineralölsteuer eingehoben als für Benzin, obwohl ein Liter Diesel durch seine höhere Dichte mehr Masse hat als Ottokraftstoff (Benzin) und Diesel darüber hinaus pro Masse mehr Verbrennungsenergie enthält als Benzin, weil Diesel im Vergleich zu Benzin mehr Kohlenstoff und weniger Wasserstoff enthält. ⓘ
In Österreich fahren mehr als die Hälfte der Pkw (mehr als in vielen anderen europäischen Ländern) und ein Großteil der Lastkraftwagen mit Dieselmotoren. ⓘ
Im Zuge der Klimakrise wird die Forderung nach einem Anheben des Mineralölsteuersatzes für Diesel auf denjenigen für Benzin lauter. ⓘ
Auch ohne ausgesprochenen Tanktourismus tanken Fahrzeuge des Transitverkehrs nach Möglichkeit mehr als sie in Österreich verbrauchen. Die Lenker dieser Fahrzeuge trachten danach, Österreichs erste Tankstelle mit möglichst leerem Tank zu erreichen und das Land mit möglichst vollem Tank zu verlassen. ⓘ
Tirols Landeshauptmann Günther Platter (ÖVP) regte an zu prüfen, wie der Dieselpreis für durchfahrende Lkws verteuert werden kann. ⓘ
Walter Obwexer, Europarechtler an der Universität Innsbruck, würde eine Erhöhung des Dieselpreises nur für Transit-Lkws als unionsrechtswidrig sehen. Eine nach seiner Äußerung am 12. August 2019 zu prüfende Variante wäre die Anhebung der MöSt auf Diesel und die Refundierung eines Teils davon für im Inland zugelassene Lkw. "Andere EU-Staaten wie Italien, Belgien und die Niederlande würden diesen Weg bereits gehen." Letztlich sprach er sich stattdessen für eine gänzliche Aufhebung des Dieselprivilegs, also die Angleichung der Mineralölsteuersätze aus. Mit Erhöhung der Pendlerpauschale für Pkw-Pendler könnte das Autofahren von Arbeitnehmern gefördert werden. Die Tiroler Wirtschafts- und Arbeiterkammer hatten sich zuvor beide gegen einen höheren Dieselpreis ausgesprochen. ⓘ
Fahrverbot für Transit-Lkws zu bestimmten Tankstellen
Im Sommer 2019 wurden im Bundesland Tirol spezielle Fahrverbote für Lkw mit einer Gesamtlänge von mehr als zwölf Metern auf Autobahn nahen, zu Billigtankstellen führenden Straßenstücken erlassen, damit diese nicht mehr vom Transit-Lkw-Verkehr blockiert werden. Die Maßnahmen gelten seit 1. August 2019 und bis zum 14. Jänner 2020 von Montag bis Samstag von 6 Uhr bis 10 Uhr zwischen Wattens und Fritzens bzw. von 7 Uhr bis 18 Uhr bei der Autobahnausfahrt Innsbruck-Süd. ⓘ
Die Strafen in der Höhe von 220 bis 300 Euro werden sofort exekutiert. Weitere Maßnahmen an diesen sowie weiteren Autobahnausfahrten (z. B. Kufstein-Süd, Wörgl-West, Brixlegg) sind ab 2020 geplant. ⓘ