Warum haben sich Autos mit Erd oder Autogas nicht durchgesetzt?

Die Kurzfassung:

• der CO2-Ausstoß von LPG-PKW ist NICHT gering
• der CO2-Ausstoß von Erdgas-PKW IST geringer, aber der konstruktive Aufwand ist enorm, die Verfügbarkeit schlecht
• im LKW-Sektor hat Erdgas Zukunft, durch immer schärfere Schadstoffgesetze (sehr saubere Verbrennung, daher sehr geringe Rohemission)

Ein wichtiger Grund ist die schlechtere Verfügbarkeit von Autogas (LPG) mit ca. 6600 Tankstellen und erst recht Erdgas (CNG) mit ca. 900 Tankstellen gepaart mit der viel geringeren Reichweite im Gasbetrieb. Die Attraktivität für Pendler bzw. Vertreter hält sich in Grenzen, wenn diese pro Woche mehrmals tanken müssen.

Gasbetriebene PKW-Modelle müssen aus folgenden Gründen immer bivalent ausgerüstet sein, d.h. sowohl für Gas als auch Benzin geeignet sein:

• um angesichts der schlechteren Verfügbarkeit mit Benzin fahren zu können
• weil die Gasreichweite relativ gering ist
• weil bei hoher Last der Gasverbrauch in Litern bis zu ca. 20% höher ist
• die Motorleistung mit LPG bis zu ca. 20% geringer ist
• weil der Motor bei Volllast der Motor auf Benzin umschaltet
• weil der Motor bei kühlem Klima stets im Benzin-Modus startet bevor er auf Gas umschaltet
• im europäischen Ausland gibt es z.T. kein LPG (z.B. Frankreich) und schon gar kein CNG

Die Folge der bivalenten Auslegung ist, dass das Potenzial von LPG und CNG nicht voll ausgenutzt werden kann.

Um die höhere Oktanzahl von LPG (104-107) und erst recht von CNG (120-140) voll aus zu nutzen, bräuchte man einen monovalenten Motor mit entsprechend höherer Verdichtung, was sowohl dem Verbrauch als auch der Leistung zugute käme. Dann wäre aber die gleichzeitige Verbrennung von überall verfügbarem Benzin (95-98 Oktan) nicht mehr möglich.

Der Verbrauch ist bei LPG in Litern ist deutlich höher als im Benzinbetrieb. Wikipedia: „Im direkten Vergleich mit Benzin entsteht je nach Gasanlage (siehe unten) ein volumetrischer Mehrverbrauch von 5 bis 20 % für LPG, bedingt durch die geringere Dichte und den geringeren Energiegehalt pro Liter Flüssigkeitsvolumen im Vergleich zu Benzin“. Die Leistung im Gasbetrieb sinkt um bis zu 20%, was bei weniger leistungsfähigen PKW an lang gezogenen Autobahnsteigungen deutlich spürbar ist.

Ein physikalischer Nachteil von LPG gegenüber flüssigen Kraftstoffen ist, dass diese einen einen Kühleffekt durch Verdampfung erzeugen (kennt jeder von z.B. Franzbranntwein auf der Haut). Dieser Kühleffekt fehlt bei LPG, Erdgas und Biogas. 

Die Folge ist eine wesentlich höhere thermische Belastung z.B. der Auslassventile. Die Anlage muß daher ab einem gewissen Lastzustand automatisch von Gas auf auf Benzin umschalten, damit es im Zylinderkopf nicht zu heiß wird (Verdampfungskühlung des Benzins),wie dieser GF-User es beschreibt: 

"Ich fahre nen Jeep, der auf LPG umgerüstet ist. Bei dem ist die Anlage so konfiguriert, daß der Motor nur bis zum oberen Teillastbereich mit Gas läuft. Beim Kickdown bzw. Dauervollgas schaltet der Motor auf Benzin um. Das Umschalten merkt man in keiner Weise. Bei einer solchen Konfiguration sollte kein Motor Probleme mit überhitzten Ventilen bekommen."

Sonst schadet es dem Motor, insbesondere den Ventilen wenn man schnell unterwegs ist oder an einer Autobahnsteigung richtig Gas gibt. Ich kenne einen Fall wo der Zylinderkopf eines LPG-Umbau-Autos nach 100.000 LPG-Kilometern getauscht werden musste, was ziemlich genau die Kraftstoff-Ersparnis gekostet hat die bis zum Defekt des Zylinderkopfs erzielt worden war.

Der zweite Grund der für die automatische Umschaltung bei Volllast von LPG auf Benzin spricht: die Motorleistung im Gasbetrieb ist deutlich geringer, z.B. bei Überholmanövern möchte man aber die volle Motorleistung zur Verfügung haben, und das geht nur mit Benzin.

Ein weiterer Grund der die Motorlebensdauer beeinflussen kann ist das Material der Ventilsitzringe im Zylinderkopf, also der Kontaktzone zwischen Ventil und Dichtfläche. Es gibt tatsächlich Firmen die den Zylinderkopf abnehmen und die Ventilsitzringe gegen Geeignetere austauschen. Als Grund wird genannt dass bei Gasbetrieb die Ventile härter auf die Ventilsitzringe schlagen als bei flüssigen Kraftstoffen. Überzeugte LPG-Jünger behaupten dagegen immer wieder ohne solche Modifikationen biblische Motor-Laufleistungen erreicht zu haben. Nur: das sind dann meistens genau die verwirrten Erdkundelehrer die mit Tempo 90 die Autobahn lang schleichen und ihren Motor dadurch nie fordern.

LPG ist ein Abfallprodukt der Erdölindustrie, als Solches ein fossiler Brennstoff und seine Bestandteile Propan und Butan enthalten Kohlenstoff, sodass bei der Verbrennung von LPG CO2 entsteht, und das nicht wenig.

CNG/Methan ist bzgl. des CO2-Ausstoßes günstiger, Erdgas/Methan, weil dieses zumindest theoretisch aus erneuerbaren Quellen wie Biogas und durch Wasserstoff-Elektrolyse mit Windstrom hergestellt werden kann (wenn auch mit erheblichen Umwandlungsverlusten).

Die Technik ist bei Erdgas erheblich aufwendiger, aufgrund des höheren Drucks in den Tanks von ca. 200bar. Nach schwerwiegenden Problemen bei VW mit durchrostenden Erdgastanks z.B. beim VW Touran bestehen die Tanks nun aus nicht korrodierendem faserverstärkten Kunststoffmaterial.

Deswegen werden CNG/Erdgas-PKW fast nur ab Werk angeboten, vor allem bei FIAT&VW. Bei LPG ist die Situation umgekehrt. es gibt nur wenige Werks-LPG-Modelle, z.B. der Opel Adam LPG: Opel Adam 1.4 LPG im Test (2018): Ein Adam mit Autogas? - MeinAuto.de. Bei Dacia sind zwar LPG-Modelle mit Werks-Garantie bestellbar, jedoch sind das Werks-Umrüstungen, keine echten LPG-Autos ab Werk. Bei BMW und Mercedes findet man ab Werk angebotene LPG-Modelle vergebens. 

LPG bei Dacia: Neue ECO-G Motoren ohne Aufpreis für viele Modelle - Blog Dacia

Die Herstellung eines konkurrenzfähigen LPG-Autos erfordert umfangreiche Umbauten, wenn die Gas-Tankgrösse eine grosse Reichweite ermöglichen soll. Nicht jeder hat Lust wie bei einem Elektroauto alle 300 Km anhalten zu müssen.

Die nachträglich eingebauten Gasanlagen sind entsprechend von stark unterschiedlicher Qualität, und Letztere zu beurteilen ist für den Laien schwierig.

Eine wichtige Funktion ist die erwähnte automatische Umschaltung von LPG auf Benzin bei hohen Lastzuständen. Diese Funktion hat aber nicht jede Anlage. Die nachträglich eingebauten Gasanlagen sind von stark unterschiedlicher Qualität, und Letztere zu beurteilen ist für den Laien ziemlich schwierig. 

Vom Autogas-Umrüster wird der Motor jedoch NICHT mit hitzebeständigeren Materialien angepasst. Statt dessen schalten gute LPG-Anlagen bei Volllast automatisch und unbemerkt auf Benzin um, was die Zylinderkopftemperaturen deutlich senkt. Welche LPG-Gasanlage das tut und welche nicht, ist für den Fahrer/Käufer jedoch nicht ersichtlich. 

Das Problem ist zudem, dass gebrauchte LPG-Autos unverhältnismässig teuer sind.

Vom Autogas-Umrüster wird der Motor jedoch NICHT mit hitzebeständigeren Materialien angepasst. Statt dessen schalten gute LPG-Anlagen bei Volllast automatisch und unbemerkt auf Benzin um, was die Zylinderkopftemperaturen deutlich senkt. Welche LPG-Gasanlage das tut und welche nicht, ist für den Fahrer/Käufer jedoch nicht ersichtlich.

Zwei Gründe:

Umwelttechnisch ist der Vorteil viel zu gering. Auch hier werden fossile Kraftstoffe verbrannt.

Das Fahren mit solch einem Gefährt macht sowas von keinen Spaß, die Dinger bewegen sich kaum. Hatte mehrfach Mietwagen mit Erdgas und Bioethanolantrieb. Das ist einfach nix.

Auch das Gas muss irgendwie gefördert werden und der verbrauch ist höher als bei benzin

Schlechte Infrastruktur und zu wenig staatliche Förderung. In Italien z.B. fahren viel mehr Autos mit Gas.