Ethanol-Kraftstoff in Fahrzeugen

Ethanol wird seit vielen Jahren dem Benzin beigemischt. Dabei handelt es sich fast immer um Bioethanol aus nachwachsenden Rohstoffen. Das ist einer der Gründe, warum Bioethanol verwendet wird: Bioethanol ist fast vollständig CO2-neutral. Außerdem werden beim Verbrennen von Ethanol wesentlich weniger schädliche Stoffe freigesetzt als bei dem Verbrennen von Benzin.

Ein weiterer Vorteil ist die höhere Oktanzahl von Ethanol, also die Widerstandfähigkeit gegen spontane Selbstentzündungen. Das führt zu einer besseren Verbrennung und Motorleistung.

Doch Ethanol im Kraftstoff bietet nicht nur Vorteile. Ethanol weist eine geringere Energiedichte als Benzin auf. Je höher der Ethanolanteil im Kraftstoff, desto höher der Mehrverbrauch, was zu einer geringeren Reichweite führt. Das kommt allerdings erst bei höheren Mischungsverhältnissen zum Tragen: Bei E85 beträgt der Mehrverbrauch effektiv ca. 30 %.

Obwohl der Kraftstoffverbrauch aufgrund des hohen Ethanolanteils steigt, fällt der Schadstoffausstoß geringer aus als bei herkömmlichem Benzin mit niedrigerem Verbrauch.

Ein weiterer Nachteil ist, dass Ethanol zu schlechteren Kaltstarteigenschaften führt. Daher können nur spezielle Motoren mit einem hohen Ethanolanteil fahren. 

Ein weiterer Aspekt, der wenig mit Energiedichte, CO2-Neutralität oder Schadstoffen zu tun hat, ist die Herkunft des Bioethanols.

Wesentlich ist, ob das Ethanol aus Abfällen oder aus potenziellen Nahrungsmitteln wie Raps, Mais oder Zuckerrohr gewonnen wurde. Hier entsteht eine mögliche Konkurrenz zwischen Nahrung und Kraftstoff, aber auch zwischen Abhängigkeit und Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen.

Flex-Fuel-Fahrzeuge haben im Vergleich zu herkömmlichen Benzinern einige interessante Anpassungen, z. B. am Kraftstoffsystem oder den Kolbenringen. Die Motoren können in jedem Mischverhältnis aus Benzin und Ethanol (oder Methanol) betrieben werden. Auch ein Betrieb mit reinem Ethanol ist möglich. Daher der Begriff „Flex-Fuel“. Im Fall von Brasilien liegt der Anteil von Fahrzeugen mit Flex-Fuel-Motoren bei ca. 80 %.

Durch die schlechten Kaltstarteigenschaften von Ethanol bei unter 13 °C verfügen Flex-Fuel-Motoren über ein zusätzliches Kraftstoffsystem mit einem weiteren Benzintank. Durch eine Beimischung von Benzin kann ein Start unter allen Bedingungen garantiert werden. Nach der Aufheizphase fährt der Motor wieder mit Ethanol.

Eine Weiterentwicklung des Systems verzichtet auf den zusätzlichen Tank. Stattdessen bringen Heizelemente das Ethanol auf die notwendige Temperatur.

Insgesamt sind Flex-Fuel-Fahrzeuge an die Betriebsbedingungen mit Ethanol angepasst, dass keine deutlichen Nachteile gegenüber einem Benzinbetrieb entstehen.

Kombiniert mit der Unabhängigkeit vom Kraftstofftyp, den potenziellen Preisvorteilen und der Umweltschonung bieten die höhere Klopffestigkeit und Motorleistung von Ethanol gute Bedingungen für das Downsizing von Motoren.

Während E5 und E10 in Europa weit verbreitet sind, ist E85 eher ein Nischenprodukt. E85 kann in Frankreich und Skandinavien getankt werden. In Deutschland wurde E85 eine Zeit lang gefördert. Nach dem Ende der Förderung verschwand das E85 aus den wenigen Tankstellen, die es angeboten hatten.

In Nordamerika, ist, je nach Region und Land, E10 Standard. Dort breiten sich E15 und E85 immer weiter aus, wobei E85 nur für Flex-Fuel-Motoren geeignet ist. Gerade in den USA wird der vielfach verfügbare Mais für die Herstellung von Bioethanol verwendet.

Die weiteste Verbreitung von Flex-Fuel-Motoren  gibt es in Brasilien, wo  auch E100  getankt werden kann. E100 besteht aus 93 % Ethanol und 7 % Wasser. Allgemein ist der Ethanolgehalt im Kraftstoff in Südamerika wesentlich höher: E25 ist in Brasilien Standard, E12 erst seit einiger Zeit in Argentinien.

 Afrika bildet das genaue Gegenteil, da sich dort kaum Ethanol im Kraftstoff befindet – einige Länder und Versuche ausgenommen.

In Asien stellt sich das Bild differenzierter dar, wobei die Entwicklung von E10 zu E20 reicht.

Australien und Ozeanien ähneln dagegen den europäischen Ländern. 

Abschließend kann festgehalten werden, dass der Ethanolanteil im Kraftstoff weltweit kontinuierlich steigt. Dadurch reduziert sich die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen und die Emissionen werden gesenkt.