Wieviel CO2 erzeugt ein Verbrennungsmotor ?

Wieviel CO2 erzeugt ein Verbrennungsmotor ?

Eigenartig, nicht wahr, daß sich so ein Beitrag auf einer Seite über Elektromobilität findet, aber man wird manchmal - nicht allzu oft - gefragt, wieviel CO2 durch ein Elektroauto eigentlich eingespart werden.

Also gehen wir mal naturwissenschaftlich an das Thema heran.

Benzin ist ein Gemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen.

Darunter 1,3 Diethyl-Cyclo-Pentan, 2,4,5 Trimethyl-Heptan, 1,2 Dimethyl-Cyclohexan, 3,4, Dimethyl-Octan, 3 Isopropyl-Hexan, Oktan, Benzol (=1,3,5-Hextrien), Heptan, 2,2,4 Trimethyl-Heptan, 1,3,5 Trimethyl-Benzol, 3 Methyl-Pentan, Isopropyl-4-Propyl-Benzol, 4 Ethyl-3 Methyl-Heptan, 3,4 Dimethyl-Heptan, (1-Methyl-Propyl)-Cyclopentan, Isobutyl-Benzol.

Benzin in der Europäischen Union besteht nach DIN EN 228[1] aus folgenden Stoffgruppen:

• Hauptbestandteil Alkane (Pentane, Hexane, Heptane, Oktane)

• max. 42 Vol.-% Aromaten

• max. 18 Vol.-% Alkene Normalbenzin; max. 21 Vol.-% bei Super(Plus)

• max. 1 Vol.-% Benzol

• max. 150 mg/kg Schwefel

• max. 2,7 Masse-% Sauerstoff

• die restlichen Vol.-% bestehen aus MTBE und diversen Additiven

Um nicht zu jedem dieser Inhaltsstoffe eine Reaktionsgleichung aufstellen zu müssen, stellen wir nur eine Berechnung zu einem Hauptbestandteil von Benzin an; dieser ist ein Alkan mit 8 Kohlenstoffen, nämlich Oktan C8H18

Oktan hat eine Dichte von 703 Gramm pro Liter.

Die Molare Masse beträgt etwa 114,23 Gramm

Reaktionsgleichung von Oktan:

2 C8H18 + 25 O2 ---> 16 CO2 + 18 H2O

228,46 gr + 799,95 gr ---> 704,14 gr + 324,27 gr

Reagieren etwa 230 Gramm Oktan mit 800 Gramm Sauerstoff, so wird dabei etwa 705 Gramm CO2 frei, sowie etwa 325 Gramm Wasserdampf.

Ein Fahrzeug, das auf 100 km etwa 5 Liter Sprit verbraucht, das wären bei obiger Dichte von Oktan etwa 3,5 kg, würde für diese Strecke demnach folgende Mengen an CO2 und Wasser ausstossen.

Reaktionsgleichung von Oktan:

2 C8H18 + 25 O2 ---> 16 CO2 + 18 H2O

228,46 gr + 799,95 gr ---> 704,14 gr + 324,27 gr

3,515 kg + 12,308 kg ---> 10,834 kg + 4,989 kg

3,5 kg oder 5 Liter Oktan werden zusammen mit 12 kg Luftsauerstoff zu etwa 11 kg CO2 und 5 kg Wasserdampf, jede 100 km, die das Auto fährt. Das macht pro Liter Oktan etwa 2,167 kg CO2

Nun haben wir zu Beginn ja die Vereinfachung vorgenommen, indem wir nur das Oktan im Benzin für unsere Berechnung betrachteten. In Wirklichkeit wird bei der Verbrennung von einem Liter Benzin 2,360 kg CO2 (Diesel 2,650 kg CO2) generiert, aus den 5 Litern Benzin auf 100 km werden also 11,8 kg CO2, da Benzin eine Dichte zwischen 0,72 und 0,77 kg pro Liter und eine molare Masse zwischen 80 und 110 Gramm pro Mol besitzt, also im Durchschnitt etwas "schwerer" ist als nur der Hauptbestandteil Oktan alleine.

Hier kurz tabellarisch die "erzeugten" Kohlendioxidmassen je nach Verbrauch eines Ottomotors pro 100 Kilometer.

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Liter

7,1 9,4 11,8 14,2 16,5 18,9 21,2 23,6 26,0 28,3 30,7 33,0 35,4 kg CO2

Ach ja: Ein Mensch benötigt durchschnittlich 100 Liter reinen Sauerstoff pro Stunde, das sind 142,9 Gramm. Zur Erinnerung, ein Auto mit einem Verbrauch von nur 5 Liter auf 100 km benötigt dafür 12 kg reinen Sauerstoff. Für eine Strecke von 100 km rechnet man mit 1 bis 2 Stunden, also zwischen 6 kg und 12 kg Sauerstoff. Nehmen wir den Mittelwert von 9 Litern pro Stunde. Ein Mensch kommt damit aber 63 Stunden lang aus.

Anders ausgedrückt verbraucht ein Auto soviel Sauerstoff wie 7 Menschen gleichzeitig benötigen!

Übrigens, in einem Liter Benzin stecken etwa 8,9 kWh Energie, das macht pro Kilogramm etwa 12 kWh

Im Jahr 2010 wurde in Deutschland ca. 21 Mio Tonnen Benzin verbrannt und durch einen Auspuff gejagt, das macht über 30 Milliarden Litern, bei knapp 30 Mio zugelassenen PKW in Deutschland mit Ottomotor, also knapp über 1000 Liter Benzin pro Fahrzeug, und wenn man alle Dieselfahrzeuge und deren Verbauch von 31 Mio Tonnen Diesel ebenfalls berücksichtigt, dann kommen da noch einmal 14 Mio zugelassene Fahrzeuge dazu, die ebenfalls knapp über 2000 Liter pro Fahrzeug im Jahr verbrauchten. Klingt sehr hoch, naja da stecken auch LKW und Busse mit in der Diesel-Statistik.

Fazit: Nur gut, daß CO2 ein farbloses und geruchloses Gas ist, denn würden wir sehen, wie viel aus dem Auspuff eines Autos heraus kommt, dann würden wir garantiert ziemlich geschockt sein.

Thomas Scharpf

Mittwoch, 23. Dezember 2015

Strukturformel von Oktan

CO2

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