Benzin

Alternativer Bildtext:

1,50 1.11 1,26 1,23 1,38 1,40 1,00 Deutschlanti19 1,18 1,37 1,43 1,09 1,05 1,15 1,31 1,38 1,07 1,10 1,23 1,35 1,39 1,10 0,92 0,99 1,18 1,19 0,91 Land Dänemark 11 Frankreich Italien = Luxemburg Niederlande B Österreich 1,26 1,33 1,51 1,56 1,25 Slowenien 0,94 1,00 1,13 1,22 0,91 Polen 0,80 0,92 1,15 1,23 0,82 Schweiz 0,92 0,98 1,06 1,14 0,88 Slowakei 0,90 1,11 1,21 1.05 0,90 1,11 1,07 0,83 0,87 0,92 1,03 1,21 0,92 3 Das bekannteste Benzin ist aber wohl noch der für uns bekannte Super - Kraftstoff. Dieser setzt sich aus etwa 150 verschiedenen Kohlenwasserstoffen zusammen und besteht hauptsächlich aus Erdölraffinaten. Die Eigenschaften des Motorbenzins, das auch als Ottokraftstoff bekannt ist, sind sehr viele. Es weist einen flüssigen Aggregatzustand auf und hat eine Dichte von 0,72- 0,75. Dies bedeutet also, dass es sich im Wasser an der Oberfläche ablagert. Dazu ist Motorbenzin sehr leistungsstark, aufgrund dessen, dass man mit nur einem Liter ganze 8,5 KWH/h erreichen kann. Mit besonderen Zumischungen kann dies sogar noch weiter gesteigert werden. Die Leistung ist letztendlich nämlich von der Oktanzahl abhängig. Das normale Benzin hat nur 91 Oktan, während das übliche Superbenzin, welches die meisten Autos tanken, 95 Oktan hat. Das hochwertigere Benzin z. B. für Sportwagen hat 100 bis sogar 102 Oktan (Ultimate). Für genau 100 Oktan lautet die Kette 2,2,4-Trimethylpentan (Isooctan). Aus den Ketten von Heptan und Isooctan können nun verschiedene Oktanzahlen zusammengesetzt werden. Mittlerweile ist es sogar möglich, Oktanzahlen von mehr als 100 zu erreichen. So hohe Oktanzahlen sind nur möglich, weil die Wissenschaft neue Wege gefunden hat, das Benzin besser aufzubessern als damals, als die Werte festgelegt wurden (1927). Eine höhere Klopffestigkeit kann beispielweise durch Zugabe von Blei oder ringförmigen Kohlenwasserstoffen erreicht werden. Jedoch schadet Blei massiv dem Abgaskatalysator, aufgrund dessen, dass es sich auf Keramik und Platin in schmalen Gängen absetzt. Außerdem ist es nicht gut für die Umwelt. Weitere Eigenschaften des normalen Benzins sind der späte Siedepunkt, der teilweise erst bei 100-120° Celsius erreicht wird, und der niedrige Schmelzpunkt von -45°Celsius (Flammpunkt bei ca. -35°Celsius), bei welchem das Benzin gefriert. Ein Nachteil ist jedoch, das 1kg Benzin bei der Verbrennung ca. 2,32 Gramm Kohlendioxidemissionen (CO²) freisetzt. Um eine umweltschonendere Methode zu benutzen, gibt es seit einigen Jahren auch den Biokraftstoff E10. Dieser besteht, wie der Name schon sagt, zu 10% aus pflanzlichen Stoffen. Dadurch müssen aber größere Felder mit Raps angebaut werden, wodurch dieser Platz anderweitig nicht mehr genutzt werden kann. Es ist also auch der sogenannte Biokraftstoff kritisch zu betrachten. So ist dieser zwar auch etwas preiswerter, aber auch in der Leistung etwas schwacher. Zudem können auch nur die neueren Fahrzeuge 4 diesen Sprit benutzen, da alte Motoren nicht darauf ausgelegt sind. Ein weiterer Kraftstoff ist dann auch noch das Autogas. Von vielen wird dieses stark befürwortet, aufgrund dessen, dass es etwas umweltfreundlicher ist und preiswerter. Zwar kann man nicht sagen, das 1l Autogas für ca. 64 Cent auch 11 Benzin mit 95 Oktan entspricht (Preis ca. 1,40€), aber auf Dauer ist es doch preiswerter. 20 gesteuerte Verbrennung H3C Zündkerze H3CH3C CH3 CH3 Benzin mit 95 Oktan Kolben Zylinder klopfende Verbrennung 5 2. Herstellung von Benzin Bei der Herstellung von Benzin hat man mit vielen verschiedenen chemischen Stoffen zu tun. Das übliche Motorbenzin hat etwa 150 verschiedene Kohlenwasserstoffe und besteht aus Alkanen, deren Ketten je nach Sorte des Benzins länger oder kürzer sind. Um aus den Alkanen das richtige Benzin zu gewinnen, müssen diese erst fraktioniert werden. Bei den Alkanen handelt sich also zunächst noch um normales Erdöl, welches in eine Raffinerie kommt. Durch die verschiedenen Siedepunkte von Produkten im Erdöl können diese durch Erhitzen sehr gut voneinander getrennt werden. Am Ende einer Destillation des Erdöles bleibt auf dem Boden das Schweröl liegen, welches auch zum Heizen verwendet wird. Darüber bleibt dann der Diesel übrig bei etwa 360°C. Dieser ist dann schon bereit für Tankstellen und durch seine einfache Gewinnung auch preiswerter. Im Bereich von rund 110-140°C bleibt das Leichtbenzin übrig. Dieses heißt auch Kerosin und wird für Flugzeuge verwendet. Als letzte benutzbare Fraktion entstehen nun Leichtbenzin und Leichtöl. Dieses entsteht bei rund 40-80°C und ist uns auch als das übliche Superbenzin bekannt. Die restlichen Gase, welche bei unter 30°C noch vorhanden sind, können nicht mehr verwendet werden und werden direkt verbrannt. Je tiefer die jeweilige Fraktion gewonnen wurde, desto höher ist auch der Dichtebereich. Das Benzin wird zuerst auf 360 Grad erhitzt und kondensiert auf den verschiedenen Ebenen des zweiten Behälters. Je nachdem wann es nicht mehr ,,siedet" ergibt sich die dementsprechende Verwendbarkeit. 6 3. Wie funktioniert ein Motor genau? Das grundlegende Prinzip eines Motors ist es, einen Kraftstoff in Energie umzuwandeln, wodurch sich ein Auto (o.ä.) fortbewegen kann. Damit ein Verbrennungsmotor richtig funktioniert, sind viele Faktoren entscheidend. Durch die Zylinder im Motor wird ein Gemisch aus Benzin und Luft angesaugt, welches dann durch einen Kolben komprimiert wird. Durch das Komprimieren entsteht dazu noch viel Hitze, so dass ein Funke der Zündkerze genügt, um das Gemisch zu entzünden. Durch das Entzünden entstehen nun Verbrennungsgase, welche mehr Platz benötigen. Der Druck steigt also und drückt den Kolben weg, wodurch der Motor seine Leistung erhält. Je nachdem um welchen Kraftstoff es sich handelt, sind also verschiedene Bauarten von Motoren wichtig. Bei den normalen Motoren, welche mit dem uns bekannten Kraftstoff Super funktionieren, welcher etwa 95 Oktan hat, handelt es sich um ein Benzin- Luft-Gemisch, das dann entzündet wird. Dieses Gemisch wird im Motorinnenraum komprimiert und durch eine Zündkerze entzündet (wie oben beschrieben). Bei der Verbrennung von Diesel wird aber mehr Leistung erzeugt, da die Kohlenwasserstoffketten nicht so verzweigt sind wie bei normalem Benzin. Es ist also eine höhere Klopffestigkeit vorhanden, wodurch das Benzin auch noch schneller entzündet wird (hohe Cetanzahl). Dazu gibt es in Dieselmotoren auch keine Zündkerze, sondern das Benzin entzündet sich lediglich durch die Kompressionswärme selbst. Die Temperaturen können dabei zwischen 600-900 Grad liegen. Aus diesem Grunde benötigen Dieselmotoren auch keine Zündung oder einen Vergaser. Dadurch, dass Diesel eben eine höhere Leistung (höhere Oktanzahl) als normales Benzin hat, entstehen auch mehr Abgase, weshalb ein Rußfilter für Dieselautos vorgeschrieben ist. Egal um welche Art des Motors es sich handelt, ist es aber wichtig, dass sich der Treibstoff nicht zu früh entzündet, damit der Motor seine maximale Leistung erbringen kann. Wenn der ,,Otto-Motor" dann richtig arbeitet, wird das Benzin zuerst angesaugt und anschließend von den Kolben im Motor verdichtet. Danach folgt die Zündung und zum Schluss der Ausstoß von Abgasen. Dieser Vorgang ist auch in Form des Motorgeräusches wahrzunehmen. 7 4. In welchen Bereichen benötigt man überall Benzin? Wenn man an Benzin denkt, ist es meistens so, dass einem das eigene Auto als erstes in den Sinn kommt. Erst wenn man sich länger mit dem Thema auseinandersetzt, wird einem klar, wie viel mehr davon abhängt. So kommt man im privaten Bereich wahrscheinlich noch auf die Idee, dass zum Beispiel der eigene Rasenmäher einen Verbrennungsmotor hat oder die Kettensäge für Holzsägearbeiten. STIHL Darüber hinaus ist Benzin aber noch für viel mehr verantwortlich. Alle Flugzeuge, Transportschiffe, einige Züge, Lkws und weitere Arten von Transportmitteln unseres täglichen Lebens benötigen das Benzin. So gäbe es ohne diesen Kraftstoff zurzeit weder Waren aus fernen Ländern, also auch keine preiswerte Kleidung aus Produktionsländern wie China. Auch der generelle Handel mit anderen Ländern wäre schwierig, wodurch die Wirtschaft sehr schlecht wäre. Ohne Transportmittel wäre sogar der Transport von Waren im eigenen Land höchstens durch Elektrofahrzeuge möglich, welche wiederum andere Probleme mit sich bringen. 8 Zurzeit ist es auch noch so, dass etwa 70% aller privaten Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren betrieben werden. Eine Welt ohne Kraftstoffe wäre also zurzeit kaum denkbar und wenn es plötzlich keinen mehr geben würde, wäre mit schlimmen Folgen zu rechnen. MADE IN CHINA MADE E IN Ein Label, das wir nicht mehr sehen würden... 9 5. Abhängigkeit von Benzin im Alltag Unser gesamter Alltag hängt, auch wenn es einem manchmal gar nicht so bewusst ist, stark vom Erdöl ab. Nahezu alles vom Erdöl lässt sich verwerten, weshalb es für sehr viel verwendet werden kann. Allein ohne Benzin hätte die Erde ein sehr großes Problem. Nahezu alle Lebensmittel und Rohstoffe werden mit Zunahme der Globalisierung immer mehr transportiert. Wenn man bedenkt, dass jedes Flugzeug nur wegen Erdöl funktioniert, kann man sich schon denken, wie es ohne das ,,schwarze Gold" wäre. Bislang sind noch keine so guten Alternativen geschaffen, womit man Benzin ersetzen könnte. Daher ist die Wirtschaft sehr abhängig, ohne Benzin wären Transportmöglichkeiten nur sehr begrenzt vorhanden. Große Containerschiffe sowie die Lkw's auf den Straßen besitzen Motoren, welche in der Regel Diesel benötigen. Sogar manche Züge müssen mit Diesel fahren. Aber auch wenn man auf Elektromotoren umrüsten würde, kämen neue Probleme auf, da Strom zum Teil auch durch Erdgas produziert wird, welches ebenfalls nur begrenzt vorhanden ist. Trotz der Vielschichtigkeit von Erdöl gehen aber noch über 50% von dem Erdöl für Benzin verloren. Im Jahre 2003 hat eine Tonne Erdöl 274€ gekostet. Daraus wurden dann zu 27,3 % normales (Ottokraftstoff) Benzin gewonnen. Zudem waren auch Dieselmotoren noch üblich und weitere 26.1% des Öles gingen dafür verloren. Weitere 21,2% gingen dann noch durch das Heizen verloren und nur 25,4% wurden anderweitig genutzt. Auch im Jahre 2004 hat sich nicht viel verändert, außer, dass etwas weniger Kraftstoff benötigt wird. Es wird sogar nun mehr Diesel als Ottokraftstoff hergestellt. Bis 2018 ist der Konsum immer noch wachsend, so dass in diesem Jahre 37,5% Dieselkraftstoff und 17,8% Ottokraftstoff benötigt wurden. Sogar 10,2% Kerosin wurden verbraucht, aber nur noch etwa 15% des Öles wurden zum Heizen benutzt. Der Rest für sonstige Punkte beträgt ebenfalls nur noch knapp 10%, wie auch ca. die Menge von Rohbenzin. Wie man also sieht, ist Benzin immer gefragter, obwohl die Erdölvorräte stetig sinken. Außerdem ist Deutschland aufgrund dieser hohen Nachfrage stark abhängig von Ländern, die Öl fördern, wie vor allem z. B. die OPEC-Staaten. Falls es also zu Engpässen kommt, wird es viele Probleme geben, da die gesamte Wirtschaft Kraftstoffe wie Benzin benötigt. Die Folgen, wenn es irgendwann keine Ressourcen mehr gibt, weil alles aufgebraucht wurde, 10 werden erheblich sein, solange keine Alternativen gefunden werden und für alle umgesetzt werden. Absatz von Ölprodukten in Deutschland in Mio. t 100 80 60 40 20 0 1,6 16,3 4,5 16,1 8,6 18,2 36,8 2015 ⒸMW 3,7 15,8 2,9 15,8 9,2 18,2 37,9 2016 Deutschland Russland Kanada Brasilien 4.5 15,6 3,1 15,8 Japan 10,0 18,3 Frankreich Südkorea 38,7 2017 9,5 VR China 11,4 1,8 13,3 Verteilung der zehn größten Erdölverbraucher 10,2 17,8 37,5 2018 USA sonstige Produkte Rohbenzin schweres Heizöl leichtes Heizöl Kerosin Ottokraftstoff Dieselkraftstoff Verbrauch von Erdöl in den einzelnen Ländern. 11 6.Wie nachhaltig ist Benzin? Gerade Erdöl ist ein sehr kostbares Gut auf der Erde und nur begrenzt vorhanden. Deshalb ist es sehr wichtig, verantwortungsvoll und sparsam mit diesem umzugehen. Auch die Förderung muss auf sicherem Wege geschehen. Immer wieder kommt es nämlich auch dabei zu schlimmen Unfällen, welche der Umwelt erheblichen Schaden zufügen. Auch kann das Grundwasser verunreinigt werden und gesundheitliche Probleme sind die Folge. Auch beim Tanken sollte man immer darauf achten, kein Benzin auf den Boden tropfen zu lassen und beim Ölwechsel sollte man das alte Öl fachgerecht entsorgen. Die Nachfrage nach Benzin ist zudem weiterhin sehr hoch, im Jahre 2014 wurden allein in Deutschland rund 18,5 Millionen Tonnen Benzin produziert und davon 2000 Millionen Tonnen Normalbenzin an Tankstellen verkauft. Dadurch, dass die Nachfrage groß bleibt, aber immer weniger Ressourcen zur Verfügung stehen, wird auch der Preis für Benzin immer höher. Während dieser noch vor dem Jahre 2000 bei etwa 1,20€ lag, ist er im Februar 2020 etwa auf 1,40€ bis 1,50€ pro Liter angestiegen. 7. Haltbarkeit von Benzin Auch wenn Benzin zwischendurch mal preiswerter ist als sonst, ist es nicht unbedingt sinnvoll, für mehrere Wochen im Vorrat zu kaufen und in Kanistern zuhause zu lagern. Falls das Benzin nicht komplett luftdicht gelagert wird (wie im Tank eines Autos der Fall) kann es sogar noch schneller an Qualität verlieren. Durch die lange Lagerung können die brennbaren Stoffe entweichen und es wird unbrauchbar. Dazu sinkt stetig die Oktanzahl und die Leistung lässt nach, bis es eben unbrauchbar wird. Wann Benzin aber genau unbrauchbar ist, lässt sich nicht genau sagen und es hängt stark von den Lagerbedienungen ab. So kann man es in normalen Benzinkanistern 1-2 Jahre problemlos lagern, während es in Metallbehältern mehrere Jahre sein können. Wenn man sich aber dennoch für das Lagern entscheidet, sollte man beachten, dass es möglichst sicher ist. Immerhin ist Benzin leicht entzündlich und man sollte nicht unvorsichtig damit umgehen. Zudem ist gesetzlich eine Lagerung von mehr als 201 im Keller oder der Garage verboten. 12 Besser mehr Geld für Benzin ausgeben, als eine Explosion in der Garage 8. Quellenangabe - Youtube -Chemie.de -Wikipedia -planet-wissen 13