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Motorenbenzin

Siedeverläufe qualitativ


Siedeverläufe qualitativ

Andere Namen Benzin, Ottokraftstoff, Vergaserkraftstoff, Sprit (umgangssprachlich)
Kurzbeschreibung Ottokraftstoff für Pkw
Herkunft fossil, etwas biogen
Charakteristische Bestandteile Benzin, Additive, Bio-Ethanol-Beimischung
Eigenschaften
Aggregatzustand flüssig
Kinematische Viskosität ca. 0,53 mm²/s (20 °C)
Dichte 0,720–0,775 kg/L (15 °C)
Heizwert 40,1-41,8 MJ/kg
Brennwert 42,7-44,2 MJ/kg
Oktanzahl • 91 ROZ, 82,5 MOZ (Normal)
• 95 ROZ, 85 MOZ (Super/ Eurosuper/ Bleifrei 95 (Schweiz))
• 98 ROZ, 88 MOZ (Super plus/ Super (Schweiz)/ Bleifrei 98 (Schweiz))
• 100 ROZ, 88 MOZ (V-Power+, Ultimate)
Schmelzbereich ca. -45 °C
Siedebereich (25 … 210) °C
Flammpunkt -21 °C
Zündtemperatur (200 … 300) °C
Explosionsgrenze (0,6 … 7,6) Vol.-%
Temperaturklasse T3
Explosionsklasse II A
Kohlendioxidemissionen bei Verbrennung 2,36 kg/L

Sicherheitshinweise

Gefahrstoffkennzeichnung
HochentzündlichGiftigUmweltgefährlich
Hoch-entzündlichGiftigUmwelt-gefährlich
(F+)(T)(N)

R- und S-Sätze R: 12-45-38-48/20/21/22-65-67-51/53
S: (2)-16-23-24-29-36/37-45-53-61-62
UN-Nummer 1203
Gefahrnummer 33
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen

Motorenbenzin ist ein komplexes Gemisch aus über 100 verschiedenen, überwiegend leichten Kohlenwasserstoffen, deren Siedebereich zwischen dem von Butan und Kerosin/Petroleum liegt. Es wird hauptsächlich aus veredelten Komponenten aus der Erdölraffination hergestellt und als Kraftstoff eingesetzt.

Motorenbenzin wird meist zu Benzin abgekürzt, oft auch ungenau Ottokraftstoff genannt, obwohl es auch andere, heute jedoch selten eingesetzte, Ottokraftstoffe gibt. Daneben finden geringe Mengen Motorbenzin auch als Brennstoff Verwendung (Benzin-Camping-Kocher).

Etymologische Herkunft/Begriff

Der ursprüngliche Name stammt von dem arabischen Wort von Benzoeharz, luban dschawi – „Weihrauch aus Java“. Dieser Begriff gelangte durch arabische Handelsbeziehungen mit Katalonien nach Europa. Mit dem Wegfall der ersten Silbe und der Änderung des ersten a zu e entstand im Italienischen benjuì, im Mittellateinischen benzoë, woraus sich das deutsche Wort Benzol entwickelte.

1825 entdeckte Faraday die später Benzol genannte Verbindung in geleerten Gasflaschen, er nannte sie damals bicarbure d’hydrogène, bevor sie von Eilhard Mitscherlich in Benzin umbenannt wurde. Er bezeichnete damit allerdings unser heutiges Benzol. Mitscherlich benannte den Stoff nach dem von ihm benutzten Ausgangsstoff, dem Benzoeharz. Die Zuordnung zu unserem heutigen Benzin geschah durch Justus von Liebig.
Die Bezeichnung Benzin steht demnach, wie teilweise irrtümlich angenommen wird, in keinem Zusammenhang mit dem Motorenbauer Carl Benz.

Sorten von Motorenbenzin

Es gibt verschiedene Sorten von Benzinen, die sich in ihrer Klopffestigkeit und zur Erreichung derer auch in der Art der Gemisch-Zusammensetzung der Kohlenwasserstoffe unterscheiden.

  • Normalbenzin (ROZ 91) (In der Schweiz, Spanien, Schweden und anderen Ländern nicht erhältlich, in Deutschland inzwischen vom Markt genommen)
  • ROZ 95 unter den folgenden Begriffen: Super (Deutschland, Österreich) / Bleifrei 95 (Schweiz) / Sans Plomb 95 (Frankreich)
  • ROZ 98 unter den folgenden Begriffen: Super plus (Deutschland, Österreich, teilweise Schweiz) / Bleifrei 98 (Schweiz) / Sans Plomb 98 (Frankreich)
  • als Sorte bisher nicht normierte 100-Oktan-Benzine unter anderem unter folgenden Markenbezeichnungen: Shell V-Power Racing, BP Ultimate (Österreich und Schweiz) oder Aral Ultimate 100 (Deutschland)

Die PKW-Hersteller schreiben für ihre Motoren eine Mindestoktanzahl vor; bei Sorten mit niedrigerer Oktanzahl können durch Klopfen Schäden auftreten bzw. kann sich der Motor mit Hilfe des Klopfsensors in gewissen Grenzen durch Verstellung des Zündzeitpunktes unter geringfügigem Leistungsverlust darauf einstellen. Bei Sorten mit höherer Oktanzahl kann dementsprechend eine geringfügige Leistungserhöhung erfolgen. Da die Verstellgrenze herstellerbedingt meistens für die in der Bedienungsanleitung angegebene Oktanzahl vorgegeben ist, können viele Motoren die 100-Oktan-Benzine nicht voll ausnutzen.

In Deutschland wurde seit November 2007 der Preis des Normalbenzins an das Superbenzin angeglichen. Vertreter von Automobilclubs äußerten die Vermutung, dass die Mineralölunternehmen mittelfristig Normal abschaffen wollten, um mehr Erlöse und weniger Kosten zu haben, was 2007 von Mineralölunternehmen noch als unbegründet zurückgewiesen wurde. Mitte September 2008 nahm Shell als erster großer Mineralölkonzern das Normalbenzin komplett aus seinem Angebot, da es kaum noch gekauft würde.

Außer der Unterscheidung nach Klopffestigkeit gibt es noch die Unterscheidung in Sommerbenzin und Winterbenzin (siehe auch die Siedeverlaufskurven oben im Kasten). Um im Sommer der Dampfblasenbildung vorzubeugen, werden mehr schwerersiedende Anteile im Blend verwendet. Ein Anteil von mehr leichtsiedenden Bestandteilen im Winterbenzin erleichtert dagegen den Kaltstart.

Herstellung

Die Hauptbestandteile des Benzins sind vorwiegend Alkane, Alkene, Cycloalkane und aromatische Kohlenwasserstoffe mit 4 bis 10 Kohlenstoff-Atomen pro Molekül und einem Siedebereich zwischen 25 °C und ~210 °C. Daneben werden noch diverse Ether (z.B. MTBE, ETBE) und Alkohole (Ethanol, sehr selten noch Methanol) eingeblendet.

Die Kohlenwasserstoffe werden im ersten Schritt durch fraktionierte Destillation aus Erdöl gewonnen. Nach ggf. mehreren Veredelungsschritten erhält man folgende (zumeist entschwefelte) Komponenten (Auswahl):

  • Butan (ROZ~90)
  • Isopentan (ROZ~91)
  • Isohexangemische (ROZ~90)
  • Petrolether (Siedebereich 25-65 °C, C5-C6, ROZ~72)
  • Isomerat (Siedebereich 25-65 °C, C5-C6, isomerisierter Petrolether, ROZ~80)
  • Leichtbenzin (Siedebereich 25-80 °C, C5-C7, ROZ~70)
  • Reformatkomponenten (hocharomatische Schnitte 100-210 °C, C7-C10, ROZ~115)
  • Alkylatbenzin (C8-Isomeratmischung, ROZ~95)
  • Polymer-Benzin (C8-Isomeratmischung, ROZ~100)
  • MTBE (ROZ~119)
  • ETBE (hergestellt aus Bio-Ethanol, ROZ~120)
  • Ethanol (Bio, ROZ~104)
  • Schwere Komponenten (C7-C9) des Pyrolysebenzins (hocharomatische Schnitte 100-190 °C, C7-C9, ROZ~115)
  • CC-(Leicht-) Benzin aus dem Cat Cracker (FCC, siehe: Cracken, ROZ~93)

Natürlich wird in einer bestimmten Raffinerie nur eine kleine Auswahl dieser Komponenten hergestellt. Ether und Ethanol werden meist zugekauft.

Die Komponenten werden (meist) separat in Tanks gelagert und von dort über eine sogenannte Blending-Station zur Fertigware aufgemischt. Je nach Sorte unterscheiden sich die Mischungsverhältnisse (siehe Blenden). Z.B. werden in hochoktanige Sorten auch verstärkt hochoktanige Komponenten zugemischt. Einige Spezifikation (DVPE, E70, s.u.) variieren in Abhängigkeit von der Jahreszeit. Es wird zwischen Sommer-, Übergangs- und Winterware unterschieden.

Neben der wichtigsten Qualität Oktanzahl (ROZ und MOZ) haben folgende Spezifikationen (s.u.) wesentlichen Einfluss auf den Blend:

  • DVPE (Dry Vapor Pressure Equivalent: Dampfdruck bei 38 °C)
  • E70 (%vol, die bei 70 ° verdampft sind)
  • E100 (%vol, die bei 100 ° verdampft sind)
  • E150 (%vol, die bei 150 ° verdampft sind)
  • Vapour Lock Index (Indexfunktion, nur in der Übergangszeit)
  • Dichte
  • Olefingehalt (%vol)
  • Aromatengehalt (%vol)
  • Sauerstoffgehalt (%wt)
Der Blend muss möglichst ökonomisch gestaltet werden, d.h. ROZ oder MOZ, DVPE und Aromatengehalt sollten möglichst "angefahren" werden. Natürlich sind solche Kriterien von Raffinerie zu Raffinerie verschieden. Auch die Preisstruktur des Produktumfeldes (Jet-Preis, MTBE-Preis, Naphtha-Preis) beeinflusst die Blendingstrategie.

Additive

Der Grundkraftstoff unterscheidet sich bei den verschiedenen Mineralölkonzernen nicht, er stammt häufig sogar aus derselben Raffinerie. Dem Grundkraftstoff wird, meist durch eine sogenannte "Endpunktdosierung" direkt vor der Tankwagenverladung, ein Additivpaket beigemischt, das spezifisch für den jeweils belieferten Konzern ist. Zu diesen Additiven gehören Oxidationsinhibitoren, Korrosionsschutzmittel, Detergentien (Schutz vor Ablagerungen im Einspritzsystem) oder Vergaservereisungs-Inhibitoren.

In Deutschland wurden 2007 ca 24,3 Millionen Tonnen Motorenbenzin hergestellt.

Verbleites Benzin

Seit 2000 ist verbleites Motorenbenzin in der EU verboten (siehe Entwicklung der Ottokraftstoffe). Lediglich Flugbenzin darf noch verbleit werden. Der Zusatz „bleifrei“ wird in den Sortenbezeichnungen aber noch mitgeführt.
Synthetisches Benzin
Benzin wurde in Deutschland seit den 1920er Jahren bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs wegen Erdölmangels auch aus Kohle durch Kohleverflüssigung gewonnen (Synthetisches Benzin). Der hohe Energieaufwand und der hohe CO2-Ausstoß machen das Verfahren heute meist unwirtschaftlich, wenn billigeres Erdgas oder Erdöl zur Verfügung steht. Jedoch werden auch heute noch in Südafrika solche Anlagen betrieben und weitere in der Welt geplant (siehe Kohleverflüssigung - Anwendungen in der Gegenwart).

Spezifikationen

Die wichtigsten Benzinarten sind in der Norm EN 228 (siehe Kasten unten) festgelegt.

 

DIN

DIN EN 228

Bereich

Kraftstoffe für Kraftfahrzeuge

Regelt

Unverbleite Ottokraftstoffe - Anforderungen und Prüfverfahren

Kurzbeschreibung

Festlegungen zu Mindestanforderungen und Prüfungen an Ottokraftstoff

Letzte Ausgabe

11.2008

ISO

-



Neben der (Mindest-)Oktanzahl (siehe Infobox) sind noch folgende wichtige Spezifikationen zu erfüllen:

  • Dichte: 0,720-0,775 kg/L (15 °C)
  • DVPE: 45 - 60 kPa (Sommer), bzw. 60 - 90 kPa (Winter)
  • Aromaten: max. 35 Vol.-%
  • Olefine: max. 18 Vol.-% bei Super(Plus), Normalbenzin; max. 21 Vol.-%
  • Benzol: max. 1 Vol.-%
  • Schwefel: max. 10 mg/kg
  • Sauerstoff: max. 2,7 Masse-%
  • E70: 20 - 48 (Sommer)/ 20 - 50 (Winter) Vol.-%
  • E100: 46 - 71 Vol.-%
  • E150: min 75 Vol.-%
  • Vapour Lock Index: max 1150 (nur in der Übergangszeit
  • C5+-Ethergehalt: max 15 Vol.-%
  • Ethanolgehalt: max 5 Vol.-%


Zapfsäulenaufkleber

Laut 10. BImSchV §7 sind im geschäftlichen Verkehr die gewährleisteten Qualitäten an den Zapfsäulen (oder sonstwo an der Tankstelle) deutlich sichtbar zu machen. In Deutschland findet man deshalb an allen Benzin-Zapfsäulen die in der 10.BImSchV (Anlage 1a-c) geforderten runden Aufkleber mit dem Text:
  • Normal schwefelfrei (ROZ 91)
  • Super schwefelfrei (ROZ 95)
  • Super plus schwefelfrei (ROZ 98, sowie alle Ultimate & VPOWER Sorten).


Verbrauch

In Deutschland wurden 2007 ca 21,3 Millionen Tonnen Motorenbenzin verbraucht (davon 5,6 Millionen Tonnen Normalbenzin). Der Produktionsüberschuss (s.o., Herstellung) wird exportiert (vorwiegend Schweiz und USA).

Preise

Die Preise für Motorenbenzin (Handelsbezeichnung: Regular=ROZ 91, Premium=ROZ 95, Premium Plus=ROZ 98) orientieren sich am Rotterdamer Markt. Benzin wird in US-Dollar je 1.000 kg (US-$/t) gehandelt. Verschiedene Publikationsorgane berichten (zum Teil täglich) über aktuelle Handelspreise und Volumina. Die im Handel verwendete Referenzdichte (um den Preis einer aktuellen Charge mit einer gegebenen Dichte in Relation zu der Notierung zu setzen) ist 0,745 kg/dm³ für Regular und 0,755 kg/dm³ für alle Premiumsorten. Weiterhin müssen noch Transportkosten und Marge des Kraftstoffhandels berücksichtigt werden (siehe auch: ).

Steuern

Trend Benzinpreis

Preistrend von Normalbenzin. 1991 bis 2009. Preise an der Tankstelle (vorwiegend östliches Deutschland) und als Mittelwert über 50 Einzelpreise

Zusätzlich zu den oben genannten Preisbeiträgen kommen noch Steuern und Abgaben.

In Deutschland gehören dazu die Umlage für die Beiträge zum Erdölbevorratungsverband mit ca. 4,10 €/1000 dm³, die Energiesteuer von 654,50 €/1000 dm³ (Schwefelgehalt: 10 ppm) und - auf die Summe aller aufgeführten Preisbeiträge - 19% Mehrwertsteuer. Daraus allein ergibt sich unabhängig vom Verkaufspreis bereits ein Steueranteil von ca. 0,78 € je Liter Ottokraftstoff, zu dem dann noch der auf den Nettopreis entfallende Mehrwertsteueranteil hinzuzurechnen ist. Bei einem Verkaufspreis von zum Beispiel 1,40 € beträgt deswegen die gesamte Steuerbelastung 0,88213 €.

Zum Vergleich: Der Steueranteil für Dieselkraftstoff mit einem Schwefelgehalt von 10 ppm beträgt 470,40 €/1000 dm³, daraus ergibt sich unabhängig vom Verkaufspreis bereits ein Steueranteil von ca. 0,56 € je Liter Dieselkraftstoff, zu dem ebenfalls der auf den Nettopreis entfallende Mehrwertsteueranteil hinzukommt.

In der Schweiz kommen die Kosten für die Mineralölsteuer, für den Klimarappen, die Importgebühr für Pflichtlager und die Mehrwertsteuer hinzu.

Benzinpreisentwicklung im europäischen Vergleich

Kraftstoffentwicklung in Deutschland

Um Verbraucherpreisindex bereinigte Entwicklung der Kraftstoffpreise in Deutschland seit 1950 mit Referenzjahr 2000

Verbraucherpreisindex in Deutschland

Benzinpreis nominal im Monatsdurchschnitt in der Schweiz Januar 1994–Dezember 2008
Benzinpreise in Euro/Liter für Bleifrei 95 Oktan in deutschsprachigen Gebieten und den umliegenden Ländern, nach Erhebung des Touring Club Schweiz:

Land

Dez. 2004

Mai 2005

Juli 2007

April 2008

Jan 2009

Belgien

1,10

1,24

1,41

1,50

1,11

Dänemark

1,26

1,23

1,38

1,40

1,00

Deutschland

1,19

1,18

1,37

1,43

1,09

Frankreich

1,05

1,15

1,31

1,38

1,07

Italien

1,10

1,23

1,35

1,39

1,10

Luxemburg

0,92

0,99

1,18

1,19

0,91

Niederlande

1,26

1,33

1,51

1,56

1,25

Österreich

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

Slowenien

0,90

1,11

1,07

0,83

Tschechien

0,87

0,92

1,03

1,21

0,92

Ungarn

1,00

1,01

1,13

1,13

0,86



Löschen eines Benzinfeuers

Eine Benzinflamme kann man nicht mit Wasser löschen, weil Mineralöle leichter als Wasser sind. Dadurch schwimmt das Benzin auf dem Wasser und kann sich weiter ausbreiten. Sollte sich das brennende Benzin in einem Gefäß befinden, beginnen die Wasserspritzer bei Berührung mit dem heißen Benzin sofort zu verdampfen, wodurch dieses aus dem Gefäß herausgeschleudert werden kann und somit eine Stichflamme bildet.
Eine Benzinflamme wird durch Erstickung gelöscht. Dazu werden Substanzen wie Sand, Löschdecken, Löschpulver oder -schaum eingesetzt, die den Brand abdecken und so die Sauerstoffzufuhr verhindern.