Alternative Kraftstoffe für den Transport: Der Fall von LPG in Indien

Da LPG im Vergleich zu Benzin und Diesel ein relativ sauberer fossiler Brennstoff ist, wird die Förderung seines Einsatzes im Transportsektor zur Verringerung der Umweltverschmutzung auf lokaler und nationaler Ebene beitragen

Dieser Artikel ist Teil der Reihe „Comprehensive Energy Monitor: India and the World“.

In vielen Teilen der Welt wird LPG (Flüssiggas) auch als „Autogas“ bezeichnet, da es der am häufigsten verwendete ungemischte alternative Kraftstoff für Fahrzeuge ist. Der Anteil von Autogas am gesamten Kraftstoffverbrauch von Kraftfahrzeugen reicht von lediglich 0,04 Prozent in den USA bis zu fast 28 Prozent in der Ukraine. Auf fünf Länder, Russland, die Türkei, Korea, Polen und die Ukraine, entfielen im Jahr 2021 zusammen 50 Prozent des weltweiten Autogasverbrauchs und auf 25 Länder entfielen 80 Prozent. In Indien waren von über 348 Millionen zugelassenen Fahrzeugen etwas mehr als 2 Millionen Benzin-LPG-Dual-Use-Fahrzeuge zugelassen, was etwa 0,5 Prozent der gesamten zugelassenen Fahrzeuge ausmachte, und etwas mehr als 131.125 LPG-Fahrzeuge, die weniger als 0,04 Prozent der gesamten zugelassenen Fahrzeuge ausmachten im Jahr 2023. Große Unterschiede im Anteil der LPG-Nutzung als Transportkraftstoff gehen mit Unterschieden in der Regierungspolitik einher.

Die Änderung von Abschnitt 52 des Motor Vehicles Act von 1988, gefolgt von der Einführung einer LPG-Verordnung zur Verwendung in der Motor Vehicles Order und der Einführung der Central Motor Vehicles (Amendment) Rules im Jahr 2001, erlaubte die Verwendung von LPG als Autokraftstoff. Die vom Ministerium für Erdöl und Erdgas (MOPNG) erlassene Anordnung sah vor, dass ein Händler für Auto-LPG-Zapfstellen (ALDS) von einer staatlichen Ölgesellschaft oder einem Parallelvermarkter ernannt werden würde. Der Händler muss die erforderliche Lizenz vom Chief Controller of Explosives einholen, um die Sicherheitsnormen in Bezug auf die Abgabeeinrichtungen gemäß den Static and Mobile Pressure Vessels (Unfired) Rules von 1981 einzuhalten. In der Anordnung wurde außerdem festgelegt, dass nur Auto-LPG verkauft werden würde von einem autorisierten Auto-LPG-Tankstellenhändler. Es verlangte, dass jeder Auto-LPG-Tankstellenhändler Auto-LPG entweder von einer staatlichen Ölgesellschaft oder einem Parallelvermarkter beschafft oder kauft und dass niemand Auto-LPG in einem Kraftfahrzeug oder Fahrzeug kaufen oder verwenden darf, es sei denn, ein Auto-LPG-Tank ist dauerhaft eingebaut das Kraftfahrzeug und ein Umrüstsatz, der von den Behörden/Prüfstellen gemäß den Central Motor Vehicles Rules von 2001 genehmigt wurde.

Unter anderem muss der Händler Maßnahmen ergreifen, um sicherzustellen, dass an der Tankstelle stets ausreichend Autogasvorräte vorhanden sind. Die Preisgestaltung für Auto-LPG erfolgt außerhalb des administrierten Preismechanismus durch den Markt, die Regierung behält jedoch die allgemeine Kontrolle über die Preisgestaltung für nicht inländisches Flüssiggas. Da die inländische Produktion von Flüssiggas nicht ausreicht, um den Bedarf zu decken, wird Auto-Flüssiggas durch Importe gedeckt. Die unbefugte Umnutzung von Haushaltsflaschen zur nicht-häuslichen Verwendung von Flüssiggas, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, ist nicht gestattet.

Die Oktanzahl ist ein Standardmaß für die Fähigkeit eines Kraftstoffs, der Kompression und Klopffestigkeit in einem Verbrennungsmotor standzuhalten, ohne zu explodieren. Je höher die Oktanzahl, desto mehr Kompression kann der Kraftstoff aushalten, bevor er explodiert. Die Verwendung von Kraftstoff mit einer niedrigeren als der vorgeschriebenen Oktanzahl kann dazu führen, dass sich das Luft-Kraftstoff-Gemisch vorzeitig selbst entzündet, bevor das Zündsystem Funken erzeugt, mit einem charakteristischen „Klopf“- oder „Ping“-Geräusch, was unerwünscht ist, da es Motorkomponenten beschädigen kann zu höheren Drücken. Bei einem Ottomotor wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch während des Kompressionszyklus erhitzt und anschließend durch die Zündkerze zum schnellen Verbrennen gebracht. Höhere Verdichtungsverhältnisse ermöglichen es dem Motor, einer gegebenen Masse des Luft-Kraftstoff-Gemisches mehr mechanische Energie zu entziehen, was zu einem höheren thermischen Wirkungsgrad führt. Bei LPG werden typischerweise hohe Verdichtungsverhältnisse wie bei Benzin verwendet, die Oktanzahl von LPG ist jedoch höher als die von Benzin. In Indien weit verbreitete Benzinmarken erfordern eine Mindestoktanzahl von 91. LPG ist eine Kombination aus Propan und Butan und die Oktanzahl von Propan beträgt 112 und die von Butan 94. Die höhere Oktanzahl von LPG im Vergleich zu Benzin kann Leistungs- und Effizienzvorteile bieten.

Bei LPG-Motoren können ein früherer Zündzeitpunkt und ein höheres Verdichtungsverhältnis genutzt werden, wobei die Anfälligkeit für Vorzündungen oder Klopfen im Vergleich zu Standard-Benzinmotoren geringer ist. Bei Fremdzündungsmotoren sind Kanaleinspritzung und Direkteinspritzung die wichtigsten LPG-Kraftstofftechnologien. Mit Flüssiggas als Kraftstoff können einzelne Einspritzdüsen von Kanaleinspritzsystemen so gesteuert werden, dass sie basierend auf den Luftstromunterschieden zwischen den Zylindern mehr oder weniger Kraftstoff an bestimmte Zylinder abgeben. Dies sorgt für eine genauere Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für den gesamten Motor und in der Folge für eine effizientere Drei-Wege-Katalysatorumwandlung, die den Ausstoß schädlicher Schadstoffe wie HC (Kohlenwasserstoff), NOx (Lachgas), NH3 (Ammoniak) und Partikel reduziert (PM).

LPG hat in bestimmten Motoren einen inhärenten Vorteil im Hinblick auf die Bildung von Feinstaub gegenüber Benzin. Die höhere Flüchtigkeit von LPG fördert die Vermischung innerhalb der Brennkammer und sorgt für ein weniger geschichtetes Luft-Kraftstoff-Gemisch, wodurch lokal fette Bereiche reduziert werden, die mit der Rußproduktion verbunden sind. Die geringere Kohlenstoffintensität von Flüssiggas im Vergleich zu Benzin verringert die Neigung zur Rußbildung und begrenzt die CO2-Produktion. Darüber hinaus behält die Direkteinspritzung von Flüssiggas im flüssigen Zustand die Effizienzvorteile moderner Benzinmotoren bei und kann sie übertreffen.

In Indien gibt es LPG-Fahrzeuge mit doppeltem Verwendungszweck, die zwischen Benzin- und LPG-Modellen und reinen LPG-Modellen wechseln können. Bei Dual-Fuel-Fahrzeugen ist der Einbau zusätzlicher Einspritzdüsen für LPG erforderlich, während bei reinen LPG-Fahrzeugen die Benzineinspritzdüsen durch LPG-Einspritzdüsen ersetzt werden. Dies ist aufgrund der geringeren Energie pro LPG-Volumen und der unterschiedlichen Schmierfähigkeit erforderlich, die unterschiedliche Injektorkonstruktionen erfordern. Unabhängig vom Typ verwenden LPG-Fahrzeuge für jeden Zylinder eine eigene Einspritzdüse und bieten daher im Vergleich zu Einpunkt-Einspritzsystemen eine genauere Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses pro Zylinder.

LPG-Fahrzeuge sind günstiger als CNG- (komprimiertes Erdgas) und Benzinfahrzeuge. Der Umrüstsatz für LPG ist günstiger als der Umrüstsatz für CNG und LPG-Fahrzeuge können im Vergleich zu CNG-Fahrzeugen mit der gleichen Kraftstoffmenge dreimal mehr Distanz zurücklegen. Die Wartung von LPG-Fahrzeugen ist relativ einfacher als bei CNG-Fahrzeugen. LPG-Fahrzeuge und -Tankstellen sind relativ sicherer, da LPG beim 10- bis 12-fachen des Atmosphärendrucks gelagert wird, während CNG bei etwa dem 200- bis 250-fachen des Atmosphärendrucks gelagert wird. Die Nutzung eines Benzinfahrzeugs mit einer Laufleistung von 12 km/Liter (Kilometer/Liter) für 50 km am Tag dürfte bei den derzeitigen Preisen doppelt so viel kosten wie die Nutzung eines LPG-Fahrzeugs. Trotz dieser Vorteile sinkt der Verbrauch von Flüssiggas im Transportwesen in Indien.

Im Zeitraum 2011-2012 betrug der Auto-LPG-Verbrauch 233.000 Tonnen oder nur 1,4 Prozent des gesamten LPG-Verbrauchs. Im Zeitraum 2022–23 betrug der Auto-LPG-Verbrauch nur 106.000 Tonnen, was weniger als 0,3 Prozent des gesamten LPG-Verbrauchs ausmachte. Der gesamte LPG-Verbrauch stieg zwischen 2011/2012 und 2022/23 im Jahresdurchschnitt um über 5,3 Prozent, während der Auto-LPG-Verbrauch im Jahresdurchschnitt um 6 Prozent sank. Die Zahl der Auto-LPG-Zapfstellen stieg von 652 im Zeitraum 2011-12 auf 681 im Zeitraum 2014-15. Seitdem ist die Zahl der automatischen Zapfsäulen kontinuierlich gesunken und liegt im Zeitraum 2022–23 bei 526. In Indien konzentrierten sich die angebotsseitigen Anreize für die Verwendung von Flüssiggas auf dessen Verwendung als Kochbrennstoff und nicht auf die Verwendung als Transportkraftstoff. Da Flüssiggas im Vergleich zu Benzin und Diesel ein relativ sauberer fossiler Brennstoff ist, wird die Förderung seines Einsatzes im Transportsektor zur Verringerung der Umweltverschmutzung auf lokaler und nationaler Ebene beitragen. Die Reduzierung der Transaktionskosten beim Zugang zu Auto-LPG und die Verringerung der regulatorischen Belastung bei der Nutzung von Auto-LPG könnten zu den niedrig hängenden politischen Initiativen gehören, die die Nutzung von Auto-LPG fördern können.

Die oben geäußerten Ansichten gehören dem/den Autor(en).