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Dieselkraftstoff

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Definition: ein flüssiger Kraftstoff für den Einsatz in Dieselmotoren

Englisch: diesel fuel

Kategorien: Energieträger, Fahrzeuge, Kraftmaschinen und Kraftwerke

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 12.03.2010; letzte Änderung: 05.02.2016

Dieselkraftstoff (auch Dieselöl oder Diesel) ist ein in Dieselmotoren genutzter flüssiger Kraftstoff. Er besteht im Wesentlichen aus diversen Kohlenwasserstoffen. Seine Zusammensetzung ähnelt der von Heizöl und kann je nach Einsatzzweck variieren. Im Vergleich zu Benzin ist Dieselkraftstoff deutlich weniger flüchtig und entzündlich. Bei der Verbrennung von Diesel entstehen hauptsächlich Kohlendioxid (CO2) und Wasserdampf, aber auch diverse giftige Luftschadstoffe.

Der Heizwert von Dieselkraftstoff liegt bei ca. 42,5 MJ/kg, der Brennwert bei 45,4 MJ/kg. Diese Werte hängen aber etwas von der Sorte (siehe unten) ab. Die massenbezogenen Werte sind etwas niedriger als die von Benzin; wegen der deutlich höheren Dichte (maximal 845 kg/m3) ist trotzdem der Heiz- oder Brennwert pro Liter höher.

Ein wichtiges Qualitätskriterium für Dieselkraftstoff ist die Cetanzahl, ein Maß für die Zündwilligkeit des Kraftstoffs. Ein Dieselkraftstoff muss bereits seit 2000 eine Cetanzahl von mindestens 51 aufweisen (davor mindestens 49). Hochwertigere Kraftstoffe erreichen freilich höhere Werte von z. B. 60 oder in besonderen Fällen (Synthesekraftstoffe) sogar bis zu 80.

Sorten von Dieselkraftstoff

Die Vielfalt der Sorten ist bei Dieselkraftstoff geringer als bei Benzin. An Tankstellen ist meist nur eine einzige Sorte verfügbar, aber es werden mancherorts auch gewisse Sorten von Premium-Diesel mit speziellen Zusätzen angeboten, die z. B. eine höhere Cetanzahl (höhere Zündwilligkeit) bewirken. Ebenfalls wird im Winter etwas dünnflüssigerer Dieselkraftstoff (Winterdiesel) abgegeben, ohne dass dies speziell gekennzeichnet würde.

Schiffsdiesel auf Schwerölbasis mit hohem Schwefelanteil ist sehr umweltschädlich.

Für große Motoren werden oft wesentlich schwerere Sorten verwendet. Insbesondere ist Schiffsdiesel (Marine-Dieselöl) eine schwere (dichte), wenig zündwillige aber preiswerte Variante, die häufig einen hohen Schwefelgehalt aufweist (→ Schweröl). Solche besonders umweltschädlichen Dieselkraftstoffe sind häufig für die Verwendung im küstennahen Bereich und vor allem in Häfen verboten. Internationale Bestrebungen sind im Gange, um den Schwefelgehalt von Schiffsdiesel allgemein stark zu reduzieren. In den vergangenen Jahren wurde der Schwefelgehalt von Schiffsdiesel teils gar erhöht, da schwefelärmeres Öl bevorzugt für Kraftfahrzeuge zum Einsatz kommt und deswegen eher schwefelreicheres (“saureres”) Öl für Schiffsdiesel übrig bleibt.

Wasserdiesel

In manchen Fällen wird Dieselkraftstoff nicht in reiner Form verwendet, sondern in einem Gemisch (einer Emulsion) mit Wasser, welches als Wasserdiesel bezeichnet wird. Dieser Ansatz wird im Artikel über die Wassereinspritzung erklärt.

Ähnlichkeit zu Heizöl

Die Zeiten, in denen Heizöl technisch problemlos (wenn auch illegal) als Ersatz für Dieselkraftstoff dienen konnte, sind vorbei.

Dieselkraftstoff ist von seiner Zusammensetzung her dem leichten Heizöl ähnlich (heute allerdings weniger als früher). Da er wesentlich höher als Heizöl mit der Mineralölsteuer belastet wird, besteht im Prinzip ein Anreiz, Heizöl in Dieselmotoren einzusetzen, was aber als Steuerhinterziehung strafbar ist. Heizöl im Tank kann anhand eines roten Farbstoffs und eines zusätzlichen Markierstoffs erkannt werden.

Technisch gesehen wäre es früher relativ problemlos gewesen, Heizöl statt Dieselkraftstoff zu verwenden. Inzwischen sind die Unterschiede von Dieselkraftstoff und Heizöl allerdings wesentlich größer geworden:

Deswegen können bei Verwendung von Heizöl in einem Dieselmotor die Abgaswerte wesentlich verschlechtert und sogar Motorschäden verursacht werden. Insbesondere werden auch nachgeschaltete Abgasreinigungssysteme wie Abgaskatalysatoren gefährdet.

Aus ähnlichen Gründen ist übrigens auch der Einsatz von Pflanzenöl gerade in modernen Dieselmotoren bedenklich; selbst wenn der Motor momentan damit läuft, können in der Folge Schäden entstehen.

Probleme bei niedrigen Temperaturen

Bei starkem Frost kann Dieselkraftstoff zähflüssig werden und schließlich sogar so versulzen, dass er nicht mehr durch einen Kraftstofffilter gepumpt werden kann. Dies kann dann zum Ausfall eines Dieselmotors führen, solange bis die Leitungen und der Filter wieder genügend erwärmt sind. Wenn der Kraftstoff Wasser aufgenommen hat, können ähnliche Probleme auch durch Einfrieren entstehen.

An den Tankstellen wird im Winter Dieselkraftstoff mit einer dünnflüssigeren Konsistenz angeboten. Dieser Winterdiesel enthält auch spezielle Additive (Flow-Improver), welche das Ausflocken von Paraffinen verhindern sollen. Bestimmte Premiumdieselkraftstoffsorten können sogar bis weit unter −30 °C problemlos eingesetzt werden. In manchen Regionen Nordeuropas gibt es Polardiesel, der sogar für −40 °C noch nutzbar sein kann.

Früher haben Dieselfahrer im Winter manchmal noch etwas Benzin dem Dieselkraftstoff beigefügt, um der drohenden Versulzung entgegen zu wirken. Davon ist allerdings abzuraten, da dies besonders bei modernen Motoren zu schweren Motorschäden führen kann (z. B. an der Kraftstoffeinspritzung). Der an den Tankstellen heute abgegebene Winterdieselkraftstoff sollte normalerweise auch ausreichen.

Herstellung von Dieselkraftstoff

Graue Energie und Emissionen

Dieselkraftstoff wird in der Regel in Erdölraffinerien gewonnen. Die Herstellung ist deutlich weniger aufwendig als die von Benzin, auch bezüglich des Energieaufwands (d. h. der grauen Energie): Die entstehenden klimaschädlichen Emissionen betragen rund 16 % der CO2-Emissionen, die später durch Verbrennung des Kraftstoffs entstehen. (Bei Verwendung nicht-konventionell gewonnenen Erdöls können die Emissionen allerdings weitaus höher sein.) Im Wesentlichen geht es bei der Herstellung um eine Destillation zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen in einem gewissen Bereich von Molekülgrößen. Außerdem kommen gewisse Additive zum Einsatz, z. B. Flow-Improver zur Verbesserung der Fließfähigkeit, Cetanzahl-Improver zur Erhöhung der Zündwilligkeit und weitere Stoffe zur Verbesserung der Schmierfähigkeit, der Vermeidung von Ablagerungen, der Reduktion der Rußbildung im Motor und der Verminderung der Korrosion von Metallteilen.

Die Vorteile von Diesel bezüglich der Herstellung sind zu relativieren, wenn der geforderte Dieselanteil von den Raffinerien zu hoch wird (siehe unten).

Es gibt auch Biodiesel, der aus Pflanzenmaterialien wie Raps gewonnen werden kann. Obwohl seine chemische Zusammensetzung völlig anders ist als die von Dieselkraftstoff aus Erdöl, sind seine Verbrennungseigenschaften recht ähnlich. Ansonsten kann besonders hochwertiger Dieselkraftstoff auch aus Erdgas synthetisch hergestellt werden.

In Deutschland werden dem Dieselkraftstoff in der Regel einige Prozent Biodiesel beigemischt; der überwiegende Anteil stammt aus den Mitteldestillatfraktionen des Erdöls.

Probleme durch hohen Dieselanteil

Der hohe Dieselanteil bei Fahrzeugen in Europa verursacht bei den Erdölraffinerien zunehmend Probleme.

In Europa (gerade auch in Deutschland) ist der Anteil von Dieselmotoren bei Kraftfahrzeugen relativ hoch, nicht zuletzt wegen der niedrigen Besteuerung von Dieselkraftstoff im Vergleich zu Benzin (siehe oben). Während in 1975 die in Deutschland verkauften Mengen von Dieselkraftstoff nur etwa halb so groß waren wie diejenigen von Ottokraftstoffen (Benzin), waren sie in 2000 bereits etwa gleich groß, und heute sind sie noch höher. Dies führt nicht nur zu höheren Stickoxid- und Partikelemissionen der Fahrzeuge, sondern auch zu zunehmenden Problemen bei den europäischen Erdölraffinerien. Dort entsteht nämlich ein Mangel an Diesel, der eigentlich höhere Raffineriekapazitäten verlangen würde, gleichzeitig aber ein Überschuss an Rohbenzin, der die Wirtschaftlichkeit der Raffinerien bedroht. Bisher wird das Problem dadurch gemildert, dass Benzinüberschüsse in die USA exportiert werden können, während gleichzeitig Dieselkraftstoff von dort importiert wird. Da die USA aber voraussichtlich ihre Benzineinfuhren verringern werden, wird das Problem weiter verschärft und könnte auch zur Schließung von europäischen Raffinerien führen.

Aus diesen Gründen gibt es Bestrebungen, die steuerliche Bevorzugung von Dieselkraftstoffen abzuschaffen oder wenigstens zu vermindern, obwohl Dieselmotoren wegen ihrer höheren Energieeffizienz einen gewissen Klimaschutzbeitrag leisten können. Eine andere Strategie wäre, den Heizölbedarf z. B. durch vermehrte Gebäudesanierung und Substitution z. B. durch Holzpellets zu verringern, da leichtes Heizöl aus der gleichen Fraktion wie Dieselkraftstoff hergestellt wird.

Vergleich von Diesel und Benzin

Dieselkraftstoff und Benzin unterscheiden sich in vieler Hinsicht. Auch ihr Einsatz in Verbrennungsmotoren hat viele Vor- und Nachteile, die den Vergleich relativ komplex machen:

Dass Diesel pro Liter ca. 13 % mehr Energie enthält als Benzin, sollten Vergleiche der Liter-Verbräuche von Diesel- und Benzinmotoren berücksichtigen.

Vor allem auch im Teillastbereich sind Dieselmotoren effizienter als Benzinmotoren.

Steuern

Generell werden Kraftstoffe von der Mineralölsteuer wesentlich höher belastet als Brennstoffe z. B. für Heizungen. Deswegen ist die steuerliche Belastung von Dieselkraftstoff wesentlich höher als die von Heizöl.

In vielen Ländern wird Dieselkraftstoff allerdings deutlich weniger stark besteuert als Benzin. Entsprechende gesetzliche Regelungen wurden jedoch häufig stark geändert, da die energiepolitische Diskussion darüber von vielen verschiedenen Aspekten beeinflusst ist, die je nach aktueller Lage an Einfluss gewinnen oder verlieren können. Gerade in Deutschland gab es deswegen diverse Anpassungen der Mineralölsteuer für Dieselkraftstoff.

Siehe auch: Kraftstoff, Dieselmotor, Biodiesel, Kohlenwasserstoffe, Zündwilligkeit, Schweröl, Benzin, Erdölraffinerie, Mineralölsteuer, Tanktourismus
sowie andere Artikel in den Kategorien Energieträger, Fahrzeuge, Kraftmaschinen und Kraftwerke

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