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Flüssiggas

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Akronym: LPG

Definition: durch Kompression und evtl. Kühlung verflüssigtes brennbares Gas

Englisch: liquefied petroleum gas

Kategorien: Energieträger, Fahrzeuge, Haustechnik, Kraftmaschinen und Kraftwerke, Wärme und Kälte

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 16.03.2010; letzte Änderung: 13.08.2016

Kohlenwasserstoff-Gase wie Propan (C3H8) und Butan (C4H10) sind bei Zimmertemperatur und Normaldruck gasförmig, können jedoch durch mäßige Kompression (Verdichtung) auf einen Druck von ca. 8 bar verflüssigt werden. Das entstehende Flüssiggas (LPG = Liquefied Petroleum Gas) lässt sich dann leicht in Druckflaschen speichern und transportieren. Es ist eine farblose Flüssigkeit mit einer Dichte von rund 540 kg/m3 bei Zimmertemperatur (also nur gut halb so viel wie bei Wasser). Die erreichbare volumetrische Energiedichte ist viel höher als z. B. mit komprimiertem Erdgas, welches erst bei extrem hohen Drucken bei Zimmertemperatur flüssig (zu Flüssigerdgas) würde. Der Heizwert beträgt ca. 46 MJ/kg = 13 kWh/kg, d. h. ähnlich wie bei Erdgas in H-Gas-Qualität und leicht höher als bei Benzin oder Dieselkraftstoff.

Da Flüssiggas häufig in Tanks gespeichert wird (siehe unten), wird es auch als Tankgas bezeichnet. Ähnlich gibt es die Bezeichnung Flaschengas für Flüssiggas in Druckflaschen – wobei es auch Druckflaschen für Erdgas gibt (hier nicht in verflüssigter Form). Weitere Bezeichnungen sind Brenngas und Treibgas entsprechend den Anwendungen (siehe unten) für die Wärmeerzeugung bzw. für Motoren.

Die Entnahme von Flüssiggas aus einer Flasche oder einem Tank geschieht in der Regel in gasförmiger Form auf der Oberseite des Tanks. Bei der Entnahme sinkt zunächst der Gasdruck leicht ab, wodurch dann weiteres Flüssiggas verdampft. Somit bleibt der Druck im Speicher etwa konstant, solange bis keine Flüssigkeit mehr vorhanden ist. Der Druck ändert sich aber mit der Temperatur des Tanks.

Das Mischungsverhältnis von Propan und Butan im verkauften Flüssiggas wird der Jahreszeit angepasst: Im Winter wird der Anteil des Propan auf deutlich über 50 % erhöht, im Sommer dagegen auf deutlich unter 50 % abgesenkt. Auf diese Weise vermindert man die sonst starke Variation des Drucks in Flüssiggastanks. Andererseits ergibt sich dadurch eine deutliche Schwankung des volumenbezogenen Heizwerts: Da Butan aufgrund seiner höheren Dichte hierzu stärker beiträgt, ist der Heizwert des Flüssiggases im Sommer höher. Für den gravimetrischen (gewichtsbezogenen) Heizwert gilt allerdings das Umgekehrte; dieser ist nämlich für Propan ein wenig höher.

Gewinnung von Flüssiggas

Propan und Butan für die Herstellung von Flüssiggas fallen in Erdölraffinerien vor allem beim Cracken an, außerdem häufig bereits bei der Erdgas- und Erdölförderung als “nasses Bohrgas”. Die Verflüssigung erfolgt durch den Druck bei nicht allzu hoher Temperatur.

Anwendungen für Flüssiggas

Flüssiggas wird häufig in relativ kleinen Flaschen mit einem Inhalt von 5 kg, 11 kg oder 33 kg verwendet, z. B. für Camping-Gaskocher, Grills oder mobile Gas-Heizgeräte (z. B. katalytische Gasöfen auf Rollen). In sehr kleinen Mengen findet es Verwendung in Gasfeuerzeugen. Größere Mengen von z. B. hunderten von Kilogramm oder mehr werden in Flüssiggas-Tanks für Heizungsanlagen gespeichert, die häufig im Freien aufgestellt werden.

Motoren für Flüssiggas können sehr sauber arbeiten – selbst der Betrieb in Hallen ist problemlos.

Flüssiggas kann auch als Kraftstoff für Ottomotoren eingesetzt werden, z. B. in Autos als Autogas, ebenso als Treibgas in Gabelstaplern und ähnlichen Maschinen. Der Hauptvorteil gegenüber dem Benzin-Betrieb ist der sehr niedrige Schadstoffausstoß (auch ohne aufwendige technische Maßnahmen). Vorteilhaft ist auch die sehr hohe Klopffestigkeit (z. B. ROZ 100 für eine Mischung 50:50 von Propan und Butan), die eine hohe Effizienz des Motors ermöglicht, falls er speziell für den Betrieb mit Flüssiggas optimiert ist. Im Vergleich zu hoch komprimiertem Erdgas (CNG) kommt man mit einem kleineren und leichteren Tank aus. Zumindest in Deutschland sind Flüssiggas-Tankstellen wesentlich häufiger als solche für Erdgas. Bei Autos mit Benzin-Antrieb, die noch relativ neu sind und eine hohe jährliche Fahrleistung erreichen, kann es sich finanziell lohnen, eine Umrüstung für Flüssiggas-Betrieb vorzunehmen, da die Betriebskosten mit Flüssiggas günstiger sind. Wirtschaftlicher ist es allerdings in der Regel, gleich ein Erdgasfahrzeug zu kaufen, welches von vornherein für den Betrieb mit Erdgas ausgerüstet ist. (Serienfahrzeuge für Flüssiggas gibt es kaum.)

Ebenfalls wird Flüssiggas in kleineren Heizkesseln eingesetzt, ähnlich wie Heizöl.

Es gibt auch diverse nicht-energetische Nutzungen von Flüssiggas, z. B. als Kältemittel für Kältemaschinen und Wärmepumpen und für chemische Prozesse.

Gefahren der Anwendungen

Flüssiggas ist schwerer als Luft und deswegen in der Anwendung meist gefährlicher als Erdgas.

Flüssiggas ist in nicht zu hohen Konzentrationen ungiftig, aber als Gemisch mit Luft explosiv. Eine gefährliche Eigenschaft ist, dass es eine deutlich höhere Dichte als Luft aufweist und sich deshalb leicht am Boden, vor allem in Vertiefungen, ansammeln kann. Auf diese Weise können selbst kleine Undichtigkeiten zur Ansammlung erheblicher Mengen von Butan und Propan in Bodennähe führen und anschließend (wenn ein Zündfunke auftritt) zu einer gefährlichen Explosion. Deswegen ist es mancherorts (selten jedoch in Deutschland) verboten, mit Flüssiggas-betriebenen Autos Tiefgaragen zu befahren.

Ökologische Aspekte

Ein Vorteil des Ersatzes von Benzin durch Flüssiggas für Verbrennungsmotoren ist, dass die Abgase wesentlich weniger schadstoffhaltig sind: Der Ausstoß an Stickoxiden und unverbrannten Kohlenwasserstoffen (v. a. bei Einsatz eines Abgaskatalysator) ist sehr gering, und Ruß entsteht ohnehin fast nicht. Dies erlaubt sogar den Einsatz in geschlossenen Räumen, etwa von Gabelstaplern in Lagerhallen. Auch der klimaschädliche Kohlendioxid-Ausstoß ist ca. 15 % geringer als mit Benzin.

Im Vergleich zu Erdgas sind die Anlieferung auf der Straße (anstelle des Erdgas-Leitungsnetzes) und der etwas höhere CO2-Ausstoß ökologisch nachteilig.

Im Vergleich mit Heizöl ist vorteilhaft, dass die Grundwassergefährdung entfällt.

Preise und Steuern

Flüssiggas wird in etlichen Ländern nur schwach mit der Mineralölsteuer belastet, auch beim Einsatz Kraftstoff, weil sein vermehrter Einsatz aus ökologischen Gründen wünschenswert ist. Es besteht dadurch für viel genutzte Fahrzeuge ein Anreiz zur Umrüstung auf Betrieb mit Flüssiggas (auch im Wechsel mit Benzin), trotz der Kosten für die Umrüstung.

Für Heizungszwecke ist Flüssiggas pro Kilowattstunde etwas teurer als Erdgas. Hinzu kommt, dass ein Flüssiggastank aufgestellt werden muss.

Siehe auch: Propan, Butan, Erdgas, Biogas, Flüssigerdgas, Gaskondensat, Mineralölsteuer
sowie andere Artikel in den Kategorien Energieträger, Fahrzeuge, Haustechnik, Kraftmaschinen und Kraftwerke, Wärme und Kälte

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