Dieselkraftstoff

Dieselkraftstoff
Siedeverläufe qualitativ
Andere Namen	Diesel, Dieselöl, AGO (Automotive Gasoil)
Kurzbeschreibung	Kraftstoff für selbstzündende Kolbenmotoren; farblose bis gelbliche Flüssigkeit mit typischem Diesel-Geruch [1]
Herkunft	fossil
CAS-Nummer	68476-34-6
Eigenschaften
Aggregatzustand	flüssig
Kinematische Viskosität	2…4,5 mm2/s (40 °C) [2]
Dichte	0,820…0,845 kg/L (15 °C) [2]
Heizwert	42,5 MJ/kg (11,8 kWh/kg; 35 MJ/L) [3]
Brennwert	45,4 MJ/kg (12,6 kWh/kg; 37,4 MJ/L) [4]
Cetanzahl	>51 CZ (Standard) >55 CZ (ARAL Super Diesel) >60 CZ (ARAL Ultimate Diesel)
Siedebereich	170…390 °C [1]
Flammpunkt	>55 °C [2]
Zündtemperatur	220 °C [1]
Temperaturklasse	T3 [1]
Kohlendioxidemissionen bei Verbrennung	2,65 kg/L
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [1] Gesundheits- schädlich Umwelt- gefährlich (Xn) (N)
R- und S-Sätze	R: 40-51/53-65-66
	S: (2)-36/37-29-61-62
UN-Nummer	1202
Gefahrnummer	30
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Dieselkraftstoff (auch Diesel oder Dieselöl genannt) ist ein Gemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen, das als Kraftstoff für einen Dieselmotor geeignet ist. Davon abweichend gibt es die Spezifikation für Marine-Diesel bzw. Schiffsdieselöl.

Begriff

Diesel ist ein Eponym nach Rudolf Diesel, dem Erfinder des Dieselmotors. Biodiesel ist zwar unter Vorkehrungen auch zum Betrieb von Motoren nach dem Dieselverfahren geeignet, ist aber chemisch ein anderer Stoff.

Sorten

Auf dem deutschen Markt werden zurzeit mehrere Sorten auf Mineralöl basierender Dieselkraftstoffe für PKW angeboten, die alle gemäß § 4 der 10. BImSchV die Anforderungen der DIN EN 590 erfüllen müssen:

• „Standard“-Diesel
• Premium-Diesel mit GtL-Beimischung, erhöhter Cetanzahl sowie speziellen Additiven

Gerade bei den Premium-Kraftstoffen ist zu erkennen, dass Markenfirmen durch spezielle Zusätze bzw. Qualitätsverbesserung versuchen, sich von Mitanbietern abzugrenzen.

Nach Anpassung der DIN EN 590 (Ausgabe Mai 2010) an die Anforderungen der EG-Richtlinie 98/70/EG ist zur Erfüllung der Biokraftstoffquote eine FAME-Zumischung von bis zu 7 Vol% („B7-Diesel“) erlaubt. Die nationale Norm DIN 51628 (Ausgabe August 2008) für B7-Diesel wird dementsprechend nicht mehr benötigt und entfällt.

Herstellung

Diesel ist ein Gemisch aus Kerosin, verschiedenen Mitteldestillatfraktionen, von zurzeit bis zu 7 Volumenprozent Biodiesel sowie verschiedenen Additiven (im ppm-Bereich). Kerosin und Gasöl werden großteils durch Fraktionierung von Erdöl als Mitteldestillatfraktionen gewonnen und für die Diesel-Herstellung entschwefelt (siehe: Hydrodesulfurierung). Daneben kommen Mitteldestillatfraktionen aus Crackanlagen zum Einsatz (z. B. Hydrocracker-Kerosin (HCU), HCU-Gasöl). Diesel ist eine auf die erforderlichen Qualitäten zugeschnittene Mischung, ein Blend. Die zur Verfügung stehenden Komponenten können stark schwankende Qualitäten (rohölabhängig) aufweisen, so dass jede Charge ggf. mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen (Kerosin/Leichtgasöl/Schwergasöl) hergestellt werden muss, um alle erforderlichen Spezifikationen erfüllen zu können. Weiterhin stehen die Produkte Heizöl EL und Jet bzgl. (fast) aller Komponenten in direkter Konkurrenz zum Dieselkraftstoff (siehe auch: Koppelproduktion). Unterschiedliche Bedarfsvolumina der Mitteldestillatprodukte haben deshalb einen Einfluss auf die Zusammensetzung des Diesels).

Um die Kälteeigenschaften von Dieselkraftstoff zu beeinflussen, muss im Winter ein erhöhter Anteil Kerosin beigemischt werden (s. u., CFPP).

Additive

Um die Zündwilligkeit auf vorgegebene Spezifikationswerte anzuheben und so die Zündwilligkeit des Dieselkraftstoffes zu verbessern, kann Tetranitromethan, Amylnitrat, Acetonperoxid oder 2-Ethyl-Hexylnitrat zugegeben werden. Diese Zusätze erhöhen zum Teil die Giftigkeit (Toxizität) des Kraftstoffes. Maßstab für die Zündwilligkeit ist die Cetanzahl (CZ). Je höher die Cetanzahl, desto geringer der Zündverzug, welcher die Zeitspanne zwischen Einspritzbeginn und Selbstzündung des Kraftstoffs kennzeichnet. Speziell im Winter, in dem erhöhte Mengen an Kerosin (CZ ≈45) in Diesel (CZ >51) zugemischt werden, sind solche Additive erforderlich.

Der Cloud Point sowie die Filtrierbarkeitsgrenze (engl. Cold Filter Plugging Point, CFPP) können durch entsprechende Additive reduziert werden. Durch schmiereigenschaftserhöhende Zusätze (Lubricity Additives) kann die Schmierfähigkeit des Dieselkraftstoffes garantiert werden (s. u.).

Neben diesen wichtigsten Additiven werden noch eine Vielzahl weiterer Additive, wie Oxidationsinhibitoren, Anti-Schaum-Mittel, Korrosionsschutzmittel, Detergentien zum Schutz vor Ablagerungen im Einspritzsystem, Leitfähigkeitsverbesserer, Aromastoffe und Biozide, zugesetzt.

In Deutschland wurden 2007 ca. 35,3 Millionen Tonnen Dieselkraftstoff (inkl. Binnenschifffahrtsdiesel) hergestellt.^[5]

Eigenschaften

Die Hauptbestandteile des Dieselkraftstoffes sind vorwiegend Alkane, Cycloalkane und aromatische Kohlenwasserstoffe mit etwa 9 bis 22 Kohlenstoff-Atomen pro Molekül und einem Siedebereich zwischen 170 °C und 390 °C. Dieser Kraftstoff hatte vor 1995 einen sehr breiten Fraktionierbereich, weshalb die vergleichsweise vielen schweren Anteile zum Rußen des Motors führen konnten. Die verschärften Spezifikationen (Dichte, 95-%-Punkt, s. u.) haben dieses Risiko jedoch erheblich reduziert.

Weitere Eigenschaften werden durch die Spezifikationen bestimmt.

Spezifikationen

	DIN EN 590
Bereich	Kraftstoffe
Titel	Kraftstoffe für Kraftfahrzeuge - Dieselkraftstoff - Anforderungen und Prüfverfahren
Kurzbeschreibung:	Festlegungen zu Mindestanforderungen und Prüfungen an Dieselkraftstoff
Letzte Ausgabe	2010-05
ISO	-

Andere Inhaltsstoffe und Eigenschaften werden durch die Europäische Norm EN 590 geregelt. Die Norm wurde in Deutschland als DIN-Norm veröffentlicht. Weiterhin setzen viele Markenfirmen zusätzliche interne Spezifikationen^[2] bzw verschärfen die Spezifikationen bzgl. der Norm. Die EN 590 begrenzt den Schwefelanteil schrittweise (bis 2009) auf 10 mg/kg^[2]. Österreich und Deutschland haben die so genannte Schwefelfreiheit bereits seit Januar 2003 erreicht. Die Zündwilligkeit des Kraftstoffes wird durch die Cetanzahl^[2] angegeben. Im Winter kann es durch Ausscheidung von Paraffinkristallen zu Verstopfungen im Kraftstofffilter kommen. Zwei Spezifikationen tragen dazu bei, dies zu verhindern: der sogenannte Cloud Point^[2] (CP, interne Spezifikation) sowie der sogenannte Cold Filter Plugging Point^[2] (CFPP, DIN-Spezifikation). Beide können durch eine veränderte Herstellung von Diesel und durch Zugabe von Additiven (Fließverbesserern) beeinflusst werden (siehe Cloud Point und Cold Filter Plugging Point). Der sogenannte Pourpoint (PP) spielt bei der Diesel-Spezifikation keine Rolle mehr. Die an den Tankstellen angegebene Temperatur ist der CFPP. Weiterhin ist die Dichtespezifikation mit (0,820 … 0,845) kg/dm³^[2] von Bedeutung, da die Obergrenze indirekt den Anteil höher siedenden Komponenten sowie schwerer Aromaten begrenzt (beide haben hohe Dichten).

Auch von Bedeutung ist der sogenannte 95 %-Punkt (besser: T95)^[2], er liegt bei 360 °C (d. h. 95 Vol.-% des Diesel müssen während einer Standarddestillation bei 360 °C verdampft sein). Hierdurch wird der Anteil schwerer Komponenten - nämlich solche, die höher als 360 °C sieden - erheblich eingeschränkt.
Um die Schmierung der Einspritzpumpen sicherzustellen wird in der EN 590 auch die Schmierfähigkeit von Dieselkraftstoff festgelegt. Sie wird mit dem HFRR-Wert festgelegt und sollte maximal 460 µm betragen.^[2]

Eigenschaft	Einheit	Mindestwert	Maximalwert	Test-Methode
Cetanzahl (nach BASF)		52,2	-	DIN 51773
Cetanindex		46,0	-	EN ISO 4264
Dichte bei 15 °C	kg/m³	820	845	EN ISO 3675, EN ISO 12185
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe	% (m/m)	-	11	EN ISO 12916
Schwefelanteil	mg/kg	-	10,0	EN ISO 20846, EN ISO 20884
Flammpunkt	°C	55	-	EN ISO 2719
Koksrückstand (bei 10% Destillations-Rückstand)	% (m/m)	-	0,30	EN ISO 10370
Aschegehalt	% (m/m)	-	0,01	EN ISO 6245
Wasseranteil	mg/kg	-	200	EN ISO 12937
Gesamtverschmutzung	mg/kg	-	24	EN ISO 12662
Kupferstreifenkorrosion (3 h bei 50 °C)	rating	Class 1	Class 1	EN ISO 2160
Oxidationsstabilität	g/m3	-	25	EN ISO 12205
Schmierfähigkeit (wsd 1,4) bei 60 °C (HFRR)	μm	-	460	EN ISO1 2156-1
Viskosität bei 40 °C	mm2/s	2,00	4,50	EN ISO 3104
aufgefangene Volumenanteile bei Siedeanalyse bei 250 °C	% (V/V)		65	EN ISO 3405
aufgefangene Volumenanteile bei Siedeanalyse bei 350 °C	% (V/V)	85		EN ISO 3405
Destillationstemperatur bei der 95 Vol-% verdampfen	°C	-	360
Fettsäuremethylester-Anteil	% (V/V)	-	5	EN 14078

Zapfsäulenaufkleber

Nach § 13 der 10. BImSchV ist die Qualität von Kraftstoffen an den Zapfsäulen sowie an der Tankstelle deutlich sichtbar zu machen. In Deutschland findet man deshalb an allen Diesel-Zapfsäulen die in der 10. BImSchV (Anlage 3) geforderten runden Aufkleber mit dem Text Dieselkraftstoff schwefelfrei. Siehe hierzu auch: 10. BImSchV: Auszeichnung an Zapfsäulen.

USA

Der Dieselkraftstoff in den USA hat im Vergleich mit europäischen Standards eine geringere Cetanzahl und kannte bis 2006 keine verpflichtende Reduktion des Schwefelanteils. Seit 1. Juni 2006 müssen die Raffinerien zu 80 % schwefelarmen Diesel produzieren und seit dem 15. Oktober 2006 darf nur noch dieser für den Gebrauch im Straßenverkehr verwendet werden. Der sogenannte „ultra-low sulfur diesel (ULSD)“ (ultra-schwefelarmer Diesel) setzt die neue Höchstgrenze auf 15 ppm fest - vorher waren 500 ppm in den USA erlaubt. Übergangsregelungen existierten für andere Verwendungen, etwa Schiffsdiesel in der Seefahrt, die jedoch in mehreren Schritten bis zum 1. Juni 2010 ausgelaufen sind. Ein unmittelbarer Übergang konnte nicht erfolgen, da schwefelarmer Diesel geringere Schmiereigenschaften hat, die durch synthetische Additive oder die Beimengung von Biodiesel angeglichen werden müssen.

Marine-Diesel (Schiffsdieselöl)

Marine-Dieselöl
Kurzbeschreibung	Kraftstoff für selbstzündende Kolbenmotoren [6]
Herkunft	fossil
CAS-Nummer	64741-43-1
Eigenschaften
Aggregatzustand	flüssig
Kinematische Viskosität	max. 11 mm2/s (40 °C) [6]
Dichte	max. 0,900 kg/L (15 °C) [6]
Siedebereich	240…420 °C [6]
Flammpunkt	≥61 °C [6]
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [6] Gesundheits- schädlich Umwelt- gefährlich (Xn) (N)
R- und S-Sätze	R: 51/53-65-66
	S: 24-61-62
UN-Nummer	3082
Gefahrnummer	90
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

	DIN EN ISO 3104
Bereich	Mineralölerzeugnisse
Titel	Durchsichtige und undurchsichtige Flüssigkeiten
Kurzbeschreibung:	Bestimmung der kinematischen Viskosität und Berechnung der dynamischen Viskosität
Letzte Ausgabe	1999-12
ISO	3104

Inhaltsstoffe und Eigenschaften für Marinedieselöl werden durch die Norm ISO 8217 geregelt; Diesel für die europäische Binnenschifffahrt durch § 4 der 10. BImSchV. Es handelt sich dabei um einen dichteren Diesel als den für Kraftfahrzeuge. Er kommt beispielsweise in langsam laufenden Schiffsdieselmotoren zum Einsatz.

Synthetischer Diesel

Der Begriff des synthetischen Diesels entstammt der Gas-to-Liquids-Technik (GtL). Dabei wird aus einem anderen Kohlenwasserstoff zunächst ein Synthesegas, aus dem über die Fischer-Tropsch-Synthese längerkettige, flüssige Diesel-ähnliche Kohlenwasserstoffe synthetisiert werden. Der wichtigste Ausgangsstoff ist Erdgas. Auch aus Biomasse kann ein synthetischer Diesel, BtL-Kraftstoff, gewonnen werden. Der aus Erdgas gewonnene Kraftstoff wird in Indonesien und etlichen europäischen Staaten dazu verwandt, Diesel qualitativ aufzuwerten. GtL-Diesel enthält keinen Schwefel, keinen Stickstoff, keine Aromaten und die Cetanzahl ist extrem hoch (75 bis 80). ^[7]

Siehe auch: Katalytische drucklose Verölung

Emulsionskraftstoff

Siehe Hauptartikel Wasserdiesel.

Um Emissionen wie Ruß, Stickoxide und andere zu reduzieren, werden gerade stationäre Dieselmotoren mit sog. Emulsionskraftstoffen betrieben. Dabei wird dem Dieselkraftstoff Wasser und ein Emulgator beigemischt, dadurch erreicht man eine bessere Verteilung des Kraftstoffes im Brennraum, was zur Emissionsreduzierung beiträgt. In der Praxis werden durch derartige Verfahren teure Rußfilter eingespart.

Verbrauch

In Deutschland wurden 2007 ca 29,1 Millionen Tonnen Dieselkraftstoff (inkl. Binnenschiffahrtsdiesel) verbraucht.^[5] Die Mehrproduktion (s.o., Herstellung) wird exportiert (hauptsächlich nach Frankreich, Österreich, Polen, aber auch - überraschenderweise - nach Spanien).

Missbrauch

Statt spezifikationsgerechtem Dieselkraftstoff kann auch Heizöl EL in Dieselmotoren verwendet werden. Die Risiken und rechtlichen Konsequenzen sind unter Heizöl EL beschrieben.

Preise

Die Preise für Dieselkraftstoff (Handelsbezeichnung: AGO=Automotive Gasoil) orientieren sich am Rotterdamer Markt. Diesel wird in US-Dollar je 1.000 kg (US-$/t) gehandelt. Verschiedene Publikationsorgane berichten (zum Teil täglich) über aktuelle Handelspreise und Volumina^[8][9][10]. Die im Handel verwendete Referenzdichte (um den Preis einer aktuellen Charge mit einer gegebenen Dichte in Relation zu der Notierung zu setzen) ist 0,845 kg/dm³ (wie bei Heizöl EL). Weiterhin müssen noch Transportkosten und Gewinnspannen des Handels berücksichtigt werden (siehe auch:^[10]).

Steuern

Zusätzlich zu diesen Preisbeiträgen kommen noch Steuern und Abgaben^[11], wie die Umlage für die Beiträge zum Erdölbevorratungsverband mit ca. 3,50 €/1000 dm³, die Energiesteuer^[12] von 470,40 € / 1000 dm³ (10-ppm-Ware) und - auf die Summe aller aufgeführten Preisbeiträge - 19 % Mehrwertsteuer. Daraus ergibt sich ein Steueranteil von 0,56 € je Liter Dieselkraftstoff.

Zum Vergleich: Der Steueranteil für Ottokraftstoff mit einem Schwefelanteil von 10 ppm beträgt 654,50 €/1000 dm³, daraus ergibt sich ein Steueranteil von 0,78  € je Liter Ottokraftstoff, welcher somit 0,22 € je Liter höher ist als bei Dieselkraftstoff.

Preisentwicklung in Deutschland

Der gewerbliche Verbraucher hatte 1935 für Diesel 13 Pfennige (Pf.) pro Liter zu bezahlen, 1937 20 bis 22 Pf., 1939 32 Pf. und Anfang der 1950er Jahre 39 Pf. (Information des Zentralbüros für Mineralöl).^[13]

Entwicklung der Kraftstoffpreise für Diesel in Deutschland seit 1950

Preise von Dieselkraftstoff im europäischen Vergleich

Preise für Diesel in deutschsprachigen Gebieten und den umliegenden Ländern (Juni 2011)^[14]

Land	Preis in Euro inkl. MwSt.
Belgien	1,38
Dänemark	1,52
Deutschland	1,40
Frankreich	1,42
Irland	1,46
Italien	1,41
Luxemburg	1,17
Niederlande	1,38
Österreich	1,36
Polen	1,26
Schweiz	1,46
Slowakei	1,36
Slowenien	1,22
Spanien	1,26
Tschechische Republik	1,42
Ungarn	1,38

Siehe auch

• Motorenbenzin, Kerosin, Heizöl EL, Gasöl
• Erdölraffinerie, Erdölchemische Produkte
• Dieselrußpartikelfilter
• Kraftstoff Pflanzenöl
• Winterdiesel
• Dieselpest

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu Dieselkraftstoff in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 9. April 2008 (JavaScript erforderlich)
2. ↑ ^{a b c d e f g h i j k} Spezifikation von Dieselkraftstoff nach EN 590, proprietäre MS-Word-Datei
3. ↑ Kraftstoff#Vergleich_von_Kraftstoffen Vergleich von Kraftstoffen
4. ↑ Heizwert#Flüssige Brennstoffe (bei 25 °C)
5. ↑ ^{a b} Veröffentlichung des Mineralölwirtschaftsverband e.V., (MWV)
6. ↑ ^{a b c d e f} SICHERHEITSDATENBLATT Marine Dieselöl (MDO)" der TOTAL Bitumen Deutschland GmbH, PDF
7. ↑ GtL Diesel
8. ↑ Platts Publikationen
9. ↑ ICIS Publikationen
10. ↑ ^{a b} OMR Publikationen
11. ↑ Steuern und Abgaben auf Dieselkraftstoff
12. ↑ Energiesteuer
13. ↑ Die Zeit − Wirtschaft: Bundesbahn in der Abwehr
14. ↑ ADAC: Tanken im Ausland [1]

Weblinks

• Inhaltsverzeichnis der DIN EN 590:2010-05 beim Beuth-Verlag