Der Dieselmotor – eine fahrende Müllverbrennungsanlage

Der Dieselmotor ist das Rückgrat unserer Transportwirtschaft. Diesel ist ein verlässlicher Treibstoff, den man sehr einfach in einen Tank füllen kann, wo er geduldig wartet bis man ihn braucht. Er funktioniert sozusagen immer und ist sehr energetisch, was soviel heißt wie – du brauchst nicht viel davon um weit zu kommen. Zumindest scheint es so. In der Realität ist das nicht immer ganz einfach wie Lastwagenfahrer oft zu berichten wissen.

Diesel ist Abfall. Es ist ein sehr schmutziger Treibstoff der eine ganze Reihe schädlicher Abgase produziert. Sie schaden alle unserer Gesundheit.

Der Geruch von Diesel ...

Der Geruch von Diesel …

Für alle Neulinge im Ölgeschäft – hier ein kleiner Abriss was in einer Raffinerie passiert.

Im Grunde wird Rohöl in einem großen Kessel gekocht. Die verschiedenen Bestandteile des Öls verdampfen. Was im Kessel zurückbleibt nennt man dann Residual Oil. Davon gibt es verschiedenste Grade, die vor allem nach ihrer Viskosität und ihrem Schwefelgehalt unterschieden werden.

Die Dämpfe steigen in einen Kondensator-Turm auf. Ganz oben kondensieren die sehr leichten und reinen Öle wie Nafta und Leichtbenzin. Diese Produkte werden Leichtdestillate genannt. Das sind die besten und reinsten Treibstoffe die bei Zimmertemperatur flüssig sind. Sie verdampfen bei ein wenig mehr als 100 Grad Celsius. Man nennt sie auch oft den „Sweet cut“.

Ethan, Propan und Butan (die Flüssiggase) entweichen durch einen Abzug in der Decke. Das sind bei für uns angenehmen Verhältnissen (Zimmertemperatur und atmosphärischer Druck) Gase, die sich aber unter wenig Druck oder ein wenig Kälte, leicht verflüssigen lassen.

Unter den Leichtdestillaten und über dem was im Kessel zurückbleibt sind die sogenannten Mitteldestillate. Das leichtere davon – Kerosin – kommt in veränderter Form (Jp54 oder Jet Fuel) in der Luftfahrt zum Einsatz. Kerosin ist eine ölige Flüssigkeit und bleibt auch flüssig bis etwa 200 Grad Celsius.

Unter Kerosin kommt als letztes Produkt der Destillate Diesel, der bis etwa 300 Grad Celsius flüssig bleibt. Hier handelt es sich um ein schweres Öl, das sich nicht von selbst entzündet, wenn es einer Flamme ausgesetzt ist. Man muss es mit viel Technologie in die Brennkammer eines Motors einsprayen, damit man für sehr kurze Zeit eine nebelige Luft-Diesel Mischung erhält, die sich unter Druck entzündet. Es ist das schwerste Destillat und wurde ursprünglich nur als Heizöl oder als Ofenöl eingesetzt. Der Dieselmotor war ein technologisches Meisterwerk, aber er kam uns sehr teuer zu stehen.

Hier ein wenig Wikipedia: „aus Erdöl hergestellter Diesel besteht aus etwa 75% gesättigten Kohlenwasserstoffen (in erster Linie Paraffine einschließlich n, iso und Cycloparaffine), und 25% aromatische Kohlenwasserstoffe (einschließlich Naphthalene und Alkylbenzene). Die durchschnittliche chemische Formel für normalen Diesel ist C12H23 wobei der Bogen von C10H20 bis C15H28 reicht.“

In menschlicher Sprache ist Diesel ein wilder Cocktail von etlichen, eher sehr langen Kohlenwasserstoffketten, was dann auch einen sehr hohen Kohlenstoffanteil ergibt. Das ist schlecht, weil dabei auch mehr CO und CO2 pro Kilometer bei der Verbrennung anfällt. Diesel ist die Substanz im Turm die gerade noch verdampft, aber ganz unten sofort wieder kondensiert – weil er eben so schwer ist.

Kann man schwere Maschinen und Fahrzeuge nur mit Dieselmotoren betreiben? Natürlich nicht. Vor Jahrzehnten wurden auch Lastwagen mit Benzin betankt. Der Dieselmotor war immer schon eher ein Technologie- Abenteuer, also scheute man sich lange Zeit davor.

Warum hat sich Diesel dann so durchgesetzt? Zum einen gibt es davon so viel mehr als vom Benzin. Je schwerer das Öl wird, und je länger die Kohlenwasserstoffketten werden, desto mehr ist anteilig davon in einem Fass Rohöl enthalten. Abhängig davon, woher es kommt und welche Sorte Rohöl man hat, bekommt man am Ende mehr oder weniger leichte Produkte. Wie dem auch sei ist der größte Teil des Öls immer noch Schweröl und der größte Teil der Destillate ist immer noch Diesel.

Aber Diesel ist auch sehr energiereicher Treibstoff und eignet sich daher sehr gut für Langstreckentransport oder schwere Maschinen. Diesel erzeugt großartiges Drehmoment, was diese Motoren wirklich stark macht. Sie haben nur einen Nachteil – sie sind unglaubliche Dreckschleudern.

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Und das treibt mein Auto an …

Unter dem Mikroskop gesehen ist Diesel keine glatte Flüssigkeit, wie zum beispiel Wasser. Es sieht aus wie ein Haufen Tröpfchen oder Perlen die zwischen 80 und 120 Nanometer groß sind. Die Tröpfchen sind nur sehr schwer zu zerstäuben, wenn sie in die Brennkammer gelangen, weswegen die Dieselverbrennung grundsätzlich immer inkomplett ist. Der Treibstoff brennt an der Oberfläche des Tröpfchens in konzentrischen Kreisen ab (das hatte ich in einem anderen Beitrag ausführlicher beschrieben – Englisch).

Dabei werden feine Partikel gebildet, da bei dem konzentrischen Abbrennvorgang ein Körnchen aus Staub und toxischen Substanzen übrig bleibt. Feinstaub ist geboren. Dieses Körnchen wird dann durch den Auspuff direkt in unsere Lungen geblasen, wo es Krebs und eine Menge anderer schwerer Krankheiten auslöst. Da Diesel auch sehr heiß verbrennt, werden auch sehr viele Stickoxide erzeugt, die der menschlichen Gesundheit auch nicht unbedingt zuträglich sind. Auch Schwefel verbindet sich mit Sauerstoff und bildet Schwefeloxide, die in der Luft mit Wasser den sauren Regen bilden.

Ganz nebenbei findet man in Diesel noch viele andere Substanzen wie Schwermetalle und eben auch Schwefel. All diese Substanzen finden sich dann im Feinstaub wieder.

Sie werden jetzt sagen, dass moderne Dieselmotoren ohnehin mit Partikelfiltern ausgestattet sind, weswegen wir uns darum nicht mehr kümmern müssen. Fast richtig, aber die Partikel bleiben eben im Filter – der auch einmal entsorgt werden muss. Außerdem filtern sie keine Nanopartikel und die sind fast noch die schlimmsten.

Diesel ist – wenn man es streng betrachtet – Raffineriemüll. Wir wollten mehr von den leichten Substanzen, weil diese sauberer und leichter sind, aber davon gibt es eben nicht so viel, und deswegen haben wir uns an den Diesel angepasst. Und zu unserer Überraschung haben wir uns derart an den Diesel gewöhnt, dass wir flugs etliche kleine Vorteile gefunden haben die uns den Diesel wie einen alten Freund erscheinen lassen. Eine Zeit lang war Diesel verbrennen richtig cool.

Aber ein Treibstoff der aus so vielen Giften und anderen Krankheitserregern besteht, und der noch sehr viel mehr davon produziert wenn er verbrannt wird, ist giftiger Sondermüll. Diesel ist für uns wertvoll geworden, weil wir uns so daran gewöhnt haben. Illegale Drogen sind auch teuer und man bekommt sie nicht so leicht, aber nicht weil sie so toll für uns sind. Wir brauchen große Mengen Diesel und sein Rohstoff – Rohöl – ist auch immer schwieriger zu produzieren, weshalb er auch so teuer ist.

Wir verbrennen Diesel weil er früher einmal billiger war. Jetzt ist er teuer weil er immer noch ein Öl-Produkt ist und diese Preisrevolution mitmacht. Aber es ist immer noch Müll und es wird Zeit, dass wir ihn als solchen sehen. Wir müssen ein System entwickeln, dass die Nutzung von Diesel wirtschaftlich uninteressant macht. Saubere Alternativen wie Methan oder verflüssigtes Methan (LNG) sollten gefördert werden.

Diesel und LNG werden oft verglichen, aber der Vergleich ist eine Beleidigung für LNG da beide sehr verschieden sind. Methan ist ein Gas das keinen Feinstaub produziert (auch keinen Nano-Feinstaub) und auch keine Schwefeloxide. Es gibt keine Schwermetalle oder andere Gifte zu filtern, da diese einfach nicht entstehen. Und alles andere kann mit ein wenig Hausverstand und sehr wenig Technologie fast auf Null gebracht werden. Dabei werden keine Riesenmengen Giftmüll erzeugt das sich Jahrmillionen nicht mehr abbaut. Und im heutigen Ölpreis-Szenario ist es auch billiger den Müll nicht mehr zu verbrennen.

Methan ist das Produkt eines biologischen Prozesses. Es kann in sehr reiner Form hergestellt werden. Das kannst du nicht mit Diesel.

Es ist an der Zeit die fahrende Müllverbrennung zu stoppen und dorthin zu verlegen wo sie hingehört – in geschlossene  Anlagen vor der Stadt wo man sie noch nicht einmal sieht.

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