Je Kilogramm oder je Liter?
Wie viel Energie ein Treibstoff liefert, hängt davon ab, worauf man sich bezieht: auf die Masse oder auf das Volumen.
- Heizwert Hi:Energie, die 1 kg Brennstoff bei vollständiger Verbrennung abgibt (Wasser entsteht als Dampf), Einheit MJ/kg.
- Brennwert Hs:etwa 10 % mehr: zusätzlich die Wärme beim Kondensieren des Wasserdampfs.
- Je Liter:Heizwert mal Dichte: \(0{,}75\,\tfrac{\text{kg}}{\text{L}}\cdot 41{,}5\,\tfrac{\text{MJ}}{\text{kg}} \approx 31\,\tfrac{\text{MJ}}{\text{L}}\) bei Benzin.
- Einheiten:1 kWh = 3,6 MJ · 1 MJ = 1000 kJ.
Wähle zwei Treibstoffe A und B (oder klicke eine Linie an; Enter = A, Shift+Enter = B). Die Linien überlagern drei Maßstäbe — achte darauf, wo sie sich kreuzen. Schalte dann die Gase in den Drucktank.
Halte fest: Wasserstoff hat den höchsten Heizwert je kg, liefert je Liter aber am wenigsten — selbst im 700-bar-Tank. Flüssige Treibstoffe punkten je Liter.
Heizwert \(H_i\): Energie, die 1 kg Brennstoff bei vollständiger Verbrennung abgibt (Wasser als Dampf), Einheit MJ/kg.
Brennwert \(H_s\): Etwa 10 % mehr, da die Kondensationswärme des Wasserdampfs dazukommt.
Je Liter: Heizwert mal Dichte.
Vergleich: Wasserstoff hat den höchsten Heizwert je kg, je Liter aber den geringsten; flüssige Treibstoffe punkten je Liter.
CO₂ je Megajoule
Für den Klimavergleich zählt, wie viel CO₂ für dieselbe Energie entsteht.
Herleitung:
- Wasserstoffreich:je mehr H-Atome pro C-Atom, desto weniger CO₂ je MJ — Methan vor Benzin und Diesel.
- Wasserstoff:verbrennt nur zu Wasser: kein CO₂ im Betrieb.
- Ethanol:ähnlich viel CO₂ je MJ wie Benzin, aber aus Pflanzen — das CO₂ wurde vorher aus der Luft gebunden.
Energie aus Brennstoff: \(E = m\cdot H_i = \rho\cdot V\cdot H_i\)
CO₂ je MJ: Je mehr H-Atome pro C-Atom, desto weniger CO₂ je MJ: Methan liegt vor Benzin und Diesel.
Wasserstoff: Verbrennt nur zu Wasser, kein CO₂ im Betrieb.
Ethanol: Ähnlich viel CO₂ je MJ wie Benzin, das CO₂ wurde aber zuvor aus der Luft gebunden.
Allgemeine Hinweise
Bezugsgröße immer mitnennen
„Wasserstoff hat die höchste Energiedichte“ stimmt nur je kg. Je Liter liegt er weit hinten. Ohne Bezug (kg, L, m³) ist ein Vergleich wertlos.
kWh und MJ umrechnen
1 kWh = 3,6 MJ. So wird aus 35 MJ je Liter Diesel rund 9,8 kWh — vergleichbar mit Strompreisen und Akkus.
Wasserstoff ist nicht automatisch klimaneutral
Im Fahrzeug entsteht kein CO₂. Wird der Wasserstoff aber aus Erdgas hergestellt, entstehen dabei rund 10 kg CO₂ je kg H₂.