Entwicklung der Ottokraftstoffe

Gemische (Vignette Gasolin-tourentips, Bruno Bergner, 1958)

Ottokraftstoffe, früher auch Vergaserkraftstoffe genannt, sind alle Kraftstoffe für Ottomotoren (Fremdzünder). Die Ottomotoren treiben meist Fahrzeuge oder Flugzeuge an. Gerade in Deutschland in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts hat der Mangel an Erdöl und damit an Erdölbenzin die Verwendung diverser anderer (meist viel klopffesterer) Kraftstoffe als Benzin gefördert. Diese heute teilweise verbotenen, teilweise modern als alternative Kraftstoffe bezeichneten Stoffe unterlagen im Produkt wie in der Anwendung einer merkbaren Entwicklung.

Die heute oft synonyme Verwendung des Begriffs Ottokraftstoff für Benzin (eigentlich Motorenbenzin) kommt zwar umgangssprachlich als Gegensatz zu Dieselkraftstoff häufig vor und ist aus der Entwicklung nach dem Zweiten Weltkrieg herleitbar, jedoch nicht richtig. Auch die meisten Wankelmotoren verwenden Ottokraftstoffe, nur wenige brauchen Dieselkraftstoffe.

Frühe Verwendung

Spiritus (Äthanol, Agraralkohol)

Nikolaus August Otto verwendete bereits in den 1860er Jahren „Spiritus“ (Kartoffelsprit, Agraralkohol, heute als Bio-Ethanol bezeichnet) als klopffesten Kraftstoff (Oktanzahl min. 104 ROZ) in den Prototypen seines Verbrennungsmotors. Während des Ersten Weltkriegs wurde dieser Kraftstoff als Motoren-Spiritus für hohe Leistungsanforderungen wie Jagdflugzeuge auf Feindflug verwendet.

Henry Ford konzipierte später sein von 1908 bis 1927 gebautes Ford Modell T ursprünglich auf der Grundlage, dass Ethanol der Treibstoff der Zukunft sei, der zugleich der Landwirtschaft neue Wachstumsimpulse bringen würde:

“The fuel of the future is going to come from fruit like that sumach out by the road, or from apples, weeds, sawdust – almost anything.^[1]”

Benzin wurde jedoch aufgrund der Verfügbarkeit und des niedrigen Preises sowie durch den Einfluss der Standard Oil der hauptsächliche Kraftstoff in den USA und in allen von der Standard Oil beeinflussten Ländern. Ein weiterer wichtiger Grund war das Alkoholverbot in den USA. Die 1919 dort eingeführte Prohibition zerstörte etliche Getreidebrennereien, die viele Landwirte zur Herstellung ihrer preiswerten Ethanolbrennstoffe benutzten. Dies zwang diese Landwirte zu erhöhten Ausgaben und zum Umstieg auf ölbasierte Brennstoffe wie Benzin oder Diesel. Damit einhergehend wurde der Motor der „Blechliesel“ von Ford umgestellt.

Das erste Auto mit einem Ottokraftstoff-Antrieb (Ligroin) aus dem Jahre 1886

Leichtbenzin

Die früheste Verwendung von Ottokraftstoffen im Fahrzeug ist die Verwendung von Leichtbenzin (etwa 75 bis 85 ROZ^[2]), das bereits in der Patentschrift zum Benz Patent-Motorwagen Nummer 1 von 1886 als „leichtflüchtiges Oel“ zur Verwendung beschrieben wurde. Dies konnte das etwas schwerere, dort namentlich genannte, Ligroin sein oder das etwas leichtere Gasolin. Die am Anfang des 20. Jahrhunderts verwendeten Oberflächenvergaser konnten mit dem leichtflüchtigen Leichtbenzin zündfähige Gemische bilden.^[3]

Bertha Benz, Ehefrau des Automobilerfinders Carl Benz, machte auf ihrer Fahrt Anfang August 1888 von Mannheim nach Pforzheim^[4] durch Einkauf von Ligroin in der Stadt-Apotheke in Wiesloch diese quasi zur ersten Tankstelle der Welt.

Weitere Namen für Leichtbenzin sind beziehungsweise waren Petroleumbenzin, Petroleumäther, Waschbenzin oder Hydririn. Leichtbenzin wurde im Ersten Weltkrieg auch als Flugbenzin verwendet.^[5]

Benzin

Frühe Benzinpumpe

Anfang des 20. Jahrhunderts und verstärkt nach dem Ersten Weltkrieg wurde Benzin je nach Quelle und Herkunft von sehr unterschiedlicher Qualität (Klopffestigkeit ab etwa 40 ROZ) als Treibstoff verwendet, und zwar sowohl als Fahrbenzin oder Motorenbenzin für Fahrzeuge mit Ottomotoren als auch als Flugbenzin für Flugzeuge mit Ottomotoren (Kolbenmotoren mit Fremdzündung). Obwohl Wilhelm Maybach den Spritzdüsenvergaser, der mit Benzin zündfähige Gemische bilden konnte, schon 1893 erfunden hatte, dauerte es bis nach dem Ersten Weltkrieg, bis das Benzin (genauer: Mittelbenzin) das Leichtbenzin als Fahrbenzin verdrängte.

Benzin war weniger klopffest als Leichtbenzin, dafür jedoch billiger. Gerade in den USA setzte es dadurch zum Siegeszug an. So kam es, dass dort bereits 1917 eine so genannte Großtankstelle (von „Standard Oil of Indiana“) existierte, während sonst noch hauptsächlich aus Kanistern oder mit Fasspumpen betankt wurde. Dabei wurden die Fässer und Kanister vom Pritschen-LKW gebracht oder die Kanister direkt vom Tank-LKW befüllt. Für Jagdflugzeuge auf Ausbildungsflügen reichte oft normales Benzin.

Benzol

Reines Benzol hat als Ottokraftstoff eine hohe Klopffestigkeit (99 ROZ), war jedoch vergleichsweise teuer und Motoren verrußten sehr schnell. Daher wurde Benzol nur für spezielle Anwendungen als Treibstoff wie beispielsweise Motoren mit hoher Kompression verwendet oder für hohe Leistungsanforderungen wie Jagdflugzeuge auf Feindflug (Motoren-Benzol).

1920er Jahre

„Eiserne Jungfrau“,^[6][7] die Tanksäule der 1920er (rechts im Bild) im Deutschen Museum

Erste Berliner Tankstelle mit Raststätte von 1928/1929

Die in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts lange recht einfache Unterscheidung zwischen Normal(-benzin), in Skandinavien als Bensin bezeichnet, und Super mit zwei genormten Klopffestigkeitsgraden gab es in den 1920er Jahren noch nicht. Die leistungsmäßigen und qualitativen Unterschiede (z. B. hinsichtlich der Klopffestigkeit) der hier beschriebenen Ottokraftstoffe zueinander zeigt auch der preisliche Vergleich, wie die folgende Aufstellung aus einer Gemeinschafts-Tankzentrale in Arnstadt im Jahr 1926 (Preise pro Liter) zeigt:^[8]

• Oelhag-Leichtbenzin 37 Pfg.
• Oelhag-Autobenzin 35 Pfg. (Rekordin)
• Dapolin 35 Pfg. (Normalbenzin)
• B.-V. Aral 41 Pfg. (Benzin-Benzol-Gemisch (Bibo))
• B.-V. Benzol 47 Pfg.

Nach einer anderen Quelle^[9] kostete das Benzin-Kartoffelalkohol-Gemisch Monopolin der Reichskraftsprit Ende der 1920er Jahre etwa so viel wie Normalbenzin. Es war durch den Ethanolanteil zwar klopffester, hatte jedoch eine geringere volumetrische Energiedichte (Heizwert pro Liter). Der Alkoholeinsatz diente zur Ersetzung von ausländischem Mineralölbenzin durch einheimische Kraftstoffe. Klopffestere Benzinsorten, die damals noch nicht Super(benzin) genannt wurden, wie Motalin der Deutschen Gasolin (Synthetisches Benzin Leuna mit Additiv Eisenpentacarbonyl), waren ähnlich wie Leichtbenzin etwa 5 % teurer als Normalbenzin. Das im Vergleich zu Benzin sehr viel klopffestere Benzol kostete auch aufgrund seiner wesentlich höheren Energiedichte etwa 35 % mehr, Benzin-Benzol-Gemisch lag dazwischen.

Viele der Mineralölunternehmen bauten im Laufe der 1920er Jahre zusätzlich zu Exploration und Handel eigene Tankstellenketten auf, zuerst durch Errichten von einzelnen Zapfstellen auf öffentlichem Grund. Zusätzlich gab es viele von Geschäftsleuten betriebene Abgabestellen, beispielsweise als einzelne Zapfstelle auf dem Bürgersteig vor einem Geschäft, teilweise aber auch aus einer Aufreihung vieler unterschiedlicher Zapfstellen diverser Marken und Sorten bestehend, sogenannter Gemeinschaftstankstellen.

Der Treibstoffverbrauch Ende der 1920er Jahre lag in Deutschland bei 800.000 bis 900.000 Tonnen. Von diesen wurden etwa 500.000 bis 600.000 Tonnen, hauptsächlich Benzin oder Erdöl zur Benzinherstellung in einheimischen Raffinerien, aus den unterschiedlichsten Ländern über die meist ausländischen Muttergesellschaften importiert.

Leichtbenzin

Leichtbenzin gab es noch, es wurde jedoch immer mehr durch Superbenzin verdrängt. Da sich die Vergasertechnik auf Basis des von Wilhelm Maybach 1893 erfundenen Spritzdüsenvergasers so weit verbessert hatte, dass Kraftstoffe mit höherem Siedeverhalten (Mittelbenzin) verarbeitet werden konnten, wurden die geringeren Siedeverluste des Mittelbenzins sowie die höhere volumetrische Energiedichte immer wichtiger. Auch kam es mit Mittelbenzin weniger häufig zu Vergaserbränden als mit Leichtbenzin.

Heute wird Leichtbenzin durch Isomerisierung zu Benzinkomponenten verarbeitet oder als Lösungsmittel für Fette, Gummi und Harze sowie bei der Herstellung von Lacken und Arzneimitteln verwendet.

Benzin

Während in den USA, Großbritannien oder den Niederlanden in den 1920er Jahren das Benzin hauptsächlich aus Erdölbenzin bestand, bestand ein Teil des Benzins in Deutschland Ende der 1920er Jahre neben Erdölbenzin wegen des Mangels an eigenen ergiebigen Erdölquellen und der Bemühungen der I.G. Farben aus Synthetischem Benzin, das aus Braunkohle gewonnen wird. Die Gestehungskosten für das Synthetische Benzin lagen bei etwa 20 Pfennig gegenüber etwa 5,4 Pfennig bei Erdölbenzin.^[10]

Da die Basisbenzine in ihrer Qualität (und damit Klopffestigkeit) stark schwankten (vor 1930: 40 bis 60 ROZ), wurde in Deutschland oft 5 % bis 10 % Benzol zur Normierung (Einstellung der Klopffestigkeit) zugesetzt, was aufgrund der nach damaliger Ansicht geringen Menge noch nicht deklariert werden musste.

Die bekanntesten Normalbenzinmarken der Großen Fünf Tankstellengesellschaften hießen damals

• Dapolin (Benzin aus amerikanischem Erdöl von der Deutsch-Amerikanische Petroleum Gesellschaft (DAPG)),
• Stellin (Benzin aus indischem, amerikanischem oder rumänischem Erdöl von der Rhenania-Ossag),
• Strax (Benzin aus persischen (ab 1935 iranischen) Erdölquellen von der OLEX) und
• Leuna (deutsches synthetisches Hydrierbenzin der I.G. Farben, vertrieben von der Deutschen Gasolin).

Der Benzol-Verband als fünftes Mitglied hatte kein Normalbenzin, sondern vertrieb sein Bibo-Gemisch.

Superbenzin

Superbenzin als klopffestere Sorte als die normalen Benzine wurde durch Mischung mit anderen, klopffesteren Treibstoffen oder durch Zugabe von Additiven hergestellt. Der Unterschied zwischen beiden Verfahren ist, dass die Beimischung von anderen, klopffesteren Kraftstoffen Mengen von 10 % bis 40 % des Volumens benötigt, während die Additive wegen ihrer Wirksamkeit nur im Zehntelprozentbereich benötigt werden.

Kraftstoffbeimischung von Spiritus (Agraralkohol)

1925 gründeten die Reichsmonopolverwaltung für Branntwein und der Verwertungsverband deutscher Spiritusfabriken die Reichskraftsprit (RKS), um den aus Kartoffeln hergestellten „Spiritus“ (heute Agraralkohol, Bio-Ethanol genannt) als Ottokraftstoff zur Stützung der Landwirtschaft zu vermarkten.

Die RKS vertrieb ihr Benzin-Gemisch mit einem bis zu 25-prozentigen Anteil Kartoffelalkohol unter dem Markennamen Monopolin. Trotz der höheren Klopffestigkeit von Monopolin gehörte es zu den billigsten Kraftstoffen aufgrund der inländischen Alkoholpreise, der Importsteuern auf Benzin wie auch der geringeren volumetrischen Energiedichte. Je nach Qualität des Basisbenzins ergibt sich für Monopolin eine Oktanzahl zwischen 56 ROZ und 70 ROZ. Außerdem gab es bei der Reichskraftsprit noch ein Benzin-Benzol-Gemisch mit dem entsprechenden „Spiritus“-Zusatz namens Albizol.

Kraftstoffbeimischung von Benzol

Nachdem die OLEX bereits 1923 ein Benzin-Benzol-Gemisch auf den Markt gebracht hatte (Olexin), kam der Benzol-Verband (BV) 1924 mit seinem BV-Aral, einem Gemisch von „6 Teilen Benzin und 4 Teilen Benzol“. Diese auch Bibo-Gemisch genannten Kraftstoffe waren für die damalige Zeit sehr klopffest. Während das Benzol aus einheimischer Produktion kam, stammte das Benzin um 1926 herum aus allen Ländern, aus denen die am gegenseitigen Lieferabkommen beteiligten (westlichen) Mineralölfirmen ihr Erdöl bezogen. Ende der 1920er Jahre bezog der Benzol-Verband sein Benzin aus russischen Quellen. Je nach Qualität des Basisbenzins ergibt sich für BV-Aral eine Oktanzahl zwischen 64 ROZ und 76 ROZ. Weitere solche Superbenzine waren Dynamin von der Rhenania-Ossag (deren Benzol Ende der 1920er Jahre aus Großbritannien stammte), Duolin von der DAPG, das ab September 1928 als rot eingefärbtes Esso verkauft wurde, oder Motorin von der Deutschen Gasolin.

Additive („Bleitetraäthylen“)

Eisenpentacarbonyl

1924 gründete die Standard Oil Company of New Jersey mit General Motors die Ethyl Gasoline Corporation, um das US-Patent für das damals noch so genannte „Bleitetraäthylen“ (TEL: engl. Tetra-ethyl lead, deu. Tetraethylblei) zu kontrollieren und in den USA klopffesteres Benzin zu produzieren.^[11] Da TEL etwa 300-mal wirksamer als Benzol zur Erhöhung der Klopffestigkeit ist, werden hiervon nur vergleichsweise geringe Mengen als Additiv benötigt.^[12] Bleitetraäthyl(en) war bis 1936 in Deutschland nicht in nennenswerten Mengen verfügbar.

Additive (Eisencarbonyle)

Motalin war ab der zweiten Hälfte der 1920er Jahre in Deutschland ein von der Deutschen Gasolin durch das Additiv Eisenpentacarbonyl klopffester gemachtes Superbenzin („kompressionsfester Treibstoff“). Basis war hauptsächlich das von den I.G. Farben in den Leunawerken hergestellte Synthetische Benzin Leuna. Ab 1928 gab es kleine Blechkanister mit einem konzentrierten Gemisch aus Eisencarbonylen (sogenannte Motylpatronen) als Zusatz für Normalbenzin zur Erhöhung der Klopffestigkeit, das damit Motalin-ähnliche Eigenschaften erhielt.

1930er Jahre bis Zweiter Weltkrieg

Doppelglaszylinder-Zapfsäule der 1930er Jahre

Nicht nur am Rennsport ließ sich zu dieser Zeit die Begeisterung für das Thema Auto oder Benzin im Blut ablesen. In dem Umfeld entstand im Auftrag der DAPG 1932 bei der UFA in Berlin ein Film namens „PS“ und 1936 ließ die Olex anlässlich der Olympischen Sommerspiele 1936 in Berlin den ersten Werbefilm in Farbe drehen.^[10]

Um im erdölarmen Deutschland in den 1930er Jahren die Abhängigkeit vom meist ausländischen Erdöl zu verringern, um verstärkt inländische Rohstoffe zu verwenden und um während der Weltwirtschaftskrise Devisen zu sparen, trat 1930 die Bezugsverordnung von Spiritus zu Treibstoffzwecken für alle Treibstofffirmen in Kraft. Jeweils 2,5 Gewichtsprozente der produzierten oder eingeführten Treibstoffmenge waren von der Reichsmonopolverwaltung zu beziehen. Diese Quote erhöhte sich bis Oktober 1932 schrittweise auf 10 %. Für ein solches Benzin-Alkohol-Gemisch mit 10 % Alkohol prägte sich im amerikanischen Raum der Begriff Gasohol. Die zwei Benzin-Alkohol-Gemische Alcoline und Agrol konnten sich jedoch trotz der höheren Klopffestigkeit in den 1930ern in den USA nicht gegen das billigere Benzin durchsetzen.

Ende Oktober 1930 gingen 51 % der Gesellschaftsanteile an der Reichskraftsprit an die Mitgliedsfirmen der Treibstoff-Konvention. Die Teilnehmer an der Übernahme verpflichteten sich, mindestens 20.000 Tonnen Spiritus zur Beimischung für Monopolin bis Ende 1934 zu verwenden. Da die Landwirtschaft im Verlauf der 1930er Jahre Schwierigkeiten bekam, die vereinbarten Absatzmengen zu liefern, nutzte die I.G. Farben dies später, ebenfalls einen Beimischungszwang für das bei ihr als Nebenprodukt anfallende synthetische Methanol zu erwirken.

Ottokraftstoff kostete in Deutschland im Jahr 1935 zwischen 38 und 42 Pf. je Liter und wurde 1939 auf 40 Pf. festgelegt.^[13] Ähnlich wie Mitte der 1920er Jahre war auch 1938 das Superbenzin etwa 2 Pfennig teurer.

Im Zuge der Kriegsvorbereitungen (siehe Aufrüstung der Wehrmacht) machten Planer des NS-Regimes und Militärplaner sich Gedanken über die Versorgung der Wehrmacht mit Treibstoff im Kriegsfall.

Autobenzin oder Fahrbenzin

Durch den Beimischungszwang von Agraralkohol für alle in Deutschland anbietenden Treibstofffirmen entwickelte sich aus dem Zwanziger Jahre-Benzin ein durch Alkohol zu höheren Klopffestigkeiten normalisiertes Fahrbenzin, das in den 1930er Jahren die Oktanzahl 70 ROZ überschritt.

Die bekanntesten Normalbenzinmarken der großen Tankstellengesellschaften hießen in den 1930ern Standard (Dapolin wurde 1931 von der Deutsch-Amerikanische Petroleum Gesellschaft umbenannt), es gab immer noch Stellin, Olexin und Leuna. Der Benzol-Verband vertrieb jetzt sein Benzin Deron. Von der NITAG gab es Nitalin. Darüber hinaus gab es viele mittelständisch geprägte Mineralöl- und Tankstellengesellschaften, von denen sich viele in der Uniti zusammenschlossen. Bei der Reichsautobahn-Kraftstoff-GmbH hieß das Benzin einfach Reichsautobahnbenzin. Gleichzeitig erhöhten die I.G. Farben den Anteil des Synthetischen Hydrierbenzins (Leuna-Benzin) aus Braunkohle immer mehr, ab 1936 kam das erste Synthetische Benzin aus Steinkohle aus dem Hydrierwerk Scholven hinzu, das auch vom Benzol-Verband als Leuna vertrieben wurde. Die heimische Benzinproduktion stieg von 1935 bis 1938 von etwa einer auf drei Millionen Tonnen.

Im Juni 1938 erließ der Reichsverkehrsminister eine Anordnung, nach der nur noch Kraftfahrzeuge zugelassen werden durften, deren Motoren mit 74 ROZ auskämen.^[10] Das Normalbenzin vom Anfang des Jahres 1939 für den Normalverbraucher wurden damit die beiden Sorten des Fahrbenzins mit einer Oktanzahl von 74 ROZ. Da es nicht mehr genügend Kartoffelalkohol gab, wurde das Nordbenzin (oder Fahrbenzin N) mit einer Beimischung von 13 % dieses Alkohols und wenig Benzol hergestellt. Südlich der Linie „Elbe- Stade- Bremervörde- Soltau- Celle- Braunschweig- Berlin- Polen“ wurde das Südbenzin (oder Fahrbenzin S) zur Erhöhung der Klopffestigkeit statt mit Alkohol mit dem Additiv Bleitetraäthyl versehen.^[14]

Eingehauste Zapfstelle 1939

Benzin-Benzol-Gemisch (Bibo)

Der hauptsächliche Lieferant in Deutschland für Bibo war der Benzol-Verband, der 1935 die größte Mineralölvertriebsgesellschaft der Großen Fünf mit einer Absatzquote von 26,2 % war und auf Platz Drei lag mit 7.740 Zapfstellen (13,8 %).^[15] Bei der Reichsautobahn-Kraftstoff-GmbH hieß das innerhalb des Monopolkorridors von 500 m Breite entlang der Reichsautobahnen verkaufte Bibo-Gemisch einfach Reichsautobahngemisch.

Die in ganz Deutschland erhältlichen Benzin-Benzol-Gemische erreichten 1939 bei 40 % Benzolanteil eine Klopffestigkeit von 78 bis 80 ROZ, genauso wie das Superbenzin. Bibo war ab 1939 die dritte zugelassene Ottokraftstoffsorte in Deutschland, die mit 78 ROZ an private Kraftfahrzeuge abgegeben werden durfte.

Superbenzin oder Aufpreisbenzin

Bis Mitte der 1930er Jahre war Superbenzin, damals kompressionsfester Treibstoff genannt, entweder mit Benzol oder Alkohol in größeren Mengen klopffester gemacht oder es war mit Eisencarbonylen versetzt wie das von der Deutschen Gasolin vertriebene Motalin.

Bleitetraäthyl oder Tetraethylblei

Bis Mitte der 1930er Jahre verschaffte sich die I.G. Farben durch ihre langjährige Zusammenarbeit mit Standard Oil Company of New Jersey auf dunklen geschäftlichen Kanälen, an der US-Staatlichen Exportuntersagung vorbei, Bleitetraäthyl (TEL), um daraus Flugbenzin zu entwickeln. Als Ausweg für Deutschland erwarben die I.G. Farben 1935 von Standard Oil, mit denen sie bereits beim Synthetischen Benzin zusammenarbeiteten, eine Lizenz auf das US-Patent von Bleitetraäthyl zur Herstellung desselben, um damit klopffesteres Flugbenzin produzieren zu können. Nach Gründung der Ethyl GmbH wurden zwei Bleitetraäthyl-Fabriken gebaut und mit der Regierung am 10. Juni 1936 ein Flugbenzinvertrag geschlossen.^[10] In der Folgezeit wurde das Autobenzin zusätzlich zum Benzol verbleit.

Bis 1938 hatte das mit 30 % Benzol sowie dem Additiv Bleitetraäthyl versehene, auch Aufpreisbenzin genannte, Kraftfahrzeugbenzin Oktanzahlen von 78 bis 80 ROZ erreicht. Es war zwei Pfennig teurer als das Fahrbenzin und als vierte Kraftstoffsorte in Deutschland zugelassen. Über 78 ROZ durfte dieses ab August 1938 nicht mehr an Kraftfahrzeuge ausgegeben werden. Es war aufgrund der Bevorratungsvorgaben für die Panzertruppe und für Flugbenzin vorbehalten.^[10]

Alternative Ottokraftstoffe

Flugbenzin

In den USA entdeckte im Jahr 1921 Thomas Midgley (General Motors) die Wirkung von Bleitetraäthyl als Antiklopfmittel.

1924 gründeten Standard Oil Company of New Jersey und General Motors die Ethyl Gasoline Corporation, um die in den USA bestehenden Patente zur Herstellung und Verwendung zu kontrollieren und TEL ausschließlich in den USA zu produzieren.^[16]

Die I.G. Farben erwarben nach langwierigen Verhandlungen und trotz Einspruchs der US-Regierung 1935 von Standard Oil, mit denen sie beim Synthetischen Benzin zusammenarbeiteten, eine Lizenz zur Herstellung von Bleitetraethyl, um damit hochoktanigeres Flugbenzin herstellen zu können. Nach Gründung der Ethyl GmbH wurden zwei TEL-Anlagen gebaut und mit der Regierung (die schon den Zweiten Weltkrieg vorbereitete) am 10. Juni 1936 ein Flugbenzinvertrag geschlossen.^[17] Eine dieser TEL-Anlagen für die jährliche Produktion von 1200 Tonnen entstand in Gapel, die andere 1938/39 für 3600 Tonnen in Frose.

In den USA wurde während des Zweiten Weltkriegs nach Entwicklung des Isooktans (per Definition: Oktanzahl 100 ROZ) aus Crackgasen die Verwendung von Bleitetraäthyl für Flugbenzin zugunsten von Isooktan ersetzt. Mit Isooktan wurde ein wesentlich hochwertigeres Flugbenzin als mit dem in Deutschland weiterhin verwendeten Bleitetraäthyl möglich. Isooktan war für Deutschland kaum verfügbar, da es aufgrund der verwendeten Basisprodukte und Technologien kaum Crackgase als Ausgangsprodukt für Isooktan gab. Die vorgesehenen Großproduktionsstätten in Heydebreck O.S. (Kędzierzyn) und Auschwitz (Oświęcim) wurde bis Ende des Kriegs nicht fertig, mehrere Kleinanlagen brachten nicht die benötigte Kapazität.^[10]

Während des Zweiten Weltkriegs gab es in Deutschland mehrere Flugbenzinsorten: so hatte B4-Treibstoff 87 ROZ, er entstand beispielsweise durch den Zusatz von bis zu 0,2 % Tetraethylblei sowie von Anilin. Der klopffestere C3-Treibstoff hatte 100 ROZ, er konnte durch weitere Zumischung von „30 % Kybol (Diethylbenzole und Propylbenzole (Benzene), 105 ROZ^[18]) ^[19] oder Alkylaten“ ^[20] hergestellt werden, auch sollen Additive wie organische Amine oder Toluidin zum Einsatz gekommen sein.^[12]

Rennkraftstoffe

Für den Motorsport existierten während der 1930er Jahre eine Vielzahl an speziellen Rennkraftstoffen, bei denen Gemische aus Benzin und reinem Alkohol (meistens Methanol) zum Einsatz kamen. Dies diente zur Erhöhung der Klopffestigkeit und zur Steigerung des Wirkungsgrades der Motoren.

Eine typische, damals geheime Mischung von Rennbenzin für die Grand Prix-Rennwagen von Auto Union und Mercedes-Benz (Silberpfeile) verzichtete ganz auf Benzin und bestand aus 10 % Ethanol, 60 % Methanol, 22 % Benzol, 5 % Petrolether sowie 3 % Toluol, Nitrobenzol und Rizinusöl. Die italienischen Marken Alfa Romeo und Maserati setzten auf ein Gemisch aus 49,9 % Ethanol, 34,5 % Methanol, 0,5–3 % Wasser sowie weitere etwa 13–15 % andere Komponenten.^[21]

Flüssiggas

Holzvergaser an einem Opel (1940)

Ab dem 16. September 1939 wurde per Verfügung vor allem der deutsche Stadt-Omnibusbetrieb ganz auf Flüssiggas (Butan oder Propan) umgestellt. Das Gas wurde im Anhänger, auf dem Dach oder bei Doppeldecker-Bussen im oberen Stock untergebracht. Da zu wenig Reichweite mit der Füllung erzielt wurde und es ab 1948 wieder genügend Ottokraftstoffe gab, konnten die Omnibusse wieder auf ihre vorherigen Betriebsarten umgestellt werden.^[22][23]

Holzgas

Durch die Vorschriften zur Bewirtschaftung und Verteilung der produzierten Otto- oder Dieselkraftstoffe mussten im Lauf des Zweiten Weltkriegs die privaten Nutzer von PKW und LKW in Deutschland auf Holzgasbetrieb mittels Holzvergasung umstellen. Dabei wurde bei dem am häufigsten verwendeten System der Teilverbrennung unter Luftmangel im Gleichstromverfahren (nach Georges Imbert) das aus dem Tankholz (meist getrocknete Buche) erzeugte Gas nach Abkühlung und Filterung dem Ottomotor des Fahrzeugs zugeleitet.

Zum Ende des Zweiten Weltkriegs gab es etwa 500.000 Generatorgaswagen oder Holzgaswagen. Zu ihrer Versorgung gab es in den 1940er Jahren die Generatorkraft – Aktiengesellschaft für Tankholz und andere Generatorkraftstoffe mit den zugehörigen Tankstellen.^[24]

Nach dem Zweiten Weltkrieg

Norwegische Tankstelle aus den 1960er Jahren mit Benzin, Super und Diesel

Selbst wenn die Deutsche Gasolin noch 1956 mit einem „Benzol-Gemisch (ohne Blei)“^[25] warb und auch die BV-Aral ihr Bibo-Gemisch als „bleifrei“ anpries, waren doch die hauptsächlich verkauften Ottokraftstoffe aller Marken im Westen die verbleiten Benzinsorten Normalbenzin und Super. In der DDR nannte man die Sorten nach der Abkürzung für Vergaserkraftstoff VK mit der angehängten Klopffestigkeit. So gab es VK79 (bis Anfang der 1980er), VK88 und VK94. Anfang der 1980er Jahre ging in Westdeutschland die Verwendung von Benzol massiv zurück, seit 2000 ist der Anteil des Benzols als erdölbedingter Begleitstoff auf 1 % begrenzt, da es krebserregend und reproduktionstoxisch ist (weitere Informationen siehe Benzol).

Bleifrei

Bleifrei heißt eine Motorenbenzinsorte, wenn ihr keine bleihaltigen Klopfschutzmittel zur Verbesserung der Oktanzahl zugesetzt wurden.

Bleifreies Normalbenzin (91 Oktan) wurde 1984 in Deutschland wieder eingeführt, Super bleifrei (95 Oktan) 1985, als die PKW zunehmend mit Katalysatoren ausgerüstet wurden. Der damalige Bundesinnenminister Friedrich Zimmermann (CSU) setzte sich vehement dafür ein; das damals beobachtete Waldsterben trug zu einem Wandel des Umweltbewusstseins bei. 1985 führte die Schweiz Bleifrei 95 anstelle vom verbleitem Normalbenzin (95 Oktan) ein, 1993 wurde Super Plus (98 Oktan bleifrei) eingeführt.

Mit einer Änderung des Benzinbleigesetzes am 18. Dezember 1987 wurde bleihaltiges Normalbenzin ab dem 1. Februar 1988 verboten.^[26] Aufgrund der gesunkenen Nachfrage wurde 1996 der weitere Verkauf eingestellt. In der Schweiz wurde verbleites Super (98 Oktan) bis 1999 verkauft.^[27] In der ganzen EU darf seit dem Jahr 2000 kein verbleiter Ottokraftstoff mehr für Kraftfahrzeuge verkauft werden.

Preise

Um Verbraucherpreisindex bereinigte Entwicklung der Kraftstoffpreise in Deutschland seit 1950 mit Referenzjahr 2000

1950 kostete Normalbenzin (91–92 ROZ) in der Bundesrepublik Deutschland durchschnittlich 56 Pfennige und Super 63 Pfennige,^[28] die Differenz lag damit mit 7 Pfennigen bei über 12 %. Bis 1975 bestand der Preisunterschied von 7 Pfennigen (8 %), um innerhalb von 2 Jahren auf 5 Pfennige abzusinken. So blieb er bis zum Jahr 2000 (2,5 %). Mit der Umstellung auf den Euro besteht die durchschnittliche Differenz zwischen Normal und Super aus nur noch 2 Cent (1,6 %). In inflationsbereinigten Preisen heißt das, dass Normal und Super etwa das Gleiche kosten auf dem Preisniveau von Normalbenzin Mitte der 1950er Jahre.^[29] Im Dezember 2007 kostete ein Liter Normal erstmals genau so viel wie ein Liter Superkraftstoff. Der Verlust der Preisdifferenz zwischen Super und Normal führte zu einem radikalen Nachfragerückgang nach Normalbenzin mit der Folge, dass ab dem Jahr 2008 einige Tankstellen den Verkauf von Normalbenzin einstellten. 2012 bietet praktisch keine Tankstelle in Deutschland mehr Normalbenzin an,^[30] ein Zustand, der in der Schweiz schon ca. zehn Jahre früher erreicht wurde.

Benzine (Normal und Super)

Zapfsäule u. a. mit Super E10 (gesperrt) sowie Aufkleber zur Fahrzeugverträglichkeit

Die aus Rohöl destillierten Basiskraftstoffe weisen nur Oktanzahlen von 50 bis 70 ROZ auf. Da für moderne Motoren Oktanzahlen um 95 ROZ erforderlich sind, werden Benzine veredelt (durch Reformieren an Platin- oder Rhenium-Katalysatoren) und es wurde Methyl-tert-butylether (MTBE, 118 ROZ, 101 MOZ)^[31] beziehungsweise wird Ethyl-tert-butylether (ETBE, 117 ROZ, 101 MOZ) bei Super Plus als Antiklopfmittel zugemischt.

Das von der Qualität her europaweit einheitlich in der Norm EN 228 festgelegte sogenannte Normalbenzin (Normal) mit einer Oktanzahl von 91 ROZ wurde etwa bis zum Anfang der 2010er Jahre vertrieben, mit der aus den Erfordernisse der EU-Biokraftstoffrichtlinie abgeleiteten Einführung von E10 (Super mit einer Beimischung von 5-10 % Bioethanol) jedoch weitgehend eingestellt.

Das in Deutschland sogenannte Super oder Super Bleifrei mit 95 ROZ heißt in der Schweiz einfach Bleifrei 95. Das deutsche Super Plus (ROZ 98) ist in der Schweiz das Super oder Bleifrei 98. In der Luftfahrt ist dieses Superbenzin unter der Bezeichnung MoGas im Einsatz. Darüber hinaus gibt es bei den Motorenbenzinen noch klopffestere Rezepturen mit 99 ROZ und 100 ROZ.

Beim Flugbenzin (AvGas) gibt es ebenfalls klopffeste Treibstoffe mit bis zu 100 MOZ, diese sind jedoch bleihaltig beziehungsweise stark bleihaltig (Anmerkung: Die ROZ wird bei Flugbenzin nicht definiert, hier gibt es anwendungsspezifische Methoden zur Bestimmung der Klopffestigkeit).

Alternative Ottokraftstoffe

Die beschriebenen Alternativen Ottokraftstoffe sind sehr unterschiedlich. So werden die Flüssiggase im entsprechenden Fahrzyklus als alleiniger Treibstoff verwendet, und der Motor kann auf Verwendung von Benzin in einem eigenen Fahrzyklus umgeschaltet werden. Beim Ethanol handelt es sich heutzutage meist um keinen reinen Treibstoff, sondern um einen Zusatz zum Benzin, wie es schon die Reichskraftsprit mit ihrem Kartoffelschnaps in den 1920er Jahren gemacht hat.

Autogas (Flüssiggas, LPG)

Autogas bezeichnet zum Gebrauch in Ottomotoren vorgesehenes Flüssiggas (LPG, Liquified Petroleum Gas). Es handelt sich um ein Gemisch der Kohlenwasserstoffe Butan und Propan. Bereits seit den 1970er Jahren ist es in Italien sehr verbreitet, auch steht ein ausreichend dichtes Tankstellennetz zur Verfügung. Autogas hat eine hohe Klopffestigkeit von 105 bis 115 ROZ je nach Butananteil.

Erdgas (LNG, CNG)

Komprimiertes Erdgas (CNG (Compressed Natural Gas)) ist seit den 1990ern in Deutschland verfügbar. In Argentinien, Brasilien und Italien fahren bereits Millionen Automobile damit. Erdgas hat eine sehr hohe Klopffestigkeit von 130 ROZ.^[32] Eine Alternative dazu stellt Flüssigerdgas (LNG) dar.

Bio-Ethanol

Informationstafel zum Ethanolanteil an einer Tankstelle in Kalifornien

Ethanol-Kraftstoff (Bio-Ethanol) wird beispielsweise aus Zuckerrüben oder Weizen gewonnen. Seit 2005 wird es in Deutschland in geringen Mengen dem normalen Benzin beigemischt. In Brasilien fahren bereits viele FFV-Automobile mit reinem oder fast reinem Alkohol. In Schweden als Vorreiter in Europa besteht schon ein sehr hoher Grad an Alkohol (E85) im Gemisch mit Benzin. Verfahren zur Gewinnung von Cellulose-Ethanol aus pflanzlicher Biomasse befinden sich in der Entwicklung, um damit die Menge des verwendeten Agraralkohols und die damit einhergehende Nahrungsmittelkonkurrenz zu reduzieren.

Auf Grund von EU-Vorschriften (2009/30/EG vom 23. April 2009 zur Änderung der EU-Kraftstoffqualitätsrichtlinie 98/70/EG) kommt seit dem 1. Januar 2011 zunehmend Benzin E10 mit einem Zusatz von 10 % Bioethanol auf den europäischen Markt,^[33] nachdem vorher bereits E5 (Benzin mit 5 % Bioethanol) verkauft wurde.

Rennkraftstoffe

In den 1950er Jahren waren die Rennkraftstoffe weitgehend frei von Vorschriften. So entstanden giftige und aggressive Gemische aus Benzol, Methanol, Aceton und Nitrobenzol, die nach dem Rennen sofort abgelassen werden mussten und die bei unvorsichtigem Umgang einen Krankenhausaufenthalt notwendig machten. Ende der 1960er Jahre wurden die erlaubten Zutaten von der Fédération Internationale de l’Automobile (FIA) zur Sicherheit von Fahrern und Mechanikern immer weiter zusammengestrichen.

Bis in die 1990er Jahre kreierten die beteiligten Mineralölgesellschaften pro Jahr über 300 Renn-Mischungen. 1993 setzte die FIA durch, dass Formel-1-Kraftstoff allen Vorschriften der EU-Normen entsprechen muss. Dass der verwendete Kraftstoff der Norm für bleifreies Super entspricht, auch wenn die Zusammensetzung innerhalb der Norm vom Tankstellenkraftstoff abweicht, überwacht in der Formel 1 die FIA selbst.^[34] Dabei hat das heutige Rennbenzin immer noch 102 ROZ, nachdem es in der Vergangenheit auch 108 ROZ haben durfte.

Während früher die volumetrische Energiedichte (Heizwert pro Liter) immer weiter gesteigert wurde, kommt es heute inzwischen wesentlich mehr auf die gravimetrische Energiedichte (Heizwert pro Kilogramm) an, um so nah wie möglich am Mindestgewicht für die Rennwagen bleiben zu können.^[35] Der Verbrauch und die Menge des Treibstoffs werden deshalb im Rennsport meist auf Kilogramm-Basis statt in Litern angegeben, weil für das Fahrzeugsetup das Gewicht entscheidend ist (ein Liter Rennkraftstoff wiegt etwa 750 bis 800 Gramm).

Siehe auch

• Vergleich der Heizwerte von Kraftstoffen
• Vergleich von Heiz- und Brennwerten von Kraftstoffen
• Methanol to Gasoline
• AvGas
• Mineralölsicherungsplan
• Ethanol-Kraftstoff

Literatur

• Joseph Borkin, Charles A. Welsh: Germany’s Master Plan. The Story of Industrial Offensive. Duell, Sloane and Pearce, New York, 1943. (Teil 1, Teil 2)
• Joachim Joesten: Öl regiert die Welt. Karl Rauch Verlag, Düsseldorf 1958.
• Rainer Karlsch, Raymond G. Stokes: Faktor Öl. Die Mineralölwirtschaft in Deutschland 1859-1974. Verlag C. H. Beck, München 2003, ISBN 3-406-50276-8.
• Joachim Kleinmanns: Super, voll! Kleine Kulturgeschichte der Tankstelle. Jonas Verlag, Marburg 2002, ISBN 3-89445-297-8.
• Robert Liefmann: Cartels, Concern And Trusts. Botoche Books, Kitchener 2001. (Erstveröffentlicht in Deutschland: Robert Liefmann: Kartelle, Konzerne und Trusts. 1932.) (Online-Version (Version vom 5. Februar 2007 im Internet Archive))
• Michael Breu, Samuel Gerber und Matthias Mosimann (Juni 2002): Bleibenzin, eine schwere Geschichte (am Beispiel der Schweiz). oekom verlag 2002, ISBN 978-3928244886. ^[36]

Einzelnachweise

• motorlexikon.de (Ursprüngliche Quelle für zahlreiche Details vor Umschaltung auf Kostenpflicht)

Dieser Artikel wurde am 25. November 2007 in dieser Version in die Liste der lesenswerten Artikel aufgenommen.