Motorenbenzin

Bereich	Kraftstoffe für Kraftfahrzeuge
Titel	Unverbleite Ottokraftstoffe – Anforderungen und Prüfverfahren
Kurzbeschreibung:	Festlegungen zu Mindestanforderungen und Prüfungen an Ottokraftstoff
Letzte Ausgabe	2013-01
ISO	-

Motorenbenzin
	; Siedeverläufe qualitativ
Andere Namen	Benzin, Ottokraftstoff, Vergaserkraftstoff, Sprit (umgangssprachlich)
Kurzbeschreibung	Ottokraftstoff für Pkw
Herkunft	fossil, etwas biogen
Charakteristische Bestandteile	Benzin, Additive, Bio-Ethanol-Beimischung
CAS-Nummer	8006-61-9
Eigenschaften
Aggregatzustand	flüssig
Viskosität	ca. 0,53 mm²/s (20 °C)
Dichte	0,720–0,775 kg/L (15 °C)
Heizwert	11,1–11,6 kWh/kg (40,1–41,8 MJ/kg) demnach etwa 30,5 MJ/L
Brennwert	11,9–12,3 kWh/kg (42,7–44,2 MJ/kg) demnach etwa 32,5 MJ/L
Oktanzahl	91 ROZ, 82,5 MOZ (Normal); 95 ROZ, 85 MOZ (Super/ Eurosuper/ Bleifrei 95 (Schweiz)); 98 ROZ, 88 MOZ (Super plus/ Super (Schweiz)/ Bleifrei 98 (Schweiz)); 100 ROZ, 88 MOZ (V-Power Racing); 102 ROZ, 90 MOZ (Ultimate 102);
Schmelzbereich	ca. −45 °C
Siedebereich	(25 … 210) °C
Flammpunkt	−21 °C
Zündtemperatur	(200 … 300) °C
Explosionsgrenze	(0,6 … 7,6) Vol.-%
Temperaturklasse	T3
Explosionsklasse	II A
Kohlendioxidemissionen bei Verbrennung	2,36 kg/L
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 224‐304‐315‐336‐340‐350‐361‐411
	P: 201‐210‐280‐301+310‐403+233‐501
R- und S-Sätze	R: 12‐45‐38‐48/20/21/22‐65‐67‐51/53
	S: (2)‐16‐23‐24‐29‐36/37‐45‐53‐61‐62
UN-Nummer	1203
Gefahrnummer	33
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Motorenbenzin ist ein komplexes Gemisch aus über 100^[6] verschiedenen, überwiegend leichten Kohlenwasserstoffen, deren Siedebereich zwischen denen von Butan und Kerosin/Petroleum liegt. Es wird hauptsächlich aus veredelten Komponenten aus der Erdölraffination hergestellt und als Kraftstoff eingesetzt.

Motorenbenzin wird (meist zu „Benzin“ abgekürzt) oft ungenau auch Ottokraftstoff genannt, obwohl es auch andere Ottokraftstoffe gibt. Daneben finden geringe Mengen Motorenbenzin auch als Brennstoff Verwendung (Benzin-Campingkocher).

Etymologische Herkunft, Begriff

Der ursprüngliche Name stammt von dem arabischen Wort für Benzoeharz, luban dschawi – „Weihrauch aus Java“. Dieser Ausdruck gelangte durch arabische Handelsbeziehungen mit Katalonien nach Europa. Mit dem Wegfall der ersten Silbe und der Änderung des ersten a zu e entstand im Italienischen benjuì, im Mittellateinischen benzoë, woraus sich das deutsche Wort Benzol entwickelte.

1825 entdeckte Faraday die später Benzol genannte Verbindung in geleerten Gasflaschen, er nannte sie damals bicarbure d’hydrogène, bevor sie von Eilhard Mitscherlich in Benzin umbenannt wurde. Er bezeichnete damit allerdings das heutige Benzol. Mitscherlich benannte den Stoff nach dem von ihm benutzten Ausgangsstoff, dem Benzoeharz. Die Zuordnung zum heutigen Benzin geschah durch Justus von Liebig.

Die Bezeichnung Benzin steht demnach nicht, wie teilweise irrtümlich angenommen wird, in Zusammenhang mit dem Motorenbauer Carl Benz.

Sorten von Motorenbenzin

Es gibt verschiedene Sorten von Benzinen, die sich in ihrer Klopffestigkeit und zur Erreichung derer auch in der Art der Gemisch-Zusammensetzung der Kohlenwasserstoffe unterscheiden.

Normalbenzin (ROZ 91) (In der Schweiz, Spanien, Schweden und anderen Ländern nicht erhältlich)
ROZ 95 unter den folgenden Bezeichnungen:
- Super (Deutschland, Österreich)
- Bleifrei 95 (Schweiz)
- Sans Plomb 95 (Frankreich, Schweiz)
- Euro 95 (Belgien, Niederlande)
- Eurosuper
ROZ 98 unter den folgenden Bezeichnungen:
- Super plus (Deutschland, Österreich, teilweise Schweiz)
- Bleifrei 98 (Schweiz)
- Sans Plomb 98 (Frankreich, Schweiz)
- Euro 98 (Belgien, Niederlande)
- BP Ultimate bleifrei 98 (Schweiz, mind. ROZ 98), BP Ultimate Super 95 (Österreich, ROZ 98,4)
Als Sorte bisher nicht normierte 100-Oktan-Benzine unter anderem unter folgenden Markenbezeichnungen:
- Shell V-Power Racing,
- Aral Ultimate 100 bzw. Aral Ultimate 102 (Deutschland) oder
- OMV Super 100 (Österreich)

Die PKW-Hersteller schreiben für ihre Motoren eine Mindestoktanzahl vor; bei Sorten mit niedrigerer Oktanzahl können durch Klopfen Schäden auftreten, es sei denn, dass der Motor sich mit Hilfe eines Klopfsensors durch Verstellung des Zündzeitpunkts in gewissen Grenzen und unter geringfügigem Leistungsverlust darauf einzustellen vermag. Bei Sorten mit höherer Oktanzahl dagegen sind dementsprechend auch geringfügige Leistungs- oder Effizienzsteigerungen möglich. Da die Verstellgrenze allerdings herstellerseits meist für eine bestimmte in der Bedienungsanleitung angegebene Oktanzahl ausgelegt ist, können viele Motoren die neuen 100-Oktan-Benzine dennoch nicht ausnutzen.^[7]

In Deutschland wurde seit November 2007 der Preis des Normalbenzins an das Superbenzin angeglichen. Vertreter von Automobilclubs äußerten die Vermutung, dass die Mineralölunternehmen mittelfristig Normal abschaffen wollten, um mehr Erlöse und weniger Kosten zu haben, was 2007 von Mineralölunternehmen noch als unbegründet zurückgewiesen wurde.^[8]^[9] Mitte September 2008 nahm Shell als erster großer Mineralölkonzern das Normalbenzin komplett aus seinem Angebot, da es kaum noch gekauft würde.^[10]

Außer der Unterscheidung nach Klopffestigkeit gibt es noch die Unterscheidung in Sommerbenzin, Winterbenzin und Übergangsware (siehe unten, Herstellung).

Herstellung

Die Hauptbestandteile des Benzins sind vorwiegend Alkane, Alkene, Cycloalkane und aromatische Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 11 Kohlenstoff-Atomen pro Molekül und einem Siedebereich zwischen 25 °C und ≈210 °C. Daneben werden in das Roh-Benzin noch diverse Ether (wie MTBE, ETBE) und Alkohole (Ethanol, sehr selten noch Methanol) zugemischt. Die Ether bzw. das Ethanol erhöhen die Klopffestigkeit des fertigen Benzins.

Die Kohlenwasserstoffe werden im ersten Schritt durch fraktionierte Destillation aus Erdöl gewonnen. Nach ggf. mehreren Veredelungsschritten erhält man folgende (zumeist entschwefelte) Komponenten^[11] (Auswahl):

Butan (ROZ ≈90)
Isopentan (ROZ ≈91)
Isohexangemische (ROZ ≈90)
Petrolether (C₅–C₆, kein Ether nach chemischer Nomenklatur, sondern ein Gemisch verschiedener gesättigter Kohlenwasserstoffe wie Pentan und Hexan, Siedebereich 25–65 °C, C₅–C₆, ROZ ≈72)
Isomerat (Siedebereich 25–65 °C, C₅–C₆, Gemisch verzweigtkettiger Pentane und Hexane, ROZ ≈80)
Leichtbenzin (Mischung verschiedener Kohlenwasserstoffe mit fünf bis sieben Kohlenstoffatomen, Siedebereich 25–80 °C, C₅–C₇, ROZ ≈70)
Reformatkomponenten (hocharomatische Schnitte ≈100–220 °C, C₇–C₁₁, ROZ ≈115)
Alkylat (C₇–C₈, Gemisch verschiedener Isoheptane und Isooktane , ROZ ≈95)
Polymer-Benzin (C₈, Gemisch verschiedener Alkene, also olefinischer d.h. ungesättigter Kohlenwasserstoffe, ROZ ≈100)
Schwere Komponenten (C₇-C₁₁) des Pyrolysebenzins (hocharomatische Schnitte ≈100–220 °C, C₇–C₁₁, ROZ ≈115)
CC-(Leicht-) Benzin aus dem Cat Cracker (FCC, siehe: Cracken, ROZ ≈93)

Folgende Komponenten stammen nicht aus der obengenannten Raffinerieproduktion, sondern werden bei der Abmischung der einzelnen Komponenten dem Benzin zugegeben:

MTBE (ROZ ≈119)
ETBE (hergestellt aus Bio-Ethanol, ROZ ≈120)
Ethanol (Bio, ROZ ≈104)

Natürlich wird in einer bestimmten Raffinerie nur eine kleine Auswahl dieser Komponenten hergestellt. Ether und Ethanol werden meist zugekauft.

Die Komponenten werden (meist) separat in Tanks gelagert und von dort über eine Blending-Station zur Fertigware aufgemischt. Je nach Sorte unterscheiden sich die Mischungsverhältnisse (siehe Blenden). Z. B. werden in hochoktanige Sorten auch verstärkt hochoktanige Komponenten zugemischt. Einige Spezifikationen (DVPE, E70) variieren in Abhängigkeit von der Jahreszeit. Es wird zwischen Sommer-, Übergangs- und Winterware^[3] unterschieden. Um im Sommer der Dampfblasenbildung vorzubeugen, werden weniger leichtsiedende Anteile (Butan, Isopentan) im Blend verwendet. Ein Anteil von mehr leichtsiedenden Bestandteilen im Winterbenzin erleichtert dagegen den Kaltstart.

Neben der wichtigsten Qualität Oktanzahl (ROZ und MOZ) haben folgende Spezifikationen^[3] (s. u.) wesentlichen Einfluss auf den Blend:

DVPE (Dry Vapor Pressure Equivalent: Dampfdruck bei 38 °C)
E70 (Vol-%, die bei 70 °C verdampft sind)
E100 (Vol-%, die bei 100 °C verdampft sind)
E150 (Vol-%, die bei 150 °C verdampft sind)
Vapour Lock Index (Indexfunktion, nur in der Übergangszeit)
Dichte
Olefinanteil (Vol-%)
Aromatenanteil (Vol-%)
Sauerstoffanteil (Gew-%)

Der Blend muss möglichst ökonomisch gestaltet werden, d. h. ROZ oder MOZ, DVPE und Aromatenanteil sollten möglichst „angefahren“ werden. Natürlich sind solche Kriterien von Raffinerie zu Raffinerie verschieden. Auch die Preisstruktur des Produktumfeldes (Jet-Preis, MTBE-Preis, Naphtha-Preis) beeinflusst die Blendingstrategie.

Entschwefelung

Bei der Entschwefelung von Erdölprodukten werden Sulfid-Endungen von den Kohlenstoffketten abgespalten. Neben dem ursprünglich zur Schwefelgewinnung entwickelten Claus-Verfahren werden heute auch andere Methoden eingesetzt. Die Entschwefelung ist Voraussetzung für die Verwendbarkeit in Motoren mit Abgaskatalysatoren.

Additive

Der Grundkraftstoff unterscheidet sich bei den verschiedenen Mineralölkonzernen nicht, er stammt häufig sogar aus derselben Raffinerie. Ihm wird, meist durch eine sogenannte „Endpunktdosierung“ direkt vor der Tankwagenverladung, ein Additivpaket beigemischt, das spezifisch für den jeweils belieferten Konzern ist. Zu diesen Additiven gehören Oxidationsinhibitoren, Korrosionsschutzmittel, Detergentien (Schutz vor Ablagerungen im Einspritzsystem) und Vergaservereisungs-Inhibitoren.

In Deutschland wurden 2007 ca. 24,3 Millionen Tonnen Motorenbenzin hergestellt.^[12]

Verbleites Benzin

Seit 2000 ist verbleites Motorenbenzin in der EU verboten (siehe Entwicklung der Ottokraftstoffe). Lediglich Flugbenzin darf noch verbleit werden. Der Zusatz „bleifrei“ wird in den Sortenbezeichnungen aber noch mitgeführt.

Synthetisches Benzin

Benzin wurde in Deutschland seit den 1920er Jahren bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs wegen Erdölmangels auch durch Kohleverflüssigung aus Kohle gewonnen (Synthetisches Benzin). Der hohe Energieaufwand und der hohe CO₂-Ausstoß machen das Verfahren heute meist unwirtschaftlich, wenn billigeres Erdgas oder Erdöl zur Verfügung steht. Jedoch werden auch heute noch in Südafrika solche Anlagen betrieben und weitere in der Welt geplant (siehe Kohleverflüssigung – Bedeutung).

Spezifikationen

Die wichtigsten Benzinarten sind in der Norm EN 228 festgelegt.^[13]

Neben der (Mindest-)Oktanzahl sind noch folgende wichtige Spezifikationen zu erfüllen:

Dichte: 0,720–0,775 kg/L (15 °C)^[3]
DVPE: 45–60 (Sommer), 45–90 (Übergangszeit), 60–90 kPa (Winter)^[3]
Aromaten: max. 35 Vol-%^[3]
Olefine: max. 18 Vol-% bei Super(Plus), Normalbenzin; max. 21 Vol-%^[3]
Benzol: max. 1 Vol-%^[3]
Schwefel: max. 10 mg/kg^[3]
Blei: max. 5 mg/l
Mangan: max. 2 mg/l
Sauerstoff: max. 2,7 Masse-%^[3], max. 3,7 Masse-% (E10)
E70: 20–48 (Sommer), 20–50 (Übergangszeit), 22–50 (Winter) Vol-%^[3]
E100: 46–71 Vol-%^[3]
E150: min 75 Vol-%^[3]
Vapour Lock Index: max 1150 (nur in der Übergangszeit)^[3]
C5⁺-Etheranteil: max 15 Vol-%^[3], max 22 Vol-% (E10)
Ethanolanteil: max 5 Vol-%^[3], max 10 Vol-% (E10)

Zapfsäulenaufkleber

Nach § 13 der Zehnten Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (10. BImSchV) sind im geschäftlichen Verkehr die gewährleisteten Qualitäten an den Zapfsäulen sowie an der Tankstelle „deutlich sichtbar zu machen“. In Deutschland findet man deshalb an allen Benzin-Zapfsäulen die in der 10. BImSchV (Anlagen 1a-c und 2a) geforderten runden Aufkleber mit dem Text:

Normal schwefelfrei (ROZ 91)
Super schwefelfrei (ROZ 95 sowie bei V-Power-Sorten)
Super Plus schwefelfrei (ROZ 98 sowie ROZ 100 bei Ultimate- und V-Power-Racing-Sorten)
Super E10 schwefelfrei (ROZ 95)

Auf Grund von EU-Vorschriften kommt seit dem 1. Januar 2011 zunehmend Super E10 mit einem Zusatz von bis zu 10 % Bioethanol auf den deutschen Markt. Für diesen Kraftstoff schreibt die 10. BImSchV zusätzliche Warnhinweise auf die E10-Verträglichkeit der Fahrzeuge vor.^[14]^[15] Siehe hierzu auch: 10. BImSchV: Auszeichnung an Zapfsäulen.

Verbrauch

In Deutschland wurden 2007 ca. 21,3 Millionen Tonnen Motorenbenzin verbraucht^[12]^[16] (davon 5,6 Millionen Tonnen Normalbenzin). Der Produktionsüberschuss (siehe Herstellung) wird exportiert (vorwiegend Schweiz und USA).

Preise

Um Verbraucherpreisindex bereinigte Entwicklung der Kraftstoffpreise in Deutschland seit 1950 mit Referenzjahr 1995

Die Preise für Motorenbenzin (Handelsbezeichnung: Regular=ROZ 91, Premium=ROZ 95, Premium Plus=ROZ 98) orientieren sich am Rotterdamer Markt. Benzin wird in US-Dollar je 1.000 kg (US-$/t) gehandelt. Verschiedene Publikationsorgane berichten (zum Teil täglich) über aktuelle Handelspreise und Volumina.^[17]^[18] Die im Handel verwendete Referenzdichte (um den Preis einer aktuellen Charge mit einer gegebenen Dichte in Relation zu der Notierung zu setzen) ist 0,745 kg/dm³ für Regular und 0,755 kg/dm³ für alle Premiumsorten. Weiterhin müssen noch Transportkosten und Marge des Kraftstoffhandels berücksichtigt werden (siehe auch: ^[18]).

Preisbildung in Deutschland

Um etwaige Verstöße gegen das Kartellrecht aufzudecken, wurde eine Markttransparenzstelle für Kraftstoffe beim Bundeskartellamt eingerichtet, die an Tankstellen weitestgehend Markttransparenz herstellen soll.^[19] Am 12. September 2013 nahm sie den Probebetrieb auf.

Steuern und Abgaben

Zusätzlich zu den oben genannten Preisbeträgen, die sich in Produktpreis und Deckungsbeitrag widerspiegeln, kommen noch Steuern und Abgaben.

Steuern und Abgaben in Deutschland

In Deutschland gehören dazu (jeweils Super bzw. Diesel) die Umlage für den Erdölbevorratungsverbund mit 0,27 bzw. 0,30 ct/L, die Mineralölsteuer/Energiesteuer mit 65,45 bzw. 47,04 ct/L sowie die Mehrwertsteuer von 19 %.

Mit dem Produktpreis und dem Deckungsbeitrag (in dem der Erdölbevorratungsbetrag enthalten ist) sowie der Energiesteuer(Mineralölsteuer) wird ein „neuer“ Nettopreis ermittelt, auf den dann die Mehrwertsteuer von 19 % erhoben wird.

Zusammensetzung des Kraftstoffpreises im Mai 2013 ^[20]
		Super		Diesel
		ct/L	%	ct/L	%
Produktpreis		54,77		56,84		Notierung Rotterdam und Raffineriekosten
Deckungsbeitrag	+	13,80		15,06		Transport, Lagerhaltung, Vertrieb, Verwaltung, Beimischung, … enthält Erdölbevorratungsbetrag von 0,27 (Super) bzw. 0,30 ct/L (Diesel) ^[21]
Nettopreis	=	68,57		71,90		Nettopreis der Mineralölgesellschaft
Mineralölsteuer	+	65,45		47,04		Energiesteuer, konstant; enthält 15,4 ct/L Ökosteuer für Super bzw. Diesel
Vor(MWSt)-Steuer	=	134,02		118,94		Nettopreis entspr. Energiesteuergesetz
Mehrwertsteuer	+	25,46		22,60		19 %
Verbraucherpreis	=	159,48	100	141,54	100
davon Steuern		90,91	57,00	69,64	49,20

Steuern in der Schweiz

In der Schweiz kommen die Kosten für die Mineralölsteuer, für den Klimarappen, die Importgebühr für Pflichtlager und die Mehrwertsteuer hinzu.^[22]

Benzinpreise

Entwicklung im europäischen Vergleich

Benzinpreis nominal im Jahresdurchschnitt in der Schweiz 1970–2010 (nicht inflationsbereinigt)

Benzinpreis nominal im Monatsdurchschnitt in der Schweiz Januar 1994–Juli 2011 (nicht inflationsbereinigt)

Benzinpreise in Euro/Liter für Bleifrei 95 Oktan in deutschsprachigen Gebieten und den umliegenden Ländern, nach Erhebung des Touring Club Schweiz^[23]:

Preisindex 2004 bis 2014 für Kraftstoffpreise, Bleifrei 95 Oktan
Land	Dez 2004	Mai 2005	Juli 2007	April 2008	Jan 2009	Mär 2010	Feb 2011	Mär 2012	Feb 2013	Feb 2014
Belgien	1,10	1,24	1,41	1,50	1,11	1,35	1,56	1,74	1,67	1,60
Dänemark	1,26	1,23	1,38	1,40	1,00	1,45	1,60	1,80	1,66	1,58
Deutschland	1,19	1,18	1,37	1,43	1,09	1,35	1,50	1,73	1,65	1,52¹
Frankreich	1,05	1,15	1,31	1,38	1,07	1,35	1,53	1,63	1,60	1,51
Italien	1,10	1,23	1,35	1,39	1,10	1,34	1,46	1,81	1,77	1,76
Luxemburg	0,92	0,99	1,18	1,19	0,91	1,13	1,25	1,42	1,37	1,29
Niederlande	1,26	1,33	1,51	1,56	1,25	1,54	1,66	1,83	1,83	1,77
Österreich	0,94	1,00	1,13	1,22	0,91	1,11	1,29	1,45	1,41	1,34
Polen	0,80	0,92	1,15	1,23	0,82	1,12	1,26	1,38	1,29	1,26
Schweiz	0,92	0,98	1,06	1,14	0,88	1,12	1,29	1,51	1,47	1,39
Slowakei		0,90	1,11	1,21	1,05	1,18	1,38	1,54	1,50	1,44
Slowenien		0,90	1,11	1,07	0,83	1,15	1,28	1,46	1,52	1,44
Tschechien	0,87	0,92	1,03	1,21	0,92	1,19	1,38	1,49	1,43	1,31
Ungarn	1,00	1,01	1,13	1,13	0,86	1,22	1,32	1,49	1,46	1,30

¹ Bleifrei 98 Oktan

Vergleich in Europa 2008 und 2010

Angegeben werden die Jahresdurchschnittswerte an der Zapfsäule für den am weitesten verbreiteten Benzinkraftstoff. Die Werte wurden von nationaler Währung in US-Dollar umgerechnet. Dieser Indikator ist in den World Development Indicators enthalten und basiert auf Daten der Weltbank.

Land	Preis in USD/ℓ 2008 ^[24]	2010 ^[25]
Albanien Albanien	1,36	1,46
Andorra Andorra	1,24	1,49
Belgien Belgien	1,50	1,87
Bosnien und Herzegowina Bosnien und Herzegowina	1,13	1,42
Bulgarien Bulgarien	1,28	1,51
Danemark Dänemark	1,54	2,00
Deutschland Deutschland	1,56	1,90
Estland Estland	1,18	1,54
Finnland Finnland	1,57	1,94
Frankreich Frankreich	1,52	1,98
Griechenland Griechenland	1,23	2,05
Irland Irland	1,56	1,78
Island Island	1,15	1,71
Italien Italien	1,57	1,87
Kroatien Kroatien	1,27	1,59
Lettland Lettland	1,12	1,48
Liechtenstein Liechtenstein	1,30	1,66
Litauen Litauen	1,13	1,59
Luxemburg Luxemburg	1,40	1,55
Malta Malta	1,66	1,63
Mazedonien Mazedonien	1,15	1,52
Moldawien Moldawien	1,20	1,21
Monaco Monaco	1,64	1,92
Montenegro Montenegro	1,27	1,62
Niederlande Niederlande	1,68	2,13
Norwegen Norwegen	1,63	2,12
Osterreich Österreich	1,37	1,63
Polen Polen	1,43	1,57
Portugal Portugal	1,61	1,85
Rumänien Rumänien	1,11	1,46
Russland Russland	0,89	0,84
Schweden Schweden	1,38	1,87
Schweiz Schweiz	1,30	1,66
Serbien Serbien	1,29	1,50
Slowakei Slowakei	1,57	1,70
Slowenien Slowenien	1,18	1,67
Spanien Spanien	1,23	1,56
Tschechien Tschechien	1,37	1,75
Turkei Türkei	1,87	2,52
Ukraine Ukraine	0,88	1,01
Ungarn Ungarn	1,27	1,67
Vereinigtes Konigreich Vereinigtes Königreich	1,44	1,92
Weissrussland Weißrussland	1,33	1,08