Alternative Kraftstoffe haben unterschiedliche Energiedichten und werden mit einer Reihe verschiedener Einheiten gemessen, was den Vergleich schwierig machen kann. Mit der Einheit Gasoline Gallon Equivalent (GGE) können Fahrer eine bestimmte Energiemenge aus alternativen Kraftstoffen vergleichen und beurteilen, welcher Kraftstoff ihren Anforderungen am besten entspricht. Das Verständnis des Energiegehalts von Kraftstoffen kann dazu beitragen, Vergleiche der Kraftstoffpreise und der Reichweite des Fahrzeugs zu ermöglichen.
Was ist ein GGE? Wie wäre es mit einer DGE?
Ein GGE ist eine standardisierte Einheit, die verwendet wird, um den Energiegehalt aller Brennstoffe zu vergleichen. Diese Einheit quantifiziert die Menge an alternativem Kraftstoff, die den äquivalenten Energiegehalt von einer Gallone herkömmlichem Benzin hat. Für mittelschwere und schwere Fahrzeugkraftstoffanwendungen wird häufig Diesel-Gallonen-Äquivalent (DGE) verwendet.
Wie werden GGE- und DGE-Werte bestimmt?
Der Energiegehalt wird in British Thermal Units (Btus) pro Gallone Kraftstoff gemessen und wird oft als niedrigerer Heizwert des Kraftstoffs bezeichnet. Um GGE und DGE zu berechnen, wird der Energiegehalt einer Gallone Benzin oder Diesel durch den Energiegehalt des Vergleichskraftstoffs geteilt. Zum Beispiel hat herkömmliches Benzin einen Energiegehalt von 116.090 Btus pro Gallone, während Propan einen Energiegehalt von 84.250 Btus pro Gallone hat. Als solches haben 1,38 Gallonen Propan die gleiche Energiemenge wie eine Gallone herkömmliches Benzin.
Die folgende Tabelle zeigt den Energiegehalt, GGE und DGE-Werte von konventionellen und alternativen Kraftstoffen.
| Kraftstoff | Energiegehalt* | Kraftstoffmenge in 1 GGE | Kraftstoffmenge in 1 DGE |
|---|---|---|---|
| Benzin | 116.090 Btu / Gallone | 1,00 Gallone | 1,11 Gallone |
| Schwefelarmer Diesel | 128.488 Btu / Gallone | 0,90 Gallone | 1,00 Gallone |
| Biodiesel (B20) | 126.700 Btu/Gallone | 0.92 gallone | 1,01 Gallone |
| Biodiesel (B100) | 119.550 Btu / Gallone | 0,97 Gallone | 1,07 Gallone |
| Komprimiertes Erdgas (CNG) | 923 Btu/Kubikfuß (ft3) oder 20.160 Btu/ lb |
125,77 ft3 oder 5,76 lb |
139,21 ft3 oder 6,37 pfund |
| Verflüssigtes Erdgas | 21.240 Btu / lb | 5,47 lb | 6,05 lb |
| Ethanol (E100) | 76.330 Btu/Gallone | 1,52 Gallone | 1.68 gallonen |
| Ethanol (E85)** | 88,258 Btu/Gallone | 1,32 Gallone | 1,46 Gallone |
| Elektrizität*** | 3,414 Btu/Kilowattstunde (kWh) | 34,00 kWh | 37,64 kWh |
| Propan | 84.250 Btu / Gallone | 1,38 Gallone | 1,53 Gallone |
| Wasserstoff | 288,88 Btu/ft3 oder 51,585 Btu/lb |
401,86 ft3 oder 2,25 lb |
444,78 ft3 oder 2.49 pfund |
* Niedrigeren heizung wert. Quelle für CNG und Wasserstoff (Btu/ft3): Transportation Energy Data Book, Ausgabe 35. Quelle für die verbleibenden Werte: Alternative Fuels Data Center (AFDC) Kraftstoffeigenschaften.
** E85, das heute in den Vereinigten Staaten verkauft wird, enthält im Durchschnitt ungefähr 70% Ethanol. Daher berechnet E85 Energiegehalt als +
*** Elektrofahrzeuge sind effizienter (auf Btu-Basis) als Verbrennungsmotoren, was bei der Berechnung und dem Vergleich von Meilen pro GGE berücksichtigt werden sollte (siehe unten).
Die Werte in der obigen Tabelle können helfen, die Kraftstoffmengen für Vergleiche zu standardisieren. Wenn Sie beispielsweise 10.000 ft3 CNG haben, können Sie die äquivalente Anzahl von GGE bestimmen, indem Sie durch 125,77 ft3 dividieren, um 79,5 GGE zu erhalten. Um die Anzahl der DGE zu bestimmen, würden Sie in ähnlicher Weise durch 139,21 ft3 dividieren, um 71,83 DGE zu erhalten.
Wie werden GGE und DGE zum Vergleich der Kraftstoffpreise verwendet?
Die Kraftstoffpreise können in Dollar pro GGE oder DGE angegeben werden, um eine einheitliche Preisgestaltung zwischen den Kraftstoffen zu gewährleisten. Aus diesem Grund zeigt der Clean Cities Alternative Fuel Price Report die Preise auf der Basis von Energieäquivalenten (Tabelle 3 in den jüngsten Berichten). Wenn keine Werte für den Preis pro GGE oder DGE verfügbar sind, können Sie die Berechnung selbst durchführen. Wenn beispielsweise eine Gallone E85 2,04 USD beträgt, würden Sie mit 1,32 multiplizieren (siehe Tabelle oben), um festzustellen, dass dieser Preis nach Anpassung des Energiegehalts 2,69 USD pro GGE entspricht.
Welche Faktoren beeinflussen, wie weit ich zwischen den Tankfüllungen fahren kann?
Der Energiegehalt von Kraftstoffen ist ein Faktor, der die Reichweite beeinflusst. Wenn Sie einen weniger energiedichten Kraftstoff tanken, können Sie oft nicht so weit fahren. Aber auch Tankgröße und Fahrzeugeffizienz spielen eine bedeutende Rolle.
Einige Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen (AFVs) haben ähnliche Tankgrößen wie herkömmliche Fahrzeuge, während andere größere Kraftstofftanks haben, um den Unterschied im Energiegehalt auszugleichen. Zum Beispiel haben Fahrzeuge, die mit Propan und Biodiesel betrieben werden, typischerweise ähnlich große Kraftstofftanks wie ihre herkömmlichen Kraftstoffgegenstücke. Wie Sie in der obigen Tabelle sehen können, haben beide Kraftstoffe eine geringere Energiedichte als ihre herkömmlichen Kraftstoffgegenstücke, was zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch und einer kürzeren Reichweite pro Tank führen kann. Im Falle von Propan stehen Bi-Fuel-Fahrzeuge zur Verfügung, die sowohl mit konventionellem Kraftstoff als auch mit Propan betrieben werden können, um die Reichweite zu erhöhen. Darüber hinaus bieten Propan und Biodiesel viele weitere Vorteile, die diesen Unterschied ausgleichen können.
CNG- und Wasserstofffahrzeuge verfügen dagegen häufig über größere Tanks, um die mit diesen Kraftstoffen verbundenen geringeren Energiedichten auszugleichen. Flotten und Fahrer, die ein CNG-Fahrzeug kaufen, haben möglicherweise die Möglichkeit, einen zusätzlichen CNG-Speicher an Bord des Fahrzeugs zu installieren. Alternativ stehen auch Bi-Fuel-CNG-Fahrzeuge zur Verfügung, um die Reichweite zu erweitern. Was Wasserstoff betrifft, neigen diese Fahrzeuge dazu, insgesamt größere Kraftstofftanks zu haben.
Nicht nur die Tankgröße beeinflusst die Reichweite, auch die Fahrzeugeffizienz spielt eine Rolle. Zum Beispiel sind vollelektrische Fahrzeuge (EVs) deutlich effizienter als herkömmliche Benzinfahrzeuge. Laut FuelEconomy.gov, EVs verwenden überall von 59% bis 62% des Stroms aus dem Netz, um das Fahrzeug anzutreiben, während herkömmliche Benzinfahrzeuge nur 17% bis 21% der Energie aus Benzin umwandeln können, um das Fahrzeug anzutreiben. Dies ist ein Grund, warum Elektrofahrzeuge gegenüber herkömmlichen Fahrzeugen so erhebliche Kraftstoffeinsparungsvorteile haben, selbst wenn Sie die Kraftstoffe auf energieäquivalenter Basis vergleichen.