Von welchen "100-Komponenten" sprechen wir denn und in welcher relativen Menge - denkst du, dass das beliebig und frei mischbar wäre?
Fangen wir an: Da die Dichte - wie du schon sagst - je Temperatur veränderlich ist, wird im technischen auch der Bezug zu MJ/kg (Mega-Joule) geschaffen, um eben den Einfluss von Kälte oder Wärme zu umgehen.
Das Motormanagement (ECU) steuert den Kraftstoffverbrauch über die Masse (gravimetrisch), nicht das Volumen (volumetrisch) - der Luftmassenstrom in Gramm pro Sekunde [g/s] wird mit dem Lamba-Wert von 1 (14,7kg Luft zu 1 kg Benzin / stöchiometrisches Verhältnis) abgeglichen.
Daher wird die volumetrische Energiedichte auch bei einer genormten Temperatur gemessen, um hier wieder den Rückschlüss auf die gravimetrische (kg) Energiedichte zu schließen.
Auch ist Benzin ein genormter oder standartisierter Kraftstoff, d.h. die Bestandteile sind nicht beliebig nach Gusto des Küchenchefs, sondern müssen technische Spezifikationen (DIN EN 228:2017-08) einhalten, das umfasst auch die Zusammensetzung und damit die Energiedichte.
Wichtig hierbei ist auch, dass wir über den Heizwert, nicht den Brennwert sprechen - der Unterschied liegt in der Nutzung der im Wasserdampf gespeicherten Energie, welche im 4-Takt-Motor nicht genutzt wird, der Wasserdampf wird am Auspuff ausgestoßen.
Der Heizwert ist auch der geringere Wert, im Vergleich zum Brennwert.
Auch hat Ethanol eine leicht-höhere Dichte als Benzin, da Kraftstoff pro Volumen (Liter) gemessen wird, ist der Anteil daran aber in Volumen-Prozent und es macht auch Sinn dies so zu rechnen.
Alles ist unten mit Quellen nachvollziehbar und belegt.
_ Energiedichte
> Benzin (rein) *gem. DGMK Publikation / Tab. 2 Ottokraftstoffkomponenten – Eigenschaften [35]
Heizwert [grav.] - 43 MJ/kg (ø)
Heizwert [vol.] - 32,16 MJ/dm³ [dm³ = l]
Dichte - 0,748 kg/dm³
> Ethanol
Heizwert [grav.] - 26,8 MJ/kg
Heizwert [vol.] - 21,45 MJ/dm³
Dichte - 0,789 kg/dm³
> E5 (max 5% Bio-Ethanol / gem. JEC WTT v5 ø-EU 3,4%)
Heizwert 5% - 31,6 MJ/l
Heizwert 3,4% - 31,8 MJ/l
> E10 (max 10% Bio-Ethanol / gem. JEC WTT v5 ø-EU 6,5%)
Heizwert 10% - 31,1 MJ/l (-1,58% zu E5)
Heizwert 6,4% - 31,5 MJ/l (-0,94% zu E5)
> E85 (bspw. in CH verfügbar)
Heizwert 85% - 23,1 MJ/l
D.h. im Alltag haben wir ohnehin nicht den 100% Vergleich zu genau 5%-Bioethanol-Anteil zu genau 10%, sondern die Anteile sind durchschnittlich niedriger (3,4 va. 6,5% / gem. JEC WTT v5).
Im realen Unterschied ergibt sich ein energetisch höherer Wert von E5 zu E10 von ca. 1% - wenn man es theoretisch in der Maximaldifferenz betrachten will, wären es mit dem präziseren gravimetrischen Energiewert/Heizwert max. 1,6% - wie oben bereits geschrieben.
Der Bundesverband der deutschen Bioethanolwirtschaft (BDBE) spricht sogar von keinem wirklichen Mehrverbrauch, nur ein PKW in deren Messreihe aus fünf Fahrzeugen verbraucht 1,7% mehr (Fort Fiesta 1.1), ein anderer liegt bei +0,65% Mehrverbrauch (BMW 318i).
Quellen:
- https://de.wikipedia.org/wiki/Heizwert#Tabellen
- https://de.wikipedia.org/wiki/…ergleich_von_Kraftstoffen
- https://de.wikipedia.org/wiki/Motorenbenzin
- https://dgmk.de/app/uploads/20…te-Energietr%C3%A4ger.pdf
- https://www.bdbe.de/tanken/kraftstoffe
- https://www.bdbe.de/presse/pre…fe-und-kein-mehrverbrauch
- https://www.bdbe.de/pdf/326
- https://publications.jrc.ec.eu…pository/handle/JRC119036