Zwar definitiv kein Faktor 50, aber fast sechsmal weniger! Erweitert um die Unterscheidung Acetylen / Propan mit der korrekten Sauerstoffmenge

„Das kostet bestimmt viel Strom!“ heisst die typische Steilvorlagen-Frage bei Vorführungen. Diese Frage kommt dann nicht, wenn der Kunde die Vorgängergenerationen kennt – dann wundert man sich eher über die kleinen Anschlussleistungen.

Aufgrund falscher Kostenvorgaben kam an dieser Stelle schon mal ein Faktor 50 zwischen den Energiekosten heraus, das lag aber an der falschen Annahme der Kosten für Gasflaschen, anstatt nur der Füllung. Vielen Dank an dieser Stelle an Herrn Gerold Wolf, der auf diesen Fehler aufmerksam wurde. Ausserdem wurde die Menge an benötigtem Sauerstoff mit dem Verhältnis 1:1 zu klein eingeschätzt. Nein, der Faktor ist unter Annahme gleicher, einzubringender Wärmemenge in jedem Fall mindestens 6. Eine Erwärmungsaufgabe, die mit Induktion 0,10€ an Stromkosten verursacht, kostet mit Gas und Sauerstoff also etwa 0,60€.

Wie das sein kann? Hier ist die Berechnung dazu.

„Für eine Erhitzungsaufgabe sind unter der Voraussetzung der selben eingebrachten Wärmemenge die Energiekosten beim Flammrichten/Wärmen um den Faktor 6 höher als beim Induktionsrichten“

Herleitung für den Energiekostenvergleich Gas/Sauerstoff zu Strom als Hitzequelle pro kWh:

1. 6,4m³ Acetylen kosten netto 100€ (Quelle: www.schweisskraft.de) 

-> Großmengen-Flasche mit 95kg / 50Ltr angenommen!

2. 57120kJ/m³ sind der Energieinhalt von Acetylen 

(Norm-Kubikmeter. Quelle: Wikipedia)

3. 1 kJ = 1 kWs = 1/3600 kWh
4.  Also sind in einer Flasche 

E = 6,4m³ * 57120kJ/m³ * 1/3600 kWh/kJ = 101,55 kWh

Für jede kWh werden 0,063m³ gebraucht.

5. Nur für das Acetylen fallen also 100€ / 101,55 kWh = 0,98 €/ kWh an.
6. Dazu kommt Sauerstoff im Raum-Mischungsverhältnis 1,5:1 (der Rest zum benötigten Verhältnis 2,5:1 aus der Reaktionsgleichung kommt aus der Umgebungsluft), der seinerseits netto 45€ / 10m³ = 4,50 €/m³ kostet.

Für 6,4m³ wären das nochmal 43,20€ bzw. heruntergerechnet auf die 101,5kWh sind es 0,43 €/kWh.

7. Damit sind wir pro kWh bei etwa 1,41 € unter der Voraussetzung eines Nicht-Klein-Verbrauchers.
8. Bei Großverbrauchern wird das weniger, dort wird aber auch nicht 0,24€ für den Strom bezahlt.

10.Und nicht zuletzt ist es wahrscheinlich eher optimistisch, wenn man der Flamme einen Wirkungsgrad von 50% zugesteht.

Mit großer Wahrscheinlichkeit ließe sich ein Wirkungsgrad von weniger als 25% nachweisen…

11.Insofern ist der Gesamtvergleich unter der Annahme der selben benötigten Wärme im Werkstück (spätestens das ist in den meisten Fällen überhaupt nicht der Fall) mit einem Faktor 6 sehr auf der sicheren Seite. Daraus kann je nach Anwendung schnell mehr als Faktor 10 werden.

12. Immer wieder kommt die Entgegenhaltung ‚wir arbeiten aber mit Propan-Sauerstoff, das kostet weniger‘.  Hierzu folgende Grundlagen:

– Propan hat tatsächlich pro Liter fast den doppelten Energieinhalt, nämlich 93.215 kJ / m³ und kostet weniger

– Dafür hat man aber auch den doppelten Sauerstoff-Verbrauch, nämlich im Raumverhältnis 5:1 anstatt 2,5:1 wie beim Acetylen. Damit wird der Sauerstoff zum bestimmenden Kostenfaktor!

– Zur Kontrolle:

   2 C2H2 + 5 O2 -> 4 CO2 + 2 H2O    für Acetylen

   C3H8  +  5 O2   ->  3 CO2 + 4 H2O   für Propan