Oktan- und Cetanzahl erklärt: Was die Zahlen bedeuten

Was ist der Unterschied zwischen Oktanzahl und Cetanzahl?

Wer an der Zapfsäule steht und die Zahlen liest, bekommt es mit zwei Kennwerten zu tun, die auf den ersten Blick ähnlich aussehen, aber physikalisch das genaue Gegenteil beschreiben. Die Oktanzahl auf einer Benzinsäule sagt, wie widerstandsfähig der Kraftstoff gegen eine ungewollte Selbstzündung ist: Je höher die Zahl, desto klopffester das Benzin. Die Cetanzahl auf einer Dieselsäule beschreibt, wie zündwillig der Kraftstoff ist: Je höher die Zahl, desto schneller entflammt der Diesel unter der Verdichtungshitze im Zylinder. Der Grund für den Widerspruch liegt in den Motorprinzipien: Der Ottomotor braucht einen Kraftstoff, der den bewussten Zündfunken abwartet. Der Dieselmotor braucht einen, der ohne Funken zuverlässig zündet.

Beide Werte sind rechtlich verankert. Für Benzin gilt in Deutschland die europäische Norm DIN EN 228, für Diesel die DIN EN 590, beide über die 10. Bundes-Immissionsschutzverordnung verbindlich vorgeschrieben. Die konkreten Cent-Aufschläge, die man an der Säule zwischen Super und Super Plus oder zwischen normalem Diesel und Premium-Diesel sieht, folgen aber nicht aus der Physik allein, sondern aus Marge und Marketing. Wie ein Literpreis überhaupt zustande kommt, zeigt die vollständige Cent-Aufschlüsselung in unserer Zusammensetzung des Benzinpreises.

Wie wird die Oktanzahl von Benzin bestimmt?

Der Begriff geht auf ein Referenzverfahren aus den 1930er Jahren zurück. Als Bezugsgemisch dienen zwei Kohlenwasserstoffe mit extremem Verhalten: Isooktan zündet unter Verdichtung so gut wie nicht (Oktanzahl 100), n-Heptan dagegen entzündet sich schon bei geringer Verdichtung (Oktanzahl 0). Ein Kraftstoff mit Oktanzahl 95 verhält sich in einem genormten Einzylinder-Prüfmotor genauso klopffest wie ein Gemisch aus 95 Prozent Isooktan und 5 Prozent n-Heptan. So beschreibt es die Aral-Kraftstoffkunde. Die Zahl ist also eine Verhältniszahl, kein Prozentwert einer Zutat im echten Sprit.

Die Messung erfolgt in einem CFR-Prüfmotor mit veränderlicher Verdichtung, entwickelt Ende der 1920er Jahre in den USA. Dabei werden allerdings zwei verschiedene Verfahren genutzt, deren Ergebnisse sich systematisch unterscheiden. Die Research-Oktanzahl (ROZ) wird bei 600 U/min und 52 °C Luftvorwärmung ermittelt und ist die Kennzahl, die deutsche Tankstellen ausweisen müssen. Die Motor-Oktanzahl (MOZ) wird bei 900 U/min und 149 °C Gemischvorwärmung gemessen; sie bildet die Belastung im heißen Motor besser ab und liegt immer etwa 8 bis 10 Punkte unter der ROZ. Fachleute nennen die Differenz die „Empfindlichkeit“ des Kraftstoffs: Ein empfindlicher Kraftstoff verliert unter thermischer Last spürbar an Klopffestigkeit.

Für den Autofahrer heißt das: Die Zahl auf der Säule ist die günstigere von beiden: Ein Super 95 bringt es im heißen Motor unter Volllast eher auf eine effektive Klopffestigkeit im Bereich um 85 MOZ. Genau deshalb schreiben viele hochverdichtete Ottomotoren höhere Oktanzahlen vor, gerade wenn Autobahnfahrten mit hoher Drehzahl der Alltag sind. Den eigenen Bedarf schlägt man im Tankdeckel oder in der Betriebsanleitung nach, nicht bei der Tankstelle.

ROZ 95, 98 oder 100: Welche Sorte gehört in welchen Motor?

Der deutsche Markt kennt heute im Ottokraftstoff-Segment drei bis vier Standardsorten. Super mit 95 Oktan (in E5- und E10-Variante) deckt den weit überwiegenden Teil der Nachfrage ab. Super Plus mit 98 Oktan bleibt eine Nischensorte für ältere und leistungsstärkere Motoren, die auf die höhere Klopffestigkeit spezifiziert sind. Premium-Kraftstoffe wie Aral Ultimate 102 oder Shell V-Power Racing 100 werden nur an einem Teil der Markentankstellen angeboten und richten sich an einen kleinen Kreis hochverdichteter Sport- und Turbomotoren. Die folgende Übersicht ordnet die Sorten samt üblichem Preisaufschlag zum Standard-Super ein:

Sorte	Oktanzahl (ROZ)	Norm	Preisaufschlag zu Super E10	Wer profitiert
Super E10	95	DIN EN 228	Standard	Fast alle Ottomotoren ab Baujahr 2011, sofern vom Hersteller freigegeben
Super E5	95	DIN EN 228	ca. 5 bis 7 Cent	Ältere Fahrzeuge ohne E10-Freigabe
Super Plus	98	DIN EN 228	ca. 10 bis 15 Cent	Motoren mit ausdrücklicher Herstellervorgabe 98+
Ultimate / V-Power	100 bis 102	DIN EN 228	ca. 15 bis 25 Cent	Hochverdichtete Sport- und Turbo-Motoren
Diesel	Cetanzahl min. 51	DIN EN 590	Aktuell meist unter Super E10	Alle Dieselfahrzeuge
Premium-Diesel	Cetanzahl ca. 55 bis 60	DIN EN 590	ca. 8 bis 15 Cent über Standard-Diesel	Neuere Common-Rail-Diesel mit Herstellerfreigabe

Ob das eigene Auto überhaupt E10 verträgt oder auf E5 angewiesen ist, klärt unser Vergleich E10 vs. E5: Was ist der Unterschied. Für die Klopffestigkeit selbst ist die E5/E10-Frage übrigens fast irrelevant: Beide Varianten von Super führen dieselbe Oktanzahl von 95.

Warum zählt bei Diesel die Cetanzahl und nicht die Oktanzahl?

Beim Diesel wird die Verbrennung nicht durch einen Funken ausgelöst, sondern durch die Hitze, die beim Verdichten der Luft im Zylinder entsteht. Der Kraftstoff wird erst in diese heiße Luft eingespritzt und muss sich dann von selbst entzünden – je schneller, desto besser. Die Cetanzahl misst genau diese Eigenschaft. Als Referenz dient Cetan (Hexadecan) mit dem Wert 100 und Alpha-Methylnaphthalin mit dem Wert 0. Eine Cetanzahl von 55 entspricht in einem genormten Prüfmotor der Zündwilligkeit eines Gemischs aus 55 Prozent Cetan und 45 Prozent Referenzkraftstoff.

Die DIN EN 590 verlangt für in Deutschland verkauften Straßendiesel eine Mindest-Cetanzahl von 51. Premium-Dieselsorten erreichen laut energie-lexikon.info üblicherweise 55 bis 60, in Sondermischungen bis 80. Was das für die Verbrennung heißt, lässt sich hörbar nachvollziehen: Bei niedriger Cetanzahl ist der Zündverzug lang: Der eingespritzte Kraftstoff sammelt sich, entzündet sich dann explosionsartig und erzeugt das dieseltypische Nagelgeräusch. Bei hoher Cetanzahl verläuft die Verbrennung ruhiger und vollständiger, was auch die Emissionen von Ruß und unverbrannten Kohlenwasserstoffen reduziert.

Für den Alltagsdiesel bedeutet das: Der Unterschied zwischen einem Standarddiesel mit Cetanzahl 51 und einem Premium-Diesel mit 55 ist deutlich kleiner, als es Marketing-Broschüren nahelegen. Der Verbrauchsvorteil dürfte im niedrigen einstelligen Prozentbereich liegen, häufig unter der Messungenauigkeit. Bei einem üblichen Aufschlag von 8 bis 15 Cent pro Liter rechnet sich das für die meisten Fahrprofile nicht. Die Zahlen für Premium-Ottokraftstoffe lassen sich in unserem Ratgeber Premium-Kraftstoff: Lohnt sich V-Power und Ultimate? genauer nachvollziehen.

Klopfsensor: Was passiert bei zu niedriger oder höherer Oktanzahl?

Moderne Ottomotoren verfügen seit Ende der 1990er Jahre serienmäßig über Klopfsensoren. Diese Piezo-Elemente sitzen am Motorblock, hören sozusagen auf das Verbrennungsgeräusch und geben ein Signal an die Motorsteuerung, sobald ungewollte Selbstzündung auftritt. Die Elektronik reagiert innerhalb weniger Millisekunden und verschiebt den Zündzeitpunkt in Richtung „spät“ – der Motor liefert dann kurzzeitig weniger Leistung, verbraucht dafür etwas mehr Sprit, wird aber vor mechanischen Schäden bewahrt. Diese Regelung funktioniert nur innerhalb eines definierten Toleranzfensters. Wer dauerhaft mit einer niedrigeren als der freigegebenen Oktanzahl fährt, verlässt dieses Fenster.

Umgekehrt bringt eine höhere Oktanzahl in einem Motor, der auf 95 Oktan ausgelegt ist, keinen messbaren Vorteil. Die Redaktion von quarks.de fasste die Studienlage so zusammen, dass sich der Mehrpreis für Premium-Kraftstoffe bei den allermeisten Alltagsfahrzeugen nicht amortisiert. Das mobile.de-Magazin bezifferte den Aufschlag von Super Plus gegenüber Super auf bis zu 15 Cent pro Liter. Das sind bei einer 50-Liter-Tankfüllung 7,50 €, denen in aller Regel kein messbarer Vorteil gegenübersteht.

Ein Sonderfall bleiben zwei Gruppen. Die eine sind hochverdichtete Motoren mit Herstellerfreigabe „nur 98 Oktan“ oder „nur 100 Oktan“ – hier ist die Sortenwahl kein Marketing, sondern eine mechanische Notwendigkeit. Betroffen sind vor allem Porsche, Ferrari, einige Alpina- und Mercedes-AMG-Modelle sowie die stark aufgeladenen Kleinwagen wie die Abarth-Versionen von Fiat. Die andere sind Motoren, die schon mit der Regelsorte am Rand ihres Klopfregel-Fensters laufen – hier kann die eine oder andere Sorte je nach Raffineriecharge tatsächlich spürbar unterschiedlich laufen. Im normalen Serienbetrieb ist das die Ausnahme, nicht die Regel.

Welche Oktanzahl braucht mein Auto?

Der wichtigste Blick geht nicht zur Zapfsäule, sondern in den eigenen Tankdeckel oder ins Bordbuch. Die vom Hersteller freigegebene Mindest-Oktanzahl steht dort verbindlich. Was darüber liegt, ist erlaubt, aber selten bezahlt: Bei einem Auto mit 95er-Vorgabe reicht Super E10 in aller Regel aus. Beim Diesel liegen alle in Deutschland verkauften Sorten sicher über der Mindest-Cetanzahl von 51; hier lohnt der Aufpreis für die Premium-Variante nur, wenn der Hersteller ausdrücklich eine höhere Cetanzahl empfiehlt. Sparen lässt sich meist deutlich mehr über die Tageszeit und die Tankstellenwahl als über die Sorte selbst. Vergleichen Sie aktuelle Spritpreise in Ihrer Nähe und tanken Sie bevorzugt am Vormittag zwischen 8 und 11 Uhr, wenn seit der 12-Uhr-Regel die letzten Preissenkungen des Vortags noch gelten und die typische Mittagserhöhung noch nicht durch ist. Die Norm auf der Säule ist Physik. Der Preis daneben ist Marktplatz – und dort liegt das echte Sparpotenzial.