Hallo,
ich verfolge hier auch immer wieder die Diskussionen wenn es um die Ökologie von Elektroautos geht. Es werden viele interessante Argumente für und gegen E-Mobilität gebracht, jedoch fehlten mit immer genaue Daten.
Ich habe zwar meinen P85+ nicht aus Öko-Gründen gekauft, aber es ist doch interessant was bei meinen Berechnungen herausgekommen ist.
Vorweg: Ich hoffe natürlich, keinen schweren Fehler hier enthalten zu haben, seht mal selbst:
Wir wissen alle, dass der Strom idealerweise aus Wind- oder Photovoltaikkraftwerken erzeugt wird. Nun möchste ich jedoch vom Worst-Case ausgehen.
Worst Case sehe ich so, dass der Strom in Kraftwerken aus Diesel / Benzin erzeugt wird.
Für die Berechnung muss ich wissen, wie es denn mit dem Energiegehalt von Diesel / Benzin aussieht:
[url]http://de.wikipedia.org/wiki/Heizwert[/url]
Benzin: Heizwert = ca. Brennwert = 11,5 kWh / kg = ca. 8,2 kWh / Liter
Diesel: Heizwert = ca. Brennwert = 11,8 kWh / kg = ca. 9,8 kWh / Liter
Nun muss aus Diesel / Benzin Strom erzeugt werden, in einem Kraftwerk. Hier ist der zu erzielende Wirkungsgrad interessant:
[url]http://de.wikipedia.org/wiki/Kraftwerk[/url]
Ölkraftwerk: Wirkungsgrad 45 %
Kraft-Wärme-Kopplung: Wirkungsgrad >80 %
Die 45 % bei Ölkraftwerken sind schon sehr beachtlich, jedoch die 80 % bei Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) sind noch interessanter.
Vereinfacht kann man sich KWK so vorstellen: Mit dem Treibstoff wird ein (normaler) Ottomotor / Dieselmotor betrieben, der einen Generator speist und Strom erzeugt. Zusätzlich (und das ist der Clou) wird die Abwärme ebenfalls genutzt (z. B. in Dampfturbinen zur zusätzlichen Stromerzeugung, für Fernwärme,…), wodurch der Wirkungsgrad massiv steigt.
Also das könnte ich mir als das ideale Kraftwerk für die Problemlösung vorstellen, wie wir den Strom aus Benzin / Diesel gewinnen können. Sozusagen wäre das die Lösung, was wir mit dem nun nicht mehr benötigten Benzin / Diesel machen (damit die Ölindustrie beruhigt ist).
Nun muss der Strom noch vom Kraftwerk zur Ladestation kommen, wo es wiederum Verluste gibt:
[url]http://de.wikipedia.org/wiki/Übertragungsverlust[/url]
Übertragungsverluste Strom Deutschland: ca. 7 %
Und dann hat unser E-Auto auch noch Ladeverluste. Ich habe bei meinem P85+ folgendermaßen gemessen:
Was mir das Auto an verbrauchter Energie in kWh anzeigt vs. Was mein Stromzähler beim Laden wieder auf 90 % misst.
Mehrmals geladen und gemessen mit: 3phasig, 8 A und 13 A
Dabei komme ich auf Ladeverluste von ca. 12 %.
Beispiel 1 (worst case)
5 Liter Diesel, im Ölkraftwerk verheizt:
Energiegehalt Diesel: 9,8 kWh / Liter = 49 kWh
Wirkungsgrad 45 % im Ölkraftwerk: 22 kWh
Übertragungsverluste: 7 %: 20,5 kWh
Ladeverluste 12 %: 18 kWh
Beispiel 2 (better case)
3 Liter Diesel, im KWK-Kraftwerk verwertet:
Energiegehalt Diesel: 9,8 kWh / Liter = 29,4 kWh
Wirkungsgrad 80 % im KWK-Kraftwerk: 23,5 kWh
Übertragungsverluste: 7 %: 21,9 kWh
Ladeverluste 12 %: 19,2 kWh
Fazit:
Selbst wenn der Strom für E-Autos „schmutzig“, also durch Verwertung von Benzin / Diesel erzeugt wird, entspricht der Verbrauch je nach Herstellungsmethode zwischen 3 und 5 Liter / 100 km.
Also wenn ein Model S vergleichbares Verbrennerfahrzeug einen realen Kraftstoffverbrauch von weniger als 3 Liter aufweisen würde, wäre die Ökologie der E-Mobilität erst grenzwertig.
Kleinere E-Autos haben einen etwas geringeren Stromverbrauch, wodurch die Grenze bei ca. 2 bis 4 Litern liegen würde.
Weiters wirkt sich positiv aus, dass Schadstoffe in Kraftwerken einfacher umgewandelt / entsorgt werden können, als beim Verbrenner-Fahrzeug.
All dies ist jedoch der worst case. Die berechtigte Hoffnung für die Zukunft unserer Energiewirtschaft wäre für mich die gleichzeitige Lösung der Energieüberschüsse durch erneuerbare Energien:
Ladegeräte, die (wenn möglich und sinnvoll) dann laden, wenn Überschüsse vorhanden sind. Eine Anfrage bei meinem Energieversorger (EVN - Niederösterreich) wurde jedoch abgetan mit „noch kein Bedarf“.
Also derzeit dürfte es noch keine nennenswerten Überschüsse geben, die E-Autos zumindest teilweise abbauen könnten. Aber irgendwann wird es so weit sein.
Vielleicht ist hier gleich ein Exkurs zu erneuerbaren Energien passend:
Photovoltaik: Das Problem ist ja angeblich, dass bei Sonnentagen zu viel Strom erzeugt wird. Einerseits müssten an so einem Sonnentag jedoch auch die diversen Klimaanlagen auf Hochtouren laufen, die den Überschuss wohl gleich verbrauchen.
Aber auch wenn ein E-Auto geladen werden soll wird immer wieder das Argument aufgeworfen, dass ja E-Autos nur in der Nacht geladen werden. Stimmt meiner Meinung nach nicht unbedingt, denn viele laden schon jetzt am Arbeitsplatz - also Problem gelöst.
Windkraft: Hier sollen die Überschüsse bei windigen Nächten das Problem sein. Nur genau in der Nacht laden doch angeblich E-Autos - also wieder Problem gelöst.
Ich will damit sagen, dass E-Autos genau die Lösung für das Problem der Überschüsse bei erneuerbaren Energien sind. Oder sein können. Oder sein müssen!
Voraussetzung ist nach meiner Meinung vielleicht eine ganz einfache Sache, eine einfache Idee - vielleicht kommt so etwas ja irgendwann:
Unsere E-Autos sind ja schon jetzt vernetzt. Wir könnten dem E-Auto sagen, dass wir z. B. 50 % Ladestand gerne hätten (weil nicht mehr benötigt wird), aber wenn Überschüsse da sind, dürfen es auch 90 % sein.
Wenn nun unsere Energieversorger z. B. ein Portal im Internet haben, eine Schnittstelle, die dem Auto sagt „jetzt ist Überschuss, bitte lade wenn möglich“, bräuchten wir keine Smart-Meter oder was auch immer.
So wie unsere Tesla-App mit dem Auto kommuniziert, könnte das Auto z. B. alle 10 Minuten unseren Energieversorger fragen, ob es Überschüsse (in meiner Region) gibt.
Es wären keine aufwändigen und kostspieligen Installationen nötig, nur eine winzige Schnittstelle im Web - und schon wäre vielleicht unser (erneuerbare) Energieproblem gelöst.
Und nun zu den Akkus. Keine Frage, NiCd und NiMh Akkus waren die Umweltsünden schlecht hin. Bei Lithium Akkus (egal welcher Bauart) scheint es jedoch ganz anders zu sein.
Einerseits ist die Lebensdauer schon sehr beachtlich (kennen wir von Notebooks / Mobiltelefonen), weiters ist die Verwendung nach dem Autoleben z. B. als Pufferspeicher für die Photovoltaikanlage zu Hause (oder in Kraftwerken) eine sinnvolle Möglichkeit, diese (bis zu 20 Jahren?) einzusetzen.
Aber irgendwann ist es so weit, und die Akkus müssen recycled werden:
[url]http://www.elektroniknet.de/power/energiespeicher/artikel/106499/[/url]
Wenn ich nun den obigen Bericht lese (habe diesen nur überflogen), scheint auch das Recyclingproblem schon gelöst zu sein.
Also mir gehen die Argumente gegen E-Mobilität aus. Deshalb würden mich natürlich auch kritische Meinungen (bitte mit Fakten und Herkunfts-Links), auch von den kritischen Schreibern hier interessieren.
Und ich hoffe, dass meine Berechnungen nicht fehlerhaft sind - danke just_cruise für das Aufdecken meines Rechenfehlers, ist korrigiert…
Grüße,
MMM