Schweden-Studie selbst gemacht

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Re: Schweden-Studie selbst gemacht

von MyPharaoh » 24. Apr 2019, 12:58

kurthuwig hat geschrieben:
M3-75 hat geschrieben:Dazu käme der anteilige Strom in der GF1 je nach Strommix, der leider noch nicht veröffentlicht wurde.


Nach etwas Recherche und Rechnerei hab ich für Nevada einen Wert von 181g CO2 / kWh für 2016 gefunden:

https://www.eia.gov/environment/emissio ... alysis.pdf

Die Kosten für Tesla der Batterie ist $110 / kWh und der Strompreis in Nevada für Industrie in etwa 5¢. Wären die $110 nur Strom und man bekäme die Maschinen, Rohstoffe und Arbeitskräfte umsonst, so landet man bei 29,9t CO2 für 75kWh, was natürlich Unsinn ist.

Die Frage ist also: wie viel % der Batteriekosten entfallen auf Energie? Und genauer: wie viel davon werden mit normalem Nevada-Strom und nicht Photovoltaik oder Windstrom gespeist?

Ansonsten noch diese etwas ältere Studie:

https://www.ifeu.de/wp-content/uploads/ ... pr2014.pdf

die auf 125kg / kWh kam, allerdings mit dem deutschen Strommix. Nimmt man den deutschen Strommix von 2013 (573g/kWh) und setzt ihn ins Verhältnis zum Nevada-Strom (181g/kWh), so landet man bei rund 40kg / kWh Batterie. Das wären dann sogar nur 3t beim M3.


Aus dem Dokument hier: https://www.ffe.de/attachments/article/ ... en_FfE.pdf

Emissionen setzen sich zusammen aus:

- Rohstoffgewinnung und Materialproduktion in Höhe von 62 kg CO2-Äq je kWh Batteriekapazität
- Strombedarf von knapp 50 kWh je produzierter kWh Batteriekapazität

Das bedeutet beim Nevada Strom Mix und ohne Berücksichtigung der Photovoltaik und Windstrom von Tesla kommt man auf:

50kwH * 0,181 = 9,05kg CO2 je kWh Batteriekapazität. In Summe also ~71kg Co2 je kwH bzw. 7,1 t Co2 je 100 kwH.

Stellt sich die Frage ob diese 62kg Co2 auch für die M3 Batterien gelten und ob diese trotzdem noch 50 kwH Strom je kWh Batterie benötigen.
 
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Re: Schweden-Studie selbst gemacht

von M3-75 » 24. Apr 2019, 16:51

Die 62kg kommen dann woher? Das ist in dem Bericht nicht weiter ersichtlich. Bei den 62kg ist das Batteriemanagementsystem und das Gehäuse schon mit dabei.

Zerlegen wir das noch mal rückwärts - das Akkupack vom Model 3:
-wiegt 450kg und hat eine Gesamtenergiedichte von 160Wh/kg:
-die Zellen haben 267Wh/kg
-demnach entfallen auf die Zellen ca. 300kg und der Rest ist Gehäuse (ca. 100-120kg Aluminium, dazu: Kunststoffe für Zellpakete, Kabel, Isolation, Kühlflüssigkeit, Relais, Spulen, Kondensatoren und Elektronikbauteile)
-eine Zelle wiegt demnach ca. 72g
-davon sind ca. 4.5g das Zellgehäuse (Nickel?)
-vom Rest sind <80% Nickel, <10% Mangan, <10%Kobalt, 4% Lithium, ein bißchen Kupfer und Aluminium und Spuren von Kohlenstoff und etwas Elektrolyt
-schaut man hier nach: https://journals.plos.org/plosone/artic ... 0101298#s3 haben die hier erwähnte Materialien wie Nickel ein CO2eq von 6,5kg pro kg Material und Lithium 7.1, Alu und Kobalt 8.1, Kupfer 2.8, Mangan und Kohlenstoff 1.0
-gewichtet ca. 6kg/kg kommt für die Zellen+Gehäuse ca. 6*300+8*150kg heraus
-dazu die 50kWh für brutto 80kWh zu 0.181g/kWh
ergibt zusammen ca. 3.8t.

Soweit auseinander liegt das top-down und bottom-up jetzt nicht mehr...

Und wo wir schon dabei sind:
der Rest des Fahrzeugs - ca. 1400kg besteht zu ca. 400kg aus Kunststoffen, Gummi und Glas (ca. 2 kg/kg CO2eq)
dann noch mal ca. 200kg Alu 8 (Karosserie, Motorgehäuse)
und viel Stahl (typ. 2kg/kg)
zusammen also grob 4000kg CO2.
Für das ganze Fahrzeug also 8t. Wieviel war noch mal ein MIttelklasseverbrennerwagen? 7.5t CO2?
Ob da jetzt 1 oder 8kg Neodym drin sind spielt kaum noch eine Rolle, ebenso ob da jetzt 20 oder 100kg Kupfer drin sind.
Und Freemont benötigt anscheinend sehr wenig Energie für die Montage, siehe impact report.
99% zufrieden mit dem Model 3.
 
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Re: Schweden-Studie selbst gemacht

von Jost » 25. Apr 2019, 12:52

Moin
habe gerade mal versucht Deine Berechnung nachzuvollziehen. Auch wenn ich Anfangs ein wenig über das Gewicht einer Zelle gestolpert bin (erstmal recherchieren wieviele Zellen so ein Akku-Pack hat, etc.), schlussendlich bleibt festzuhalten, ich konnte keinen Fehler finden. :D

Deshalb, Danke, kann ich gut gebrauchen in der alltäglichen Diskussion!
Grüße Jost
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Re: Schweden-Studie selbst gemacht

von J.R. » 25. Apr 2019, 13:18

M3-75 hat geschrieben:Die 62kg kommen dann woher? Das ist in dem Bericht nicht weiter ersichtlich. Bei den 62kg ist das Batteriemanagementsystem und das Gehäuse schon mit dabei.

Zerlegen wir das noch mal rückwärts - das Akkupack vom Model 3:
-wiegt 450kg und hat eine Gesamtenergiedichte von 160Wh/kg:
-die Zellen haben 267Wh/kg
-demnach entfallen auf die Zellen ca. 300kg und der Rest ist Gehäuse (ca. 100-120kg Aluminium, dazu: Kunststoffe für Zellpakete, Kabel, Isolation, Kühlflüssigkeit, Relais, Spulen, Kondensatoren und Elektronikbauteile)
-eine Zelle wiegt demnach ca. 72g
-davon sind ca. 4.5g das Zellgehäuse (Nickel?)
-vom Rest sind <80% Nickel, <10% Mangan, <10%Kobalt, 4% Lithium, ein bißchen Kupfer und Aluminium und Spuren von Kohlenstoff und etwas Elektrolyt
-schaut man hier nach: https://journals.plos.org/plosone/artic ... 0101298#s3 haben die hier erwähnte Materialien wie Nickel ein CO2eq von 6,5kg pro kg Material und Lithium 7.1, Alu und Kobalt 8.1, Kupfer 2.8, Mangan und Kohlenstoff 1.0
-gewichtet ca. 6kg/kg kommt für die Zellen+Gehäuse ca. 6*300+8*150kg heraus
-dazu die 50kWh für brutto 80kWh zu 0.181g/kWh
ergibt zusammen ca. 3.8t.

Soweit auseinander liegt das top-down und bottom-up jetzt nicht mehr...

Und wo wir schon dabei sind:
der Rest des Fahrzeugs - ca. 1400kg besteht zu ca. 400kg aus Kunststoffen, Gummi und Glas (ca. 2 kg/kg CO2eq)
dann noch mal ca. 200kg Alu 8 (Karosserie, Motorgehäuse)
und viel Stahl (typ. 2kg/kg)
zusammen also grob 4000kg CO2.
Für das ganze Fahrzeug also 8t. Wieviel war noch mal ein MIttelklasseverbrennerwagen? 7.5t CO2?
Ob da jetzt 1 oder 8kg Neodym drin sind spielt kaum noch eine Rolle, ebenso ob da jetzt 20 oder 100kg Kupfer drin sind.
Und Freemont benötigt anscheinend sehr wenig Energie für die Montage, siehe impact report.


Hört sich erst mal plausibel an. Das würde dann heißen, dass das Model3 ca. 500 kg mehr CO2 bei der Produktion verursacht als ein entsprechendes Verbrennerfahrzeug, oder?

Und die Verbrennung von einem Liter Diesel/Benzin verursacht ca. 2,5 kg CO2, oder? Das sagt zumindest Google.

D.h. nach 200 Liter verbranntem Kraftstoff hat der Verbrenner das Elektrofahrzeug CO2-mäßig überholt, wenn der Strom ausschließlich regenerativ erzeugt wird. Das wären dann, je nach Fahrzeug, nach ca. 3.000-4.000 km. Kann das sein?
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Re: Schweden-Studie selbst gemacht

von MyPharaoh » 25. Apr 2019, 17:51

Es sind 2,3 kg pro Liter Benzin bzw. 2,6 kg bei Diesel. Allerdings ist das noch ohne die Vorkette, die bekanntlich auch Energie kostet.
 
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Re: Schweden-Studie selbst gemacht

von Jost » 26. Apr 2019, 12:48

nach rein physikalisch errechneten Zahlen sind es
2,62 kg CO2 pro Liter

hinzu kommen beim Diesel

0,524 kg CO2 pro Liter für die gesamte Kette von der Förderung bis Bereitstellung an der Tankstelle

Quelle: https://www.energie-kraichgau.de/app/download/6246503959/CO2-Emissionsvergleich-Rotta.pdf?t=1555695143&mobile=1

nimmt man die 5,8 tonnen CO2 in der Produktion für den Golf Diesel an (https://uploads.volkswagen-newsroom.com ... 1556110703), sowie die hier genannten (nochmal genau errechneten) 7,8 tonnen CO2 für den Tesla Model 3

und rechnet mit großzügig gerundeten 20 kWh/100 km für den Tesla bzw. 6 l für den Golf

dann ist bei entsprechenden Werten aus dem deutschen Strommix für das Jahr 2017 : 489 g CO2/ kWh
Quelle https://de.statista.com/statistik/daten/studie/38897/umfrage/co2-emissionsfaktor-fuer-den-strommix-in-deutschland-seit-1990/

bei etwa 22.000 km der Rucksack des Tesla's in der Produktion gegenüber dem Golf aufgebraucht...

Bei reinem Ökostrom (3g CO2/kWh) kommt der Golf schon nach weniger als 11.000 km ins Minus gegenüber dem Model 3

(ich hoffe ich hab jetzt keinen Rechenfehler drin :roll: )
Grüße Jost
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Re: Schweden-Studie selbst gemacht

von kurthuwig » 26. Apr 2019, 16:08

Machen wir doch spaßeshalber mal eine ganz andere Rechnung:

Laut dem Tesla Impact Report Seite 16

https://www.tesla.com/ns_videos/tesla-i ... t-2019.pdf

hat Tesla - wenn man Supercharger, Verkauf, Werkstatt und Auslieferung weg lässt - in 2017 nach eigener Angabe 179.000t CO2 verursacht.

Ebenso sagt Tesla, dass im gleichen Zeitraum

https://ir.tesla.com/news-releases/news ... deliveries
https://ir.tesla.com/news-releases/news ... deliveries
https://ir.tesla.com/news-releases/news ... production
https://ir.tesla.com/news-releases/news ... deliveries

25.418 + 25.708 + 25.336 + 24.565 = 101.027

Fahrzeuge produziert wurden. Dies ergibt

1,77t CO2 pro Fahrzeug

für alles, was bei Tesla geschieht. Natürlich brauchen die auch Rohstoffe, aber selbst mit denen kommt man nicht auf 17t.

Meinungen?
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Re: Schweden-Studie selbst gemacht

von CityEL » 26. Apr 2019, 16:57

Ein paar Anmerkungen:

A. Nevada liegt bei 345g CO2/kWh (USA 459g/kWh), s. .xls
B. 8.1.1 NMC wird noch nicht kommerziell eingesetzt.
C. Ausschuss auf Zellebene sollte man auch berücksichtigen.
D. Formierung/Aging sind je nach zu erreichender Qualität sehr energieintensiv

LG Chem gibt 140kg CO2 pro kWh (Packebene) an. Ich denke, die wissen von was sie reden?

emissions_region2017.xls
(885.5 KiB) 13-mal heruntergeladen
 
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Re: Schweden-Studie selbst gemacht

von kurthuwig » 27. Apr 2019, 07:19

CityEL hat geschrieben:A. Nevada liegt bei 345g CO2/kWh (USA 459g/kWh), s. .xls


Das ist interessant. Ich hab die 181g aus dieser PDF für 2016:

https://www.eia.gov/environment/emissio ... alysis.pdf

Laut

Seite 22
Table 8. Carbon intensity by state (2005–2016)
kilograms of energy-related carbon dioxide per million Btu

emitiert Nevada 53,1 kg CO2 pro 1 Million BTU (eine nicht-SI-Einheit muss ja mindestens dabei sein...). Laut

https://de.wikipedia.org/wiki/British_thermal_unit

entsprechen 1 Mio BTU 293,07 kWh. Das ergibt bei mir

53,1 / 297,07 = 0,181 kg/kWh = 181g / kWh

Da 345g / kWh in 2017 das doppelte sind, die Zahlen von 2009-2016 aber nur leicht sinkend sind, kann ich mir das auch nicht mit dem Trump-Effekt erklären.

Hat jemand eine Idee, wo hier der Rechen-/Denkfehler liegt?

CityEL hat geschrieben:LG Chem gibt 140kg CO2 pro kWh (Packebene) an. Ich denke, die wissen von was sie reden?


Ich gehe davon aus, dass LG weiß, was sie verursachen.

Das Bundesministerium für Umwelt hat 125 kg CO2 pro kWh für Ihren Fall ermittelt:

https://www.ifeu.de/wp-content/uploads/ ... pr2014.pdf

Tesla gibt keine Zahlen an, berichtet aber in ihrem Impact report:

https://www.tesla.com/ns_videos/tesla-i ... t-2019.pdf

The solvent refining process is typically very energy intensive, so Tesla developed a custom heat pumping system to minimize total energy consumption. [...This] resulted in an approximately 85% reduction in energy consumption when compared to a standard system.


Auch wird der Standortvorteil "trockene Wüste" genutzt und "Trocknen" ist der energieintensivste Teil der Batterieherstellung:

The facility’s unique system dramatically reduces the energy and cost required to produce dry air compared to manufacturing facilities located in more humid regions


Von daher gehe ich davon aus, dass man die LG- und BMU-Werte als harte Obergrenze für den CO2-Ausstoß nehmen kann. 2013/14 ist ja auch schon eine Weile her und ich gehe mal davon aus, dass der weltgrößte Batteriepack-Hersteller heute effizienter herstellen kann, als diejenigen mit weniger Produktion vor 5 Jahren.
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Re: Schweden-Studie selbst gemacht

von CityEL » 27. Apr 2019, 16:48

Wärmerückgewinnung ist heutzutage überall Standard, auch in Korea!
 
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