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Audi A4 8E 3.0i auf LPG

Warnung: Dieser Blog gefährdet Ihre Dummheit. Nicht für Bildzeitungsleser geeignet! Als LPG-Umbaublog angefangen liegt der Schwerpunkt nun auf Verbrennungstechnik bei Otto- und Dieselmotoren.

Tue Mar 21 11:02:43 CET 2023    |    GaryK    |    Kommentare (4)    |   Stichworte: E-Fuel, Sonstiges

Ich hab nochmal aus "Anlass" gerechnet "Wegen E-Methan", "E-Fuels" und eben "E-Methanol".

 

Weil es gibt so politische Hellseher, die wissen ganz genau dass "wir" E-Fuels brauchen. Und E-Methan für die Dunkelflaute. Und überhaupt. Siehe Wissing von der FPD, ein "Herr Dr. Spaniel" als Daimlerlobbyist in der AFD (etwa fachlich ähnlich kompetent wie der gleichnamige Hund) und andere Protagonisten.

 

Die sich übrigens eher mit "was wird wo auf 'Grün' angerechnet" beschäftigen als mit der Ökonomie der Prozesse. Ich hab nämlich den dummen Verdacht, dass absehbar quasi keine Sau E-Fuels kaufen wird. Und dabei übrigens einen wesentlichen Punkt einer "Energiewende" übersehen - "wie speichern wir Strom". Auch wenns hier nicht um diesen Aspekt geht.

 

Audi hatte das bereits 2013 mit "Windgas" beworben. Auch da wären ein paar Tage "rechnen" sinnvoller gewesen als eine Anlage zu bauen und am Ende über die Wirkungsgrade von Strom über Gas zu Kilometer zu "kotzen". Die Audi mittlerweile auch indirekt verschweigt, in früheren Fassungen waren ein paar mehr Zahlen drin, die eine Rückrechnung des Wirkungsgrades gestattet hatten. Übrigens sehr dicht an der Thermodynamik, "was ein Zufall". Denn das ist das Tolle an Naturgesetzen - Verstöße gegen diese werden sofort geahndet, da brauchts weder Anwalt, Staatsanwalt, Lobbyisten und Politiker oder gar ein Gericht.

 

Im Vergleich zum letzten Artikel rechne ich hier ein paar Varianten durch, also E-Methan, E-Fuel und zudem E-Methanol. Warum Methanol? Weil Methanol sowohl in einem klassischen Verbrenner verwendet werden könnte(!) und etwa bis zu 45% Wirkungsgrad an die Kurbelwelle stemmt als auch mit etwa 60% in einer Brennstoffzelle verstromt werden kann. Zudem ist es leicht transportabel, drucklos und bei Raumtemperatur bereits flüssig.

 

Warnung: Wird länger, aber die Ergebnisse sind IMHO interessant und sehr eindeutig. Wer zu den 20% seiner Bildungsgruppe gehört und sich bei feststehender Meinung zu einem Thema nicht mehr mit "Details" wie Thermodynamik und Verfahrenstechnik belästigen will, der kann hier aufhören.

 

Nehmen wir an, wir hätten irgendwo auf der Welt viel Strom nebst Wasser und stellen da nen Elektrolysator auf. Nehm ich die Zahlen von https://www.gasag.de/.../wie-viel-strom-fuer-1kg-wasserstoff - dann werden 53 kWh Strom je Kilo Wasserstoff benötigt. Das sind rund 78% Wirkungsgrad, das passt. Ich persönlich schätze praktisch eher weniger, da die Elektrolysatoren dann mehr Wasserstoff produzieren, aber etwas auf Kosten des Wirkungsgrades. Elektrolsysatoren sind zudem teuer und unterliegen einem Verschleiß. Und nehmen wir weiter an, das CO2 wäre kostenlos, weil man eine lokale CO2 Quelle hat. Wie z.B. ein Zementwerk, Biogasanlagen (die neben Methan eben auch CO2 machen) oder ähnliches. Ich rechne zudem stark vereinfacht und gucke nur auf die teuren Elektrolysatoren und deren Strombedarf, nicht auf das Restverfahren.

 

Weil das Restverfahren "bekannt" ist - Methanolanlagen aus Erdgas kommend gibts seit ewig, XTL oder GTL Anlagen wie von der Shell in Malaysia und Katar auch. Wasserstoff-Quelle ist dort ebenfalls Gas. Erprobte Technik, die man im Baukasten von großen Anlagenbauern samt "Lizenz" erwerben kann.

 

Option A: E-CNG, Windgas:

 

Was passiert da chemisch?

CO2 + 4 H2 --> CH4 + 2 H2O

 

Die Hälfte des eingesetzten Wasserstoffs landet in der Hydrierung von Sauerstoff zu Wasser, die andere Hälfte im Produkt. Anteil Wasserstoff im Methan: 4/16tel an der Masse, also ein Kilo CNG erfordern 250 Gramm Wasserstoff plus nochmal das selbe für die Hydrierung des Sauerstoffs aus dem CO2. Also 500g H2 total, was 26.5 kWh Primärstrom je KILO Methan erfordert. Was als reines Methan wiederum rund 15.4 kWh Brennwert (Ho) hat. Also 1.72 kWh Primärstrom für eine kWh Brennwert. Nehmen wir die Zahl erst mal so hin und "vergessen", dass Deutschland vor dem 24. Februar 2022 etwa 1000 TWh Erdgas bezogen hatte. Etwa 1/3 dessen geht zu Heizzwecken in die privaten Haushalte, der Rest ist "Industrie". Vor allem Ammoniak und Düngemittel, wo etwa 10-15% des europäischen Erdgasverbrauchs hingehen. Die These bei Ethanol "Tank oder Teller" ist daher dummpopulistischer Verbaldurchfall, wir haben seit 50 Jahren die Gaspipeline ("Russengas") auf dem Teller.

 

Nehmen wir nun nach dem selben Schema Synthesebenzin und rechnen je Kilo weils bei allen Kraftstoffen das selbe ist. Ob ein verzweigtes Alkan wie beim "Iso-Oktan" über geradkettige lange Aliphaten (Diesel) oder das in etwas kürzer (Kerosin), es ändert sich etwas an der Struktur und nicht an der primären Wasserstoffbilanz:

 

Option B: Synthesetreibstoffe nach Fischer-Tropsch, "E-Fuel"

 

CO2 + 3 H2 --> -CH2- + 2H2O

 

1/3 des Wasserstoffs landet im Produkt, 2/3 werden im Kreis elektrolysiert. Der Wasserstoffanteil im Benzin ist also 2/14tel bzw. etwa 14.2%. Heisst ein KILO Benzin/Diesel/Kerosin braucht "drei mal" dessen als Wasserstoff, also je Kilo Sprit eben 426 Gramm. Was 22.5 kWh Strom je KILO Treibstoff ist (E-Fuel, egal welches). Die E-Fuel Alliance als Lobbyverband sagt selbst "16.1 kWh je LITER Benzin". Was bei einer Dichte von 0.75 etwa 21.5 kWh/kg ist. Huch, hab ich wohl gut geraten. Wissenschaftler wie Professor Fichtner gehen von 27 kWh/kg aus, wahrscheinlich mit Vorkette/Transport....

 

Mit 12.6 kWh/kg als Brennwert ist das ein Quotient aus Primärstrom zu Brennwert von 1.78 kWh/kWh. Zum Bedarf: Wir hatten in Deutschland Anno 2021 nach der Energiesteuerstatistik einen Bedarf von 22 Millionen Liter Benzin und etwa 44 Millionen Liter Diesel zuzüglich 20 Millionen Liter Heizöl. Was in Summe etwa 70 Millionen Tonnen sind und bei einem Brennwert von 11.8 kWh/kg etwas über 800 TWh (Brennwert, nicht Strombedarf) darstellen. Mal 1.8 ist "AUTSCH" an Strombedarf.

 

Option C: "Grünes Methanol, vollsynthetisch"

 

Und nun die Methanolsynthese als Alternative, wieder wegen Vergleichbarkeit aus CO2: CO2 + 3 H2 -> CH3OH + H2O. 2/3 des Wasserstoffs landen im Produkt 1/3 ist "für die Füße". Wasserstoffanteil Methanol 4/32 bzw. 12.5%. Also braucht ein KILO Methanol 187 Gramm Primärwasserstoff, was 9.9 kWh Primärstrom erfordert. Methanol hat einen Brennwert von "nur" 22,7 MJ/kg bzw. 6.3 kWh/kg. Macht einen Primärstrom zu Brennwert-Quotienten von 1.57 kWh/kWh. Immerhin muss es im Gegensatz zu Erdgas nicht zum Transport verflüssigt werden und im lokalen Netz dann wieder auf 220 bar hochgedrückt.

 

Gewinner: Methanol was "Aufwand zu Brennwert" als Verhältnis angeht. Weil flüssig ists zudem leichter speicherbar als Erdgas und eben auch noch effizienter. Theoretisch kann man das Methanol übrigens in einer Brennstoffzelle auch stationär verstromen(!), mit der Abwärme heizen und den überschüssigen Strom ins Netz einspeisen.

 

Was übrigens bei "grünem Methanol" energetisch sinniger ist - "Holzvergasung" bzw. Biomassevergasung sofern verfügbar. Zellulose ("Biomasse") hat -HCOH- als "Baustein". Wenn man das "erhitzt" wird daraus CO + H2. Mit nun nur noch einem weiteren H2 aus Strom (statt deren 3 wie aus "CO2" kannst man Methanol nach CO + 2 H2 -> CH3OH synthetisieren. Die Anlagen dazu gibts mit kaum 500.000t/a Kapazität. Das wäre ein Hybridverfahren, bei dem übrigens kein Hydrierwasser entsteht und damit im Kreis gefahren werden muss wie bei CO2 als Ausgangsmaterial. Es braucht halt billige Energiepflanzen, die einem quasi das CO2 aus der Luft holen.

 

Aufgabe: "Ein typischer PKW will 100 km fahren".

Nun nehmen wir folgende Szenarien an, da es hier auf MT eher um Mobilität als Hausheizungen geht.

 

PKW ohne Hybridkomponente:

* E-CNG: Erdgasautos brauchen als PKW recht exakt 4 Kilo CNG je 100km. Also 26.5 kWh/kg Primärstrom x 4 kg/100km sind 106 kWh/100km Primärstrom. Ist der häufigste Wert eines Polo/Golf TGI im Spritmonitor.

 

* E-Fuel: Superbenzin oder Diesel ist scheissegal: 6.0 Liter Super bzw. 4.56 Kg mal 22.5 kWh/kg sind 102 kWh/100km Primärstrom.

* Mit Hybridkomponente kann der Verbrauch auf etwa 3.7 KILO (5 Liter) sinken, das rettet es nicht wirklich. Wäre aber bei Preisen von 5€/l trotzdem "billiger".

 

Erster Schluss: Ich sehe genau Null Unterschied bei den beiden Klassikern. CNG hat CO2 Vorteile wenn man ausschließlich fossile Brennstoffe nimmt, da je mol fossilen CO2 mehr Brennwert kommt. Hat auch spürbare Vorteile wenn man zusätzlich Biogas berücksichtigt. Und NULL wenn man in Synthesetreibstoffen "denkt".

 

Kann "irgendwas mit Brennstoffzelle" eine Alternative sein? Also rechnen wir einen Brennstoffzelle-Hybrid. Ein normaler Stromer hat etwa etwa 18 kWh Strom je 100km (Spritmonitor), diese kWh sollen aus "grünem Methanol" reformiert worden sein.

 

Annahmen bzw. Rechenweg: Wasserstoff hat 40 kWh/kg, die Brennstoffzelle kann daraus mit etwa 60% Wirkungsgrad wieder Strom machen. Man braucht also für 18 kWh mit 60% deren 30kWh "Brennwert als H2". Also etwa 0.75 Kilo reinen Wasserstoff je 100km wenn man genau wie ein Batteriestromer "rekuperieren" könnte. Real hatte der ADAC etwa 1 kg/100km als "Whell to Wheel" gemessen. Aber da Brennstoffzellen sauteuer sind würde man eh einen Puffer-Akku einbauen, weil dann die Brennstoffzelle kleiner ausfallen kann und nur die mittlere Leistung, nicht die Spitzenleistung abkönnen muss.

 

Die Reformierung läuft Onboard" nach CH3OH + H2O -> CO2 + 3 H2. Also wird aus einem Mol Methanol mit "zwei H2" durch die Reformierung DREI mal Wasserstoff für die Zelle. Molmasse Methanol 32g, der daraus produzierte Wasserstoff hat 6 Gramm. Also braucht man für aufgerundet 1 kg Wasserstoff eines solchen Methanol-Hybriden 5.33 Kilo "grünes" Methanol. Für das man wie "oben" gerechnet mit 9.9 kWh je kg Methanol "Primärstrom" auf in Summe 53 kWh Strom für eben 100km PKW hinausläuft. Was die HÄLFTE ist von dem was man für XTL oder E-CNG aufwendet. Und zudem mit einem fetten Pufferakku für die "Alltagskilometer" nicht 100% an Methanol und dessen Preisen hängend.

 

Zweiter Schluss: Wenn wir E-Fuels für Mobilität machen, dann schlägt Brennstoffzelle über Methanol die klassischen E-Fuels im Hubkolbenmotor beim Primärstrombedarf um den Faktor 2. Strom kostet, egal wo auf der Welt. Weil jemand ne Anlage samt Steckdose bauen und betreiben muss ohne draufzuzahlen. Egal ob Windräder oder Solar - Kapazität kostet. Und die paar weggeregelten Watt bei uns interessieren am Ende von der Produktionskapazität her keinen Menschen.

 

Schauen wir mal auf den Kohlenstoff, irgendwoher muss der kommen. Man kann ja auch CO2 aus der Luft holen. Die Kosten dafür liegen etwa bei 600-800€ je Tonne. Weniger als 400€ für "Direct Air Capture" sind perspektivisch kaum technisch vorstellbar. Wir brauchen übrigens je Kilo E-Diesel/Benzin etwa 3.7 Kilo CO2. Was bei nur 400€ je Tonne auf Capturekosten aus der Luft um 1.50€/kg Sprit hinausläuft. Zuzüglich etwas über 110 kWh an Strom.

 

Wenn man eine konzentrierte CO2 Quelle hat wie z.B. eine Biogas- oder Müllverbrennungsanlage, dann sind es nur noch etwa 5 Cent/kg CO2 (50€/t) bzw. aufgerundet 20 Cent/kg Sprit. Daher bieten sich z.B. Zementwerke an, da dort aus CaCO3 das CaO + CO2 entsteht, welches später vom aushärtenden Beton wieder als "Direct Air Capture" aufgenommen wird. Daher kann dieser Anteil quasi CO2 neutral auch einen "Umweg" durch einen Auspuff nehmen. Genau wie bei Energiepflanzen, so lange diese nicht mit "grauem Dünger nebst Agrardiesel" gefüttert werden müssen.

 

Zusammenfassung:

(a) Ob man E-Methan/LNG/CNG oder E-Fuel machst, das nimmt sich unterm Strich energetisch leider nicht viel.

(b) Methanol über einen Reformer in Wasserstoff verwandeln und dieser befeuert eine Brennstoffzelle - das ist etwa 50% effizienter was den erforderlichen Primärstrom angeht als Synfuels. Dummerweise kosten Brennstoffzellen deutlich Geld.

 

Nun gucken wir noch kurz auf die Argumentation von Audi, dass man E-Methan auch zurückverstromen kann: Mit 1.72 kWh Primärstrombedarf je kWh Brennwert und diese mit 55% aus einem GuD Kraftwerk zurückverstromt haben wir 0.55 kWh Strom für eine kWh Brennwert, die mit 1.72 kWh Strom erzeugt wurden. 31% Wirkungsgrad in Summe AUTSCH. Batteriespeicher haben jenseits 90%, CAES Systeme je nach Design 50-70% von Strom zu Strom.

 

Da wärs IMHO "billiger", als Hausheizung zum Beispiel eine AFC (Alkaline Fuel Cell) oder PAFC (Phosporsärezelle) mit reformiertem Methanol zu nehmen, diese wärmegeführt zu betreiben und den überschüssigen Strom ins Netz zu speisen. Die (Ab)Wärme dessen geht halt in die eigene Bude. Nur kenn ich mich mit Brennstoffzellen und deren Entwicklung sowie Grenzkosten bei Massenfertigung seit fast 25 Jahren nimmer aus. Und nein, nicht jeder braucht so eine BZ im Keller, dazu sollte es "lokale Nahwärme" geben.

 

Und apropos "billiger" - ich hab oben sowas wie den bisherigen Energieverbrauch skizziert - also 1000 TWh Erdgas mit etwa 1/3 Bedarf der Privathaushalte alleine fürs Heizen sowie etwa 70 Millionen Tonnen Kraftstoffe und Heizöl...

 

Was würde "Mit E-Fuels gehts einfach so weiter" bedeuten? Alleine die 44 Millionen Liter Diesel sind etwa 37 Millionen Tonnen Brennstoff, dazu 22 Millionen Liter bzw. 16 Mio t an Benzin. Was mit 22.5 kWh/kg auf wenigstens(!) 1200 TWh Strombedarf hinausläuft. Das ist alleine für DE bereits das, was der gesamte Nordseeraum UK, DK und DE an Potenzial für Offshore-Windstrom hat. Also "eher nicht". Außer man fragt geBILDete Leser mit ausgeprägten kognitiven Dissonanzen. Womit ich bei den 20% der Bevölkerung bin, die eine Meinung allen Fakten und Energiebilanzen vorziehen.

 

Es gibt zudem Kasper, die der Ansicht "dann eben E-Fuels aus Atomstrom" sind. Wir hatten in DE früher etwa 1/3 Anteil Kernenergie an der Gesamtstromerzeugung. Das waren im Jahr etwa 200 TWh. Wir müssten also 6 mal mehr AKW zusätzlich zu diesen bauen, dass "wir" solche E-Treibstoffmengen synthetisch erzeugen können. Oder bauen die gleiche Zahl neuer AKW als Ersatz der Alten und kommen mit 1/6tel(!) des Sprits aus, also etwa 1l je 100km. Was übrigens nur das doppelte dessen ist, was wir in DE an "Biokraftstoffquote bereits im Treibstoffpool" haben.

 

Wer mag, der kann recherchieren, was der neue finnische EPR Reaktor gekostet hat und wieviel Strom der in etwa über sagen wir 40 Jahre erzeugen wird. Vorsichtig - das sind keine 5 Cent wenn ich den wiss. Dienst des Bundestages als Quellenehme. Weil das sind etwa die Preise für Offshore-Windstrom an der Nordsee. Südamerika am "Kap Horn" reden wir über Preise um 2 Cent/kWh, Photovoltaik am nördlichen Wendekreis (Sahara, Saudi) etwa ähnlich. Fairerweise kommen dann noch Kosten für eine Speicherung hinzu, die eine 24/7 Quelle eben nicht hat. Oder eben bei PV Anlagenmehrkosten, weil die Herstellung rund nen halben Tag stillsteht. Nicht nur ein Stromspeicher kostet, Spitzenleistung brachliegen lassen auch. Niemand hat Lust einen Elektrolyzer bei "Überschussstrom" zu nutzen, wenn das nicht mal 5% im Jahr sinnvoll möglich ist. In DE wird übrigens deutlich weniger "Grünstrom" weggeregelt als Strom im Gesamtnetz verloren geht. Soviel dazu, jedenfalls aktuell.

 

Ökonomie von E-Treibstoffen:

Bei absehbaren Kosten eines E-Fuels jenseits 100 kWh/100km Strom zu 5 Cent im Einkauf sind wir bereits bei jenseits 5€/100km bzw. etwa 1 Euro je Kilogramm wenn wir die aktuell sparsamsten Motoren ansetzen. Plus Kosten des Verfahrens wie CO2 Capturing, der Gesamt-Anlage, dazu Personal, Vertrieb nebst Abgaben und Steuern sowie die Marge nicht zu vergessen - da sind Kosten nicht unter 2,50€ je Liter zu erwarten. Anfangs reden wir über eher 5€/l. Da hat sich das Thema von ganz alleine geregelt wenn man eben 18 kWh eines BEV veranschlagt. Selbst wenn Ladestrom mittelfristig bei 30 Cent je kWh liegen wird. Wer dieses Fahrzeug am besten noch "vom eigenen Dach" aufladen kann hat noch ganz andere Vorteile. Das formal "eigene Dach" hat nicht jeder, aber (fast) jeder hat ein Dach überm Kopf. Dann ist nur die Frage wie der Strom "günstig" zum Verbraucher kommt ohne dem Besitzer einer Solaranlage für 10 Cent oder so bei Einspeisung "vergütet" zu werden und kaum den Zähler verlassen auf einmal wieder mit 30 Cent/kWh plus durch den Zähler des Nachbarn geht.

 

Der ADAC sagt übrigens was von sehr optimistischen 1,20€ bis 1,70€ je Liter für E-Fuels. NETTO. Die Ansicht hat der ADAC leider "eher exclusiv". Porsche: 10€/l zur Zeit. Eine E-Fuel Alliance sieht das bei 1.45 bis 2.20€ je Liter. Langfristig. Was übrigens nichts anderes bedeutet, dass man diesem Sprit Bioethanol beimengen muss um den Preis zu senken oder halten. Sofern diese Ethanol nicht für was anderes gebraucht wird - Beispiel Ethanol zu Ethylen, was dann in Kunststoffen wie PE oder PET landet. Ansonsten kann man statt "Google" und den Werbeaussagen einzelner Protagonisten auch https://scholar.google.com befragen und die Fachliteratur zu Rate ziehen. Manchmal sind die Quellen offen einsehbar. Manche nicht, siehe https://www.sciencedirect.com/.../S0959652618330002 ... aber wer an einer Uni drauf zugreifen kann - es lohnt sich.

 

So, warum setzen sich Lobbyisten für E-Fuels ein wenn die so unökonomisch sind? Es geht IMHO (und das ist meine Meinung bzw. Befürchtung) um nichts anderes als sich eine sauteure "CO2 neutrale" Komponente durch alle Autofahrer im Treibstoffpool beigemengt zwangsvergüten zu lassen, aber natürlich deren "fehlendes CO2" auf den Flottenverbrauch anrechnen lassen. Dieser Unsinn hat Methode - siehe damals die ersten Solaranlagen aus DE Mitte der 2000er, die kaum 50 Cent/kWh als NETTOVERGÜTUNG hatten und das für 20 Jahre Garantielaufzeit. Bisher IMHO der teuerste Subventionslobbyismus in DE mit einer knapp zweistelligen Milliardensumme je Jahr. Oder der "Steinkohlepfennig", damals auch irgendwas um 5 Mrd Euro und diesen Wert vor 30 Jahren - also eher 10 Mrd im Jahr nach heutiger Kaufkraft. Also Herr Wissing und liebe FDP samt E-Fuel Lobbyisten - strengt euch an, ihr könnt das sicherlich "besser". Ach warte, die ist dabei - dieser Blödsinn mit E-Fuels hat eben das Potenzial den Subventionismus der deutschen Solarbranche (man gucke wo die heute ist) durch die damalige EEG Umlage zu überbieten.

 

Wo E-Fuels eine Berechtigung haben (siehe auch letzter Artikel dieses Blogs): In der Luftfahrt. Da sind 3€ je Kilo AUFPREIS bei 3 Kilo je 100 km und Passagier für 10.000 km wie EU-USA bzw. "eine viertel Weltumrundung" immer noch besser als sich in einen Dampfer zu setzen oder mal eben über den Atlantik zu segeln. 900€ Aufpreis für ne Woche Zeitersparnis je Weg "passt". Das 50€ Ticket für Ballermann-Saufen übers Wochenende ist dann eben nicht mehr drin. Schade aber auch. Aber: Alleine solche unvermeidbaren Anwendungen stellen für die Anlagenbauer wie in DE die Firma CAC solcher E-Fuel Systeme eine Daseinsberechtigung.

 

Wir werden in DE Firmen wie CAC (Chemieanlagenbau Chemnitz) und diverse Hersteller von Carbon Capture Anlagen (das ist seit etwa 2014 tot) und Elektrolyzern brauchen. Es ist allerdings billiger solche Firmen bzw. solche Entwicklungen HEUTE zu fördern (ja, "subventionieren") als ein unnötiges Produkt wie ein E-Fuel herzustellen und die Kosten per Zwangsumlage auf alle unfreiwilligen Nutzer umzulegen. Man stelle sich vor, das wäre bei "Solar" passiert. Deutschland hatte damals wie dumm den Solarstrom mit Anfangs über 50 Cent/kWh vergütet - wenige Jahre später hatten die Chinesen die Herstellverfahren hochskaliert und optimiert, haben die deutschen "Butzen" plattgemacht. Aber der EEG Kunde durfte im Jahr(!) etwa 10 Mrd Euro für Solarstrom bezahlen. Da wäre Anfangs selbst 1-2 Mrd "Forschungsmittel" über wenige Jahre und zudem überwiegend an Forschungsvereine wie Max Plank, Fraunhofer und diverse Unis gezahlt in Summe weitaus billiger gewesen. Welche Summen da bewegt werden - https://taz.de/Foerderung-der-Wissenschaft/!5804668/

 

Nur als Anregung. Nicht jede Subvention ist schlecht. Die ist erst schlecht wenn alle jahrelang zahlen und unterm Strich nur wenige davon profitieren. Wie bei dem Anfangs übersubventionierten Solarstrom, dem "Kohlepfennig" oder sonstigem Blödsinn. Da brauch ich kein E-Fuel obendrauf. Jedenfalls nicht im Auto.

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Wed Sep 09 14:03:28 CEST 2020    |    GaryK    |    Kommentare (2)    |   Stichworte: E-Fuel, Sonstiges

So, ich muss mal meinem Groll Luft machen. Was aktuell in den Medien und in der Regel "von Lobbyisten" publiziert wird geht auf keine Kuhhaut.

 

Beispiele? E-Fuels sind unsere Rettung. Siehe mal als "Lobbyartikel" https://...omobil-industrie.vogel.de/.../ oder ganz übel https://www.efuel-alliance.eu/faq

 

Politikversagen? https://www.autozeitung.de/...r-diesel-verbot-bis-2050-116894.html?... wo gleich mal jeder Verbrenner "verboten" werden soll.

 

Also rechnen wir mal wie üblich, weil man gegen "Naturgesetze" und den Taschenrechner schlicht nicht ankommen kann.

 

Also schauen wir als erstes mal nach, wie das denn mit dem Strom aussieht. Sobald irgendwer was von "Batteriestromern" erzählt kommt sofort das Thema "teuer" und "reicht nicht". Beides falsch. Weil am Problem vorbei, dazu später mehr.

 

Belege: Schauen wir doch in die EEG Abrechnung des letzten Jahres herein. Alleine Windkraft "2019" nach https://www.netztransparenz.de/.../EEG-Jahresabrechnung%202019.pdf sagt, dass nur dieser Windstrom 130 TWh hatte. Wenn ein Stromer etwa 17 kWh/100km braucht (Quelle: https://www.spritmonitor.de/.../0-Alle_Modelle.html?...) - dann gestattet alleine der Windstrom (Herstellkosten nach EEG Vergütung etwa 8 Cent / kWh Netto, aktuelle Offshore-Windkraft UNTER 5 Cent/kWh bei mehr als 60% Verfügbarkeit) bereits 760 Mrd Kilometer Fahrleistung. Gesamte PKW Fahrleistung in DE nach Daten des KBA: 611 Mrd km. Quelle https://www.kba.de/.../vk_revisionsbericht_2019_pdf.pdf?...

 

Also halten wir fest: "Am Strom liegts nicht, wir haben genug". Jahresproduktion Strom in DE übrigens etwas über 600 TWh im Jahr. Also grob "Windkraft mal 5".

 

Was "teuer" angeht: Selbst mit der teuersten Art "Solarstrom" nach EEG 2019 (28 TWh für 9.5 Mrd Euro Vergütung gleich 34 Cent/kWh) kosten die 17 kWh/100km gerade mal 11€/100km. Braucht mein Z4 auf Benzin. Aktuelle Solaranlagen liegen bei unter 12 Cent/kWh. Soviel zu "teuer".

 

Wo ist das Problem? Ok, fahren wir also alle mit Batterien. 100kWh Kapazität bzw. "sichere" 400 km Reichweite für alle. Lithium ist von der Menge her kein Thema. Cobalt würde "spannend" werden, aber sei es drum. Was passiert wenn wir alle unsere Karre in 30-60 min aufladen wollen? Die Strommenge an sich ist nicht das Problem, siehe oben. Aber: Ladestrom für 30 Minuten "beim Einkaufen" oder "bei einer Fresspause" wären 200 Kilowatt Anschlussleistung. Je Auto. Bei 80 Mio Einwohnern und 600 TWh im Jahr als Stromerzeugung hat Deutschland eine mittlere Anschlussleistung von 70 Gigawatt und damit jeder der 80 Mio Bürger eine formale "Anschlussleistung" von 1.1 Kilowatt. Eine solche "30 min Ladesäule" hätte damit etwa den Strombedarf eines kleinen Dorfs. Die Netze und vor allem die letzten paar Kilometer lassen grüßen. "Geht so nicht" ist nett ausgedrückt. Oder jede dieser Ladesäulen bekommt einen eigenen Stromspeicher (z.B. Natrium-Ionen Akku) und schenkt damit noch mal etwa 8% in deren Verluste (Lade-Entladezyklus) her. Die 8% bringen einen nicht um, machen aber die Säule weit teurer. Weil "Bisserl Blech, nen Kabel und der Rest Elektronik aus Großserienfertigung quasi nix kostet". Man kann auch gut ausrechnen wie oft jemand tankt. Wenn du sagen wir 400km praktische Reichweite hättest, davon 300 km wirklich nutzt - bei statistischen 14.000 km Fahrleistung im Jahr tankst du also 46 mal auf. Grob - einmal die Woche je Fahrzeug. Manche eben öfter, manche seltener wie das eben so mit der Jahresfahrleistung ist.

 

Was aber geht: Wenn jeder in der Lage wäre "über Nacht" relativ langsam mit den maximal 2kW aus der normalen Steckdose zu laden. Setzt einen eigenen Parkplatz mit Anschluss voraus - "Gruß von der besserverdienenden Eigenheimfraktion ans Proletariat". 10h mal 2 kW sind 20 kWh und damit Strom für 100km. Mal theoretisch 40 Mio Fahrzeuge nachts die alle Ihren Akku täglich leerfahren reden wir über 80 Gigawatt Strombedarf. 20 Gigawatt haben wir aktuell Tag/Nach Unterschied im Verbrauch, siehe https://www.agora-energiewende.de/.../ ... und da man im Mittel kaum 12.000 km im Jahr fährt, wären das bei 300 "Fahrtagen" kaum 40 km im Mittel. Bzw. bei 20 kWh/100km ganze 8 kWh je Fahrzeug. Was bei 10h Ladezeit auf 800 Watt Ladeleistung hinausläuft. Also gefühlt "ein High End PC mit einer RTX 3090 Karte ;)

 

Unsere Tag/Nacht Schwankung von über 10 Gigawatt würde also bereits für mehr als 12 Millionen Stromer und damit rund 1/4 des aktuellen Fahrzeugbestands ausreichen, wenn die statistisch "normal" fahren würden. Als typische "Kurzstreckenhuddel" und "Mama-Taxi" eher weniger Laufleistung, also "mehr Fahrzeuge". Nicht unmöglich, das Szenario "geht eher" ohne dass einem die Mittelspannungsnetze rausfliegen oder gar Stromspeicher in diesen "zwingend" installiert werden müssen. Weil die sind auch nicht umsonst, haben selten 100% Wirkungsgrad und würden den Preis von Ladesäulen deutlich nach oben treiben. Die billigsten "großen" wären CAES Speicher mit etwa 50% Wirkungsgrad. Batteriepuffer wären besser, aber je kWh deutlichst teurer. Und Pumpspeicher können wir z.B. in Hamburg gerade vergessen. Und egal wo so ein Pumpspeicher gebaut werden würde - die Natur dort muss geschützt werden.... ist wie bei Bahnstrecken. Alles muss auf die Bahn, aber wehe eine Strecke wird ausgebaut. NIMBY - Not In My Backard.

 

Jetzt kommen wir also zum Bestand. Gibt schließlich Leute, die zwingend "ihre 500 Nm" haben müssen weil denen sonst was fehlt. Geld zum Beispiel, weil bereits ausgegeben. "Und was ist ökologischer als den Bestand lange zu nutzen?" An diesem Punkt setzt die typische Lobbyarbeit an.

 

Kommen wir also zu "besonders sauberen Fuels" mit grünem Stempel und nahezu CO2-neutral. Es läuft seit kaum 2-3 Jahren eine Kampagne einer Gruppe, die "HVO" oder "Care Diesel" rechtlich pushen will, dass die dem Treibstoffpool beigemengt wird und am besten und "weil ganz grün" keine Mineralölsteuer darauf erhoben wird. Was ist das? Man nimmt ein Pflanzenöl (was auch Abfall-Öl wie Friteusenfett von McDumm und Würger-King sein kann, daher stammt die Masse) und spaltet bzw. hydriert das durch. Was geschickt ist - denn die Entsorgung solcher Öle bringt dem Hersteller sogar Geld statt Rapsöl einzukaufen zu müssen. Was passiert mit den Rohölen beim Hydrieren? Die Säuregruppe am "Öl/Fett" ist weg, man muss nicht mehr diese "saure" Gruppe mit Methanol veresthern (eine Art Schutzgruppe) wie es beim Biodiesel gemacht wird. Zudem sind sämtliche Doppelbindungen "durch". Man bekommt mit etwas Cracken eine sehr dieselähnliche Substanz mit einer sehr engen Kettenlängenverteilung, die zudem etwas früher siedet als klassischer Diesel. Grundsätzlich nicht verkehrt.

 

Aber: Wie hoch war noch gleich die Rapsproduktion in Deutschland? https://www.wochenblatt-dlv.de/.../...ektarertraege-weizen-raps-562137 sagt 3.2 Millionen Tonnen im Jahr. .... und wieviel Diesel wurde in DE verfahren? https://www.destatis.de/.../energiesteuer-2140930197004.pdf?... nach Finanzamt sind das 44 Mio Kubikmeter(!) gewesen. Da brauch ich nicht mit der Dichte rechnen, da ist bereits beim Substrat ein "Fehlbetrag" von mehr als Faktor 10. Bei 3.3 Tonnen je Hektar (330 g/m²) als Ertrag kann man ausrechnen, wie viel Fläche wir brauchen würden. Bei 44 Mio Kubikmeter bzw. in erster Näherung "Tonnen" Diesel ... so lange wir also alleine beim Raps nicht den Ertrag je Hektar oder die Anbaufläche um den Faktor 10(!) steigern können wars das. Aktuell mit dem erzielten Ertrag benötigt: 133.000 km² - 1/3 der deutschen Fläche total. Nur für "Diesel". Heizöl extra obendrauf. DANN hätten wir wirklich ein "Tank oder Teller" Problem.

 

Gut, die Fläche reicht nicht. Die Flächen in den Osten zu erweitern ist vor 100 Jahren schon schief gegangen (Vorsicht: Sarkasmus), also muss eine andere Lösung her. Also machen wir das doch aus CO2 und Luft. Quellen dazu gibts, "das geht". Aber bestimmt sind die Mineralölmultis dagegen. Oder die Illuminaten. Weil seit auch etwa 100 Jahren bekannt. Rechnen wir doch das mal nach.

 

Was passiert? CO2 + 3 H2 --> (-CH2-)n + 2 H2O. Fischer-Tropsch Synthese. Alt und bekannt, es entstehen erst mal Wachse, die man dann zu Diesel "cracken" kann. Es entsteht aus dem CO2 und dessen Hydrierung aber zwingend 2 mal Wasser -> 1/3 des Wasserstoffs landet im Produkt und 2/3 des Wasserstoffs wird wieder zu Wasser - quasi "im Kreis" elektrolysiert. Nicht vermeidbar.

 

Gibt auch riesige Anlagen, die diese Synthese bereits aus Erdgas machen. Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/GtL-Verfahren .... 140.000 Barrels je TAG Kapazität. Teile davon sind im Shell Premium Exzell-Optidings was weiss ich Diesel drin. Solche Anlagen stellen übrigens die Masse der aktuellen "SHC" Schmierstoffe her. Die vollsynthetisch sind, aber sich in Deutschland(!) nicht so nennen dürfen. Stattdessen steht da "aus synthetischen Grundölen". Chemisch gesehen vollsynthetisch, rechtlich nicht. Juristen und Ihre Logik eben.

 

Angenommen man hat das CO2 "irgendwie" und erzeugt den Wasserstoff aus Strom. Wasser hat eine Standardbildungsenthalpie von 285 kJ/mol (NIST Datenbank https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?...) und kann klassisch mit etwa 70% Wirkungsgrad zu Wasserstoff umgesetzt werden. Mehr als 80% geht in der Stufe nicht. Nehmen wir weiter an, die Metalle dieser Elektrolysatoren wären problemlos verfügbar (was die nicht sind). 2 Gramm Wasserstoff sind also 285 kJ/mol durch 70% und damit 407 kJ je Mol Wasserstoff als Strombedarf. Hochtemperaturelektrolysatoren (SOEC) schaffen "bis zu 80%" und das wars. Müssen aber ziemlich "strich" laufen, da die Keramiken stetige Temperaturwechsel im Mittel nicht so geil finden. Genau wie ein intelligenter Kaufmann (Vorsicht, wieder Sarkasmus) eine im Last-Jojo betriebene klassische Anlage nicht so geil finden würde. Weil man hat ziemliche Peak Kapazität bezahlt und nutzt die nur zwischen Zwölf und Mittag bei einer ab und zu auftretenden Lastspitze und billigem Strom zur Produktion von Produkt aus. Soviel zum feuchten Traum der Stammtische "dann nehmen wir eben den weggeregelten Ökostrom, der ist eh bezahlt".

 

Ok, zurück zum Thema. Eine -CH2- Gruppe wiegt 14 Gramm, braucht 6 Gramm Wasserstoff zu je 407 kJ Strom pro 2 Gramm um gebildet zu werden. Ein Kilo macht also nach Adam Riese und in kWh umgerechnet 24.2 kWh Strombedarf der Elektrolysatoren je Kilo Synthesesprit. Alleine für den Wasserstoff. Bei 4 cent/kWh (wäre superbilliger Nordsee-Offshorestrom) also etwa 1€ Stromkosten je Kilo Synthesesprit. Mit den 8 Cent "Windstrom von Land" eher 2€/kg. Plus Verfahren, das noch zu beschaffende CO2.... beste Schätzungen haben aktuell "irgendwas um 2,50€/kg" auf dem Zettel. Netto. Plus Steuer, Handling, Tankstelle. Alles unter 4€ je Liter Endverbraucherpreis ist aktuell "eher optimistisch". Auch "billiger Solarstrom" aus den Wüsten oder Windkraft vom "Kap am Arsch der Welt" ändert nichts am Strombedarf des Verfahrens. Irgendwas um 25 kWh je Kilo Strom im Gesamtverfahren je Kilo Brennstoff ist auch bei 2 Cent/KWh immer noch 50 Cent. Plus Anlage, deren Marge, CO2, Transport, Steuern, Vertrieb und hiesige Marge.

 

Zurück zu den Strommengen: Bei 44 Mio Tonnen bzw. "Mrd kg" für Diesel in DE (ich weiss, die Dichte ist geringer ...) reden wir also über 1.000 TWh Strom im Jahr. Nur Diesel. Benzin etwa die Hälfte obendrauf. Also unser aktueller Verkehrssektor aus E-Fuels versorgt würde so ganz grob das doppelte der deutschen Stromerzeugung (Erinnerung: 600 TWh/a) NUR für den Wasserstoff zur Herstellung des E-Fuels verbrauchen. Sind nur 142 Gigawatt Dauerstrich. Also etwa 100 Kernreaktoren der ISAR-2 Baureihe, die immerhin aus den 80er Jahren stammt. Die können "Dauerstrich". Achja, plus Energie für die CO2 Abtrennung aus der Luft. Und Strom für die Aufbereitung der Kernbrennelemente. Anderes Thema, aber soviel zur Idee den Strom für E-Fuels "aus AKW" zu holen.

 

Zu diesen 50 Cent für "2 Cent/kWh Billigstrom" der Elektrolysatoren vom Ende der Welt kommen die Kosten fürs CO2, plus das "Verfahren" bzw. Betrieb und Abschreibung der Anlagen. Für eine Tonne Synthesebrennstoff brauchts übrigens etwa 3,2 Tonnen CO2. Zu aktuell nicht herstellbaren 200$/Tonne bzw. rund 20 Cent/Tonne im Wortsinne "aus der Luft" gegriffen. Aktuelle Preise für CO2 aus der Luft (Direct Air Capture) liegen eher bei 500-600$/Tonne. 200 wird aktuell als "Untergrenze" gesehen. Sind aber mit hypothetischen 200 Euro/t wieder mal rund 60 Cent je Kilo Sprit Aufpreis. Womit wir bereits unter idealen Bedingungen bei etwas über 1,30€/kg sind. Rohstoffkosten. Mit 8 Cent für EEG Windstrom an Land und aktuell rund 12 Cent Solarstromvergütung haben wir sicherlich das Thema "Stau" auf dem Weg der E-Fuels final gelöst. Da fährt keiner mehr. Jedenfalls nicht Otto Normal, der "BinWichtig mit Firmenwagen und Tankkarte" als Zielgruppe der heimischen Automobilindutrie wahrscheinlich schon. Weil er alle drei Jahre nen neuen Wagen "braucht".

 

Ich kanns auch genauer rechnen, macht das Ergebnis aber kein Stück besser. "Treibstoff aus Strom" und "für alle" ist ein Ding der Unmöglichkeit und wenn, dann wird der Treibstoff nicht für jedermann bezahlbar bleiben. Übrigens fährt ein Batteriestromer mit dem in einem Kilo Synthesesprit für Wasserstoff investierten Strom bei statistisch 16 kWh/100km bereits 150 Kilometer. Was verbraucht ein sparsamer Diesel angeblich? 5 Liter? Sind 4 Kilo. Minimum Faktor 4 als Unterschied im "Strombedarf". Meine Schätzung für das Gesamtverfahren incl. CO2 Abtrennung liegt eher bei Faktor 6. Was lernen wir daraus? E-Fuels für alle geht nicht. Außer die kalte Kernfusion kommt. Oder jeder Regierungsbezirk stellt sich ein AKW neben die lokale Kläranlage.

 

Ok, nächstes Argument - wir fahren alle mit Brennstoffzellen, "Wasserstoffwirtschaft". Vorteil: Man elektrolysiert das Wasser nicht im Kreis, Wirkungsgrad der Brennstoffzelle "bis zu 60%". Haben halt "Platin" drin und davon nicht wenig. Realistisch sind in aktuellen Zellen etwa 1.5 Gramm je Kilowatt Peakleistung verbaut. Quellen wie https://www.auto.de/.../ sind optimistischer und sehen die Hälfte. Und künftig wie üblich "noch weniger". Was ausnahmsweise realistisch ist. Aktuelle Mengen in den Kats: https://...inekatalysatorenankauf.de/FAQ/...-in-einem-konverter-finden ... "bis zu 5 Gramm". China-Kats ohne ABE ein Zehntel übrigens. Wären aktuell etwa 4kW Peak, was für ein kleines Wasserstoff-Motorrad reicht. Perspektivisch incl. Technologiesprung vielleicht 20kW, das wäre in etwa ein Renault Twizzy nur auf Wasserstoff. Mehr und "rein auf Wasserstoff"? Eher nicht - jedenfalls nicht ohne deutlichst nach oben weglaufende Platin-Weltmarktpreise. Im Gegensatz zu Lithium ist Platin leider nicht vom Typ "da muss ich suchen, wir finden schon was" wirtschaftlich herstellbar.

 

Was wir sofort sehen - Brennstoffzellen sind möglich. Sofern die beim Platin je Kilowatt noch deutlich besser werden und jeder nicht mehr als etwa 20kW installiert. "100kW für alle" wie bisher sind als Brennstoffzelle utopisch. Was übrigens bedeutet, dass eine Brennstoffzelle viel mehr wie ein Range-Extender betrieben werden muss und die "Dynamik" beim Beschleunigen plus die ersten "üblichen" Kilometer aus dem Akku kommen. Was auch Sinn macht, weil die BZ teuer ist und der Akku vergleichsweise billig. Nutze das teure Bauteil bestmöglich mit "Dauerstrich" aus. Zudem ist eine Brennstoffzelle nicht gerade "gut" in Teillast zu betreiben.

 

Wasserstoff kommt bei 700 bar auf 400 g/l. Klingt gut, nur wiegt ein 700 bar Tank leider einiges. Bei 141 MJ/kg bzw. 39 kWh/kg sind das 15.6 kWh/kg Brennwert, die mit rund 60% verstromt immerhin 9.3 kWh Strom je Kilo ergeben. Dummerweise ist so ein Tank trotz Kohlefaser-Composite (samt Aramid) immer noch schwer - https://www.nproxx.com/.../ sagt, dass Stand 2019 etwa 6.4% des Gesamtgewichts auf Wasserstoff entfällt. Selbst eine Steigerung auf 10% ändert nicht viel. Und vorbei ists mit der Herrlichkeit. Klar besser als ein Akku, aber flüssigen Treibstoffen klar unterlegen. Biogas als "Konkurrent" mit "200 bar" übrigens auch, denn ein Volumenelement Biogas hat rund den dreifachen Brennwert wie das gleiche Volumenelement Wasserstoff, lässt sich halt mit 45% statt 60% verstromen. Unterm Strich immer noch ein klarer Vorteil.

 

Warum glaube ich im Auto trotzdem nicht wirklich an die Brennstoffzelle? Es sind neben der Speicherdichte vor allem die Kosten. Was kostet ein 20kW Range-Extender (etwa Dauerstrich 130 km/h) im Vergleich? Ist ein halber Motorradmotor einer 5000€ "brutto" Einsteigermaschine. Nur statt "Rahmen und Getriebe" eben ein Generator. Der stationär sicherlich 45% erreichen kann. Wie sieht sowas praktisch aus? https://magazine.fev.com/.../ Was wiegt sowas? Rund 100 kg, etwa 2/3 des Gewichts eines Anfänger-Motorrads. Dass diese Dinger aus dem "militärischen" Bereich kommen (https://www.youtube.com/watch?v=rVg1MVhTMUM) verwundert übrigens nicht. Es ist eigentlich eine "Auxiliary Power Unit" (APU) und sowas stellt eben Strom für z.B. Kampfpanzer oder Radarsysteme bereit, damit die wie die M1 mit den Gasturbinen (Katastophe in Teillast) nicht ständig mit dem laufenden Hauptmotor rumstehen müssen wenn die nur die Gegend mit ihren Sensoren beobachten. Der Diesel eines Leo ist in Teillast massiv sparsamer, aber 1500PS saufen auch im Leerlauf gut wenn nur ein paar Kilowatt an Strom für die Sensorik benötigt werden. Zudem ist der Brennstoff für solche "ab und zu betriebenen" Extender 1a speicherbar. Siehe Ethanol. Was man übrigens auch aus Zellulose herstellen kann, aktuell kostet eine Tonne Bioethanol etwa 700€. Aus Holz etwas teurer, aber immer noch deutlich unter 1000€/Tonne. 0,75-1 Mio Tonnen sind aktuell in DE Herstellbar. Ohne auf eine "stillgelegte Agrar-Fläche" zurückzugreifen.

 

Nach aktuellem Stand daher mein "Best Guess": 10-30 kWh Akku bzw. 75-150 km (bzw. rund 100-200 Kilo Akku) um die Masse der Alltagsfahrten ohne Probleme erledigen zu können und dann springt eben der Range-Extender an. Der nochmal 100 Kilo "aufträgt", aber eben dieses Gewicht in einen Akku investiert "nur" weitere 100km "Peakrange" gestattet. Treibstoffe wären Ethanol und Biogas. Keine perfekte Lösung, aber eine die sicherlich 90-95% aller "Privatnutzungen" umfasst. Tanken an 2kW über Nacht. Der Preis für den Treibstoff des Range-Extenders ist zudem "nahezu egal" wenn man nur ab und zu Reichweite braucht. Und je seltener diese abgefordert wird, desto weniger darf so ein Ding kosten. Womit wir wieder beim klassischen Verbrenner-"Range-Extender" sind. Der als Stationärmotor ohne "vollvariable Ventile, Turbo und Direkteinspritzung", dafür mit der Abwärme der Frequenzumrichter vorgewärmt eher spottbillig konstruiert sein kann. Lastwechselverhalten? Egal. Kaltstart kennt der idealerweise nicht. Die "Brennstoffzelle" wäre damit eher eine Lösung für PKW-Vielfahrer bis hin zu Klein-LKW im regionalen Lieferdienst.

 

Was ich übrigens am seriellen Hybrid (Akku + Generator) persönlich "charmant" finde - wenn wirklich 10-20kWh Akku mit 80 kW Peak (Rekuperation) stabil möglich werden, dann geht das auch fürs Beschleunigen. Einem Akku ist das quasi egal ob er geladen oder entladen wird. E-Motoren kann man kurzfristig typisch mit Faktor 3 gegenüber deren Dauerlast "überladen". Die erwärmen sich, aber so lange die nicht zu heiss werden ist alles ok. Siehe den alten Tesla, der auf der viertel- bis halben Meile zieht wie sonstwas und auf dem Nürburgring nach 2 min mit lustig blinkenden Warnleuchten "verkackt". Ein 30-40kW Dauerlast Motor hätte dann mal eben 90-120 kW Peak beim Beschleunigen. Ich nehm dann lieber einen doppelt so großen Akku. Und doppelt so fette Motoren. Hier sehe ich den geringsten Forschungsbedarf - solche Zellen mit hohen spezifischen Stromlasten gibts bzw. wird es geben. Siehe alleine was ein Porsche 919h so "drückt".

 

PS: Synthesefuels haben eine Berechtigung. Bei 40MJ/kg Brennwert bzw. 11.1 kWh/kg wäre 45% Wirkungsgrad bei der Verstromung etwa 5 kWh/kg Brennstoff als "Ernte". Akkus liegen bei 0.2 kWh/kg. Faktor 20 in der Speicherdichte. Flugzeuge müssen Ihr eigenes Gewicht ständig in der Luft halten, weil sonst machts "Plumps". Die brauchen sowas. "Detlef Dieseldepp" vom Drehmoment-Stammtisch ganz sicher nicht. Ums salopp auszudrücken. Und die Brennstoffzelle wird bei "nicht elektrifizierten Nebenstrecken" genau so Sinn ergeben wie in der Mittelstreckenfliegerei. Die würden wieder mit Propellern und damit langsamer unterwegs sein, aber der Kostenvorteil des Wasserstoffs im Vergleich zu Synthese-Kerosin macht das mehr als wett. Wer nach NY muss und eben je Flug 300 Kilo Synthesesprit verballert - der kann sich sein 600€ "Hin und zurück" Ticket halt abschminken. Aber viele werden nach wie vor eher einen halben Tag fliegen als ne Woche einen Ozeandampfer zu nehmen.

 

Leider kommt man mit einem Akkuflieger nicht wirklich weit. Nehmen wir an, ein Passagierflugzeug hat eine Gleitzahl von 30. Wer fliegt weiss was es ist, wenn nicht die Kurzfassung: Verhältnis aus Auftriebskraft zu Widerstand. Moderne Segelflugzeuge haben etwa 40 bis 50. Wenn die Hälfte eines Flugzeugs aus Sprit bzw. Akku besteht - bei 200 Tonnen Startgewicht sind 100 Tonnen Akku drin. Also 100.000 kg mal 0.2kWh/kg bzw. 20.000 kWh. "kWh" ist physikalisch die Einheit der Arbeit und Arbeit ist bekanntlich Kraft mal Weg. Die Kraft ist somit bei Gleitzahl 30 etwa 1/30stel der Gewichtskraft von 200t. Also etwa 66.000 Newton. Mit 20.000 kWh bzw. 72.000 MJ gestattet das einen Weg (100% Wirkungsgrad der Antriebe) von theoretisch 1090 km. Mit 80% Wirkungsgrad eines Propellers reden wir eher über 800 km als Grenzreichweite, abzüglich Gegenwind und Reserven um einen Ausweichflughafen zu erreichen. Also eher keine 500 km.

 

Akkufliegerei macht daher in der Luftfahrt wenig Sinn - außer man kann oder will sich partout nicht in einen Zug setzen. Siehe "Inselhopper". Aber mit Batterie von Irland aus nach NY? Njet.

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Sat Oct 31 00:54:29 CET 2009    |    GaryK    |    Kommentare (28)    |   Stichworte: Sonstiges

hier die Vollkostenrechnung meines ehemaligen Vectra B auf LPG, der ist nun verkauft.

 

Anschaffung: 12/2002, 9000€, Kilometerstand 66.800, 3 Jahre damals alt.

Gasumbau: 5/2003, Kilometerstand 71.000

Verkauf: 11/2009, 2600€, 217.000 gelaufen.

 

Wartungskosten, Verschleißteile, Instandhaltung in der Zeit (Scheckheftgepflegt, incl. kosmetischer Reparaturen): 7000€ incl. 2600€ Gasumbau, incl. 800€ für ca 4-5 reparierte Parkrempler mit jeweiliger Unfallflucht. Den jeweils Flüchtigen wünsche ich Krätze und zu kurze Arme.

 

Kraftstoffkosten laut Spritmonitor: 6,49€/100 km dank vieler Fahrten mit superteurem süddeutschen Sprit als Fernpendler. Lokal wären es 5,70€/100km gewesen.

 

Versicherung und Steuer: ca. 400€ jährlich im Mittel bei ca 22 Tkm Jahresfahrleistung.

 

Vollkosten des Vectra B: 17,5 Cent/km. Glück gehabt muss ich sagen, bisher mein bester Wagen. Sparsam, wg. Gas billig beim Sprit und eigentlich recht frei von teuren bzw. kapitalen Problemen. Fast alle "teuren" Inspektionen waren auf Verschleißteile wie Bremsen, Auspuff, Krümmer (bei Opel "Verschleißteil") oder am Ende die Klima zurückzuführen. Alleine in diese hab ich 1000€ gesteckt *grummel*. Mit Benzin wäre ich je nach Verbrauch bei etwa bei 20,5 bis 21,0 Cent/km gelandet. Die Gasanlage hat unterm Strich abgerundet etwa 4000€ geringere Ausgaben für Kraftstoff verursacht, Einbaukosten nebst Mehrerlös beim Verkauf bereits berücksichtigt.

 

Bei 150.000 gefahrenen Kilometern sind das Gesamtausgaben von aufgerundet 4000€ p.a. gewesen. Teures Vergnügen trotz des preiswerten Fahrzeugs. Vor allem, da ich trotz viel Dusel mit dem Kauf lediglich 15 Cent je gefahrenem Kilometer (bzw. 30 Cent je Entfernungskilometer) bei der Steuer absetzen kann. Anteil beruflich bedingter Fahrten: recht genau 82%.

 

Scheiss Finanzamt, die sollten selbst die Autos bauen bzw. den höheren B-Beamten/Politikern als Dienstwagen stellen, die das Finanzamt bereit ist Otto Normal auch zu bezahlen. 15 Cent/km schafft _vielleicht_ ein gebrauchter Fiat Panda mit LPG/Erdgas.


Der Schuldige

GaryK GaryK

Senior Chaos Engineer

BMW

Mittvierziger, GebrauchtfahrzeugbiszumTüvTod Fahrer.

 

Forenpate / Moderator "Alternative Kraftstoffe, Sportwagen, Rover, BMW"

Informationen

LPG macht süchtig.

 

Ehemals:

  • Honda Civic GT 1.5i, BJ 1985. Kein Gewicht, kein Fahrwerk.
  • Ford Escort 1.6 Ghia, viel Durst um nichts.
  • Vectra B 1.8/16V Edition 100, LPG Landi Renzo IGS, gekauft bei 66.000 km,verkauft bei 220.000 km. Zuverlässiger Poltergeist.
  • Audi A4 3.0i, LPG mit BRC Plug & Drive, gekauft mit 82 tkm und sofort auf LPG umgebaut. 247 tkm und "Tod durch abgerissene Zündkerze". Bei einer Inspektion. Statt "Kopf ab und ausbohren" geht die eben nach Polen. Die Karre zickte an allen Ecken, aber NICHT wegen LPG. Es sei denn, ein kaputtes Schaltsaugrohr / Schiebedach / Querlenker kommt von dessen negativer Aura.
  • BMW Z4 Coupe E86, 3.0SI, gekauft bei 83.000 km. LPG ist drin, rennt wie Hölle

 

(ehemalige) Motorräder:

  • GSX400E
  • XJ600 (51J)
  • YZF600R - hammergeile Ergonomie, Fahrwerk / Motor suboptimal
  • GSX-R 750 mit LSL Lenkerumbau. Geiler Motor und Fahrwerk, aber leider suboptimale Ergonomie.

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