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Speichertechnologien in der Schlüsselrolle

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energiespeicher

In der Energiewende kommt den Speichertechnologien eine Schlüsselrolle zu, weil regenerative Energien von der Natur abhängig sind und statt Energie bei Bedarf zu produzieren, wie Kohle- oder Atomkraftwerke, sie nur Energie aus der Natur ziehen, wann es sie gerade gibt.

Viele denken beim Speichern zuerst nur an Batterien. Diese sind kompakt und effizient, aber es gibt noch mehr. Energie lässt sich z.B. als Potentialenergie (erhöhte Lage), wie auch als kinetische Energie (Bewegung) speichern, aber auch in Wärme und flüssigen oder gasförmigen Stoffen. Kinetische Energiespeicher wie z.B. Schwungräder (u.a. in Formel 1-Technik) sind für die Energiewende wahrscheinlich weniger von Bedeutung, denn die Bewegung hat über die Zeit Verluste, die bei Energiespeicherung in erhöhter Lage nicht auftreten. Im Prinzip ist auch ein E-Auto, d.h. nicht die Batterie selbst, sondern die Bewegung, ein kinetischer Speicher, denn beim Bremsen gibt es Energie zurück .

Wie schnell Energie aus dem Speicher abgerufen werden kann, ist ein wichtiger Punkt für den jeweiligen Einsatzort/-zweck. Die Speicherverluste sind auch unterschiedlich.

Für die Energiewende interessant sind hauptsächlich:

• Batterien, u.a. in Autos mit V2L-Technik, sowie Altbatterien in Secondlife, auch bei privaten Photovoltaik-Anlagen.
• Pumpspeicherkraftwerk (PSK): Hier wird Wasser in ein hochgelegenes Becken gepumpt und die Energie kann über Turbinen beim Runterlaufenlassen wieder zurückgeholt werden. PSK brauchen viel Platz für das Becken.
• Schwerkraftspeicher: Prinzipiell wie ein PSK (s.o.), nur mit Betonklötzen statt Wasser. Energie gibt es über Generatoren.
• Elektrolyse mit Wasserstoff als Speicher (Power to gas)
• Elektrolyse und Kohlenststoffanreicherung mit eFuels als Speicher (Power to Liquid)
• Druckluftspeicher: Es wird Druck in einen Speicher gepumpt und über Gasturbine bei Bedarf zurückgeholt. Als Speicher werden meist luftdichte Salzstöcke genutzt, die es nicht überall gibt.

Für kürzere Speicherdauern gäbe es noch:

• Wärmespeicher (Power to heat), mit Wärmepumpen
• Schwungradspeicher
• Magnetische Speicher über Supraleiter: Im Magnetfeld wird Energie gespeichert
• Kondensatoren

Toll erklärt sind hier verschiedene Speichertechnologien:

https://www.energie-experten.org/.../energiespeicher .

Eine weitere Übersicht (vom Bundesministerium) zu Speichertechnologien:

https://www.bmwi.de/.../speichertechnologien.html

Je nach Einsatzgebiet stehen also verschiedene Speichertechnologien zur Verfügung. Insgesamt lässt sich sagen, dass es doch eine Menge Möglichkeiten zur Energiespeicherung gibt und die sind wichtig für regenerative Energien wie Wind- und Solarenergie. Welche Speichervariante zu wählen ist, hängt davon ab, wie lange Energie zu speichern sein soll bzw. wie schnell sie abrufbar sein muss und welche Möglichkeiten der gewünschte Speicherort bietet. Ich bin gespannt, wie es weitergeht auf dem Weg, Atom- und Kohlestrom komplett abzubauen.

j.

Umdenken zu BEVs

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Es gibt einige Leute/Organisationen mit viel Reichweite, die irgendwann bzgl. BEVs (E-Autos) ein Umdenken hatten. Beispiele:

Bis 2017 hatte Greenpeace eine klare Position gegen BEVs. Dann haben sie eine 180-Grad-Wende vollzogen. Inzwischen fordern sie einen schnelleren Wandel zu E-Autos.

Die Schwedenstudie von 2017 wurde oft zitiert und wird noch heute manchmal als "Beleg" gegen BEVs herangezogen. Von 17 Tonnen CO2 bei einem Tesla-Akku war die Rede. Erst 2019 haben die Macher sich selbst korrigiert. Die Schwedenstudie II fand leider kaum Beachtung.

Lange Zeit hat Harald Lesch im Fernsehen seine klare Position gegen BEVs erklärt. Erst Ende 2021 hat er erkannt, dass BEVs eben doch der beste Weg sind. Besser spät als nie.

Gerne wird in Foren, Facebook-/Instagram-Kommentaren etc. behauptet, die Bundesregierung habe keine Ahnung, weil sie die Förderung der BEVs beschlossen hat und BEVs in Wirklichkeit sehr umweltschädlich seien. Die Autolobby habe zu großen Einfluss auf die Regierung. Gaanz langsam zeigt sich, dass die Entscheidung pro BEVs wohl doch nicht so dumm war .

j.

Edit: Hier noch das YouTube-Video mit Harald Lesch:

https://youtu.be/OtnHAn32Ybc

Kohleausstieg und E-Mobilität

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Verbrennung

Häufig gibt es Zweifel an der E-Mobilität, weil man befürchtet, dass angesichts des angestrebten Atom- und Kohleausstiegs der Strom nicht ausreichen könnte. Man glaubt, die Bundesregierung hat sich da verschätzt.

Ziele sind:

- Atomausstieg 2022 (dies wurde schon 2011 nach Fukushima festgelegt)

- Kohleausstieg 2038

- Klimaneutralität 2045

Der aktuelle deutsche Strommix 2020 ist hier zu finden:

https://www.entega.de/blog/strommix/

Erneuerbare Energien lagen 2020 bei 50,5% Anteil. In den letzten Jahren ist der Anteil um ca. 5% pro Jahr gestiegen. 2019 waren es noch 46%, 2018 40,2%. Es geht also weiter voran mit dem Ausbau.

Wie viel mehr Strom wird durch den Wandel zur E-Mobilität erforderlich?

Es gibt nicht nur die E-Mobilität, die den erforderlichen Strom erhöhen wird, sondern auch den Trend zu Wärmepumpenheizungen, die Öl und Gas ablösen sollen. Hier gibt es eine gute Grafik:

https://t3n.de/news/bmwi-stromverbrauch-steigt-1429043/

Demnach soll der Strombedarf ausgehend vom Jahr 2018 insgesamt um 11% bis 2030 ansteigen. Das ist deswegen nicht so überdimensional viel, weil es auch Faktoren gibt, die den Strombedarf senken. So verbrauchen z.B. Raffinerien extrem viel Energie und diese können mit sinkender Benzinnachfrage schrittweise runtergefahren werden. Hier wird erklärt, dass man für 7 l. Benzin (ca. 100 km Fahrt mit Benziner) ca. 11 kWh Energie in der Raffinerie verbraucht. Alleine damit kann ein E-Auto 50 bis 80 km fahren. Allerdings wird die Energie in der Raffinerie teils auch durch Verbrennung selbst erzeugt.

Bis Ende 2030 (= 9 Jahre) müssen wir also die 12% Kernenergie und gut die Hälfte der ca. 24% Kohleenergie (= ca. 13%) ersetzen, plus 11% zusätzliche Energie schaffen, was zusammen ca. 36% entspricht. Ist das machbar bei dem bisherigen Trend? Bei einer Steigerung von 5% regenerativer Energien pro Jahr könnten das also grob 9x 5% = 45% werden. Erscheint also machbar. Ein Hindernis ist dabei, dass man regenerativ wohl eher mehr Energie braucht als nicht-regenerativ, denn regenerative Energien liefern nicht so konstant Strom. Entweder man speichert einige Energie zwischen oder man erzeugt mehr. Im Prinzip ergänzen sich Sonne und Wind ganz gut. Nachts fehlt Sonnenenergie, aber Windräder drehen sich weiter. Bei Hochdruckgebiet gibt es mehr Solarenergie als Wind. Dann gibt es auch noch Strom aus Biomasse, Gezeitenkraftwerke etc.. Der Mix an regenerativen Energien ist wichtig, um Energieflauten zu vermeiden.

Ich sehe jedoch noch eine Menge Potential bei regenerativen Energien. Viele Hausdächer haben noch keine Solarpanels. Es gab da mal die Überlegung, dass alleine das Nutzen von 1/4 der Fläche abgebauter Kohlekraftwerke mit schwimmenden Solarzellen so viel Energie erzeugen könnte, wie alle E-Autos in Deutschland benötigen. Also da geht noch was.

Ich kann die Skepsis ggü. der benötigten Energie für E-Autos zwar verstehen, aber so schlecht sieht es dann doch nicht aus. Zu warten mit der Elektromobilität bis die gesamte Energie erstmal regenerativ ist, wäre nicht sinnvoll, denn die ausgedienten Speicher aus alten E-Autos können sehr gut als Speicher in der Energieerzeugung gebraucht werden und bis die alt sind, dauert es ja noch einige Jahre.

Btw: Dass (vor allem) Frankreich Atomstrom in der EU als grün anerkannt haben möchte, kann ich insofern verstehen, weil das Land randvoll mit Atomkraftwerken ist und das Streben nach weniger CO2-Ausstoß aktuell dringender ist als die Vermeidung von tausende Jahre strahlendem Atommüll. Dass man aber jetzt noch neue Atomkraftwerke bauen will, dafür habe ich kein Verständnis, zumal Atomstrom gar nicht billiger ist als Strom aus regenerativen Energien.

j.

PS: Ja, ich weiß, auf dem Aufmacherfoto ist keine Kohle, sondern Holz. Und das ist auch nur ein Film auf Netflix... Hatte gerade kein Bild mit richtiger Kohle da.

Die Zukunft der Sportwagen

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Neulich hatte ich die Möglichkeit, den Porsche Taycan mit meinem Bruder probezufahren. Das ist ja eine Sportlimousine, an der Grenze zum "Sportwagen". Er hat uns nicht enttäuscht, fuhr wie erwartet sehr gut. Wir sind die Basisvariante gefahren. Das Auto hat ein sehr gutes Fahrwerk, obwohl es das Standardfahrwerk war. Mir gefällt auch das Design innen und außen sehr gut. Die Power lag klar über unseren ID.3, wenn auch nicht soo weit darüber, wie man beim Taycan denken könnte. Auch über 180 lief er noch wie auf Schienen und hatte beim Rangieren eine schön leichte Lenkung. Dennoch kam mir das Gefühl, dass das gewisse Etwas fehlt. Zwar bin ich gehörlos, weiß aber aus meiner Hörendenzeit durchaus, wie Motorsound klingt. Außerdem kann man einen Verbrennungsmotor im Gaspedal erstaunlich gut spüren (Drehzahl, Schaltpunkte). Das ist etwas ähnlich wie Hören, zumindest in den tieferen Frequenzen. Nun ist der Sound eines Alltagsautos mit 3 oder 4 Zylindern nicht unbedingt "erhaltenswert", aber bei einem Sportwagen mit 5 oder mehr Zylindern vermittelt er eben doch ein spezielles Feeling. Der "Motorsound" des Taycan unterscheidet sich wohl so gut wie nicht vom ID.3, also da hört man vom Motor nichts oder nahezu nichts. Mein Bruder ist hörend und fand den Taycan auch extrem leise. Was ich beim ID.3 klasse finde, also die stille Power, wirkt beim Sportwagen dann doch etwas seltsam.

Obwohl mir klar ist, dass der Taycan einen großen E-Motor hat und unser ID.3 nur einen kleinen, merkt man davon halt nichts, außer beim Druck in die Sitze.

Es gibt beim Taycan gegen Aufpreis ein elektronisches Fahrgeräusch. Das haben wir nicht ausprobiert, könnte ich ja eh nicht einschätzen (Wer kann davon berichten?). Vibrationen und Volumen wie vom Verbrenner gibt es dabei aber sicher nicht. Das Problem beim hochkarätigen elektrischen Sportwagen ist jetzt, etwas Individuelles, Besonderes zu schaffen. Das funktioniert zumindest nicht über den Motorsound, wie man es bisher kannte. V8, R6, Akrapovi?... das gibt es beim E-Auto alles nicht. Die Frage ist: Wie kann man die fehlende Komponente "Motorsound" ersetzen, kompensieren, oder etwas schaffen, das den Motorsound vergessen macht.

Ich meine dabei gar nicht, dass man eins zu eins ersetzen muss, was es nicht mehr gibt. Ein künstliches V8-Geräusch wäre albern. Es kann auch etwas anderes als ein Motorgeräusch sein, Hauptsache ein Sportwagen bekommt seinen speziellen Reiz und macht Spaß.

Zunächst kommt man vielleicht auf die Idee, dem Wagen eine super Soundanlage für Musik zu spendieren. Aber das geht eben auch bei Limousinen. Spezielle Sportwagenreize bleiben auf jeden Fall das Design und das quirlige Fahrverhalten mit tiefer Position (im Dschungel der SUVs).

Sportwagen sind gewöhnlich Zweitürer und häufig auch Zweisitzer. Wo ein solcher klare Vorteile haben kann, ist bei einem zu öffnenden Dach. Bei 4-Sitzern zieht es hinten meist unangenehm und 4-Türer gibt es offen kaum. Von daher würde ich beim Sportwagen einen Schwerpunkt auf ein besonderes, zu öffnendes Dach setzen. Das geht wie bisher mit Cabrio- oder Targa-Konstruktionen, aber es wäre noch mehr denkbar. Kennt ihr noch das Baur-Cabrio vom BMW Dreier mit den festen Türrahmen? Der Smart hat als Cabrio auch so etwas und ich fand es toll, dass man das Dach bis zur Höchstgeschwindigkeit öffnen und schließen konnte. Das machte es leicht, spontan offen zu fahren. Überhaupt ist Offenfahren vom Naturerlebnis her schön mit dem leisen, starken E-Antrieb zu kombinieren.

Wahrscheinlich überlegen die Firmen schon fleißig, wie der Sportwagen im Elektrozeitalter aussehen kann. Lotus will ja bald nur noch E-Autos anbieten und Porsche bringt bis 2023 den Cayman/Boxster elektrisch heraus. Es wird spannend, wie sie diese Herausforderung angehen. Rein vom Vortrieb her ist der E-Motor ja hervorragend sportlich zu fahren, d.h. direkt, mit super Reaktion, ohne Schaltvorgänge. So manch einem wird aber wohl das raue Wesen des Verbrenners fehlen. War das Turboloch einst lästig, könnte es nun mancher als Charaktereigenschaft vermissen. Immerhin sind Handschalter beim Verbrenner zugunsten der Automaten schon von selbst fast ausgestorben, so dass der Schritt zum E-Auto emotional kleiner wird.

Was einen elektrischen Sportwagen ausmachen kann:

• Power, Ansprechverhalten
• Design
• Offenes Dach
• Niedrige Straßenlage
• Höhere Endgeschwindigkeit als "normale" e-Autos (In dem Punkt hat das E-Auto ja die Latte wieder runtergesetzt)
• Motorsound & Vibrationen

Habt ihr noch Ideen, wie man einem elektrischen Sportwagen das gewisse Etwas geben kann? Oder braucht es das doch nicht?

j.

Hoch vs. lang 2 - Oder: BMW vs. Mercedes

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Welches Auto wäre eure Wahl?

• BMW iX xDrive50
• Mercedes EQS 450+

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Vor 8 Artikeln hatte ich schon einmal 'SUV gegen Limo' und da lag der flache BMW am Ende vorne. SUV scheinen mir allgemein im Forum nicht so beliebt zu sein wie in der Gesellschaft. Jetzt drehe ich in der 100000 €-Klasse den Spieß um: Der BMW kommt als SUV in das Duell und der Mercedes als Limousine. Ähnlich teuer sind dabei: BMW iX xDrive50 und Mercedes EQS 450+. Hier einige Daten:

BMW iX xDrive50:

523 PS

Leergewicht 2585 kg

Zulässige gebremste Anhängelast bis max. 12 % 2500 kg

Länge 4953/ Breite 1967/ Höhe 1696 mm

Wendekreis 12,3-13 m

Höchstgeschwindigkeit 200 km/h

Beschleunigung 0-100 km/h 4,6 s

Elektrische Reichweite (WLTP) bis 631 km

Batteriekapazität 111,5 / 105,2 kWh (Brutto / Netto)

DC-Schnellladen (10-80%) 0:35 h / max. Ladeleistung 195 kW

Ab 100.000 €

https://www.bmw.de/.../bmw-ix-konfigurator.html?icp=precon

Mercedes EQS 450+:

333 PS

Leergewicht 2.480 kg

Zulässige gebremste Anhängelast bis max. 12 % 750 kg

Länge 5.216/ Breite 2.125/ Höhe 1.512 mm

Wendekreis 10,9 - 11,9 m

Höchstgeschwindigkeit 210 km/h

Beschleunigung 0-100 km/h 6,2 s

Elektrische Reichweite (WLTP) bis 768 km

Batteriekapazität ? / 107,8 kWh (Brutto / Netto)

DC-Schnellladen (10-80%) 0:31 h / max. Ladeleistung 200 kW

Ab 106.374,10 €

https://www.mercedes-benz.de/.../LIMOUSINE_LANG

Der BMW kann mit 2500 kg Zuglast auftrumpfen, der Mercedes dagegen mit 768 km Reichweite. Wer im Innenraum mehr Platz bietet, kann ich nicht sagen, da ich noch nicht drin saß. Beim Mercedes soll das Infotainment sehr gut sein. Der BMW bietet trotz geringerem Preis eine wesentlich bessere Beschleunigung. Etwas schade finde ich, dass es beim iX wie auch im Taycan kein zu öffnendes Schiebedach gibt, im EQS dagegen schon. Dass der Wendekreis beim Mercedes so klein ausfällt, liegt an der Hinterradlenkung, die 4,5° bzw. 10° einschlagen kann (für 10° plus ca. 8500 €, weil ein weiteres Paket zwangsgekoppelt ist, obwohl es nur eine Software-Sache sein soll). Die optionale Hinterradlenkung im iX kann wohl nicht ganz so weit einschlagen. Der EQS ist absolut Luxusklasse, der iX etwas darunter, da nur wenig größer als ein X5. Dennoch liegen sie durch den ähnlichen Preis in gewisser Konkurrenz.

Welches Auto wäre eure Wahl, wenn ihr in dieser Preisklasse eins aussuchen dürftet?

j.

PS: Die Bilder sind von den Homepages. Bei BMW sind die Konfiguratorbilder leider nicht gut aufgelöst.

PPS: Bin übrigens neulich den Taycan gefahren, der ja auch etwa in dieser Preisklasse liegt: https://www.pff.de/.../?postID=155623881#post155623881 wie auch bei https://www.instagram.com/p/CV1CrXxK3Bw (mehr Bilder)