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Wirkungsgrade im Vergleich

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Wirkungsgrad

Hallo,

wie vielleicht dem ein oder anderen bekannt diskutiere ich gerne zu technischen Themen in Bezug auf die Mobilitätskonzepte der Zukunft. Da dieses Thema sehr komplex ist und vielfältige Aspekte eine Rolle spielen, gerät man in den Foren schnell in ein OT Diskussion. Deswegen möchte ich gerne in mehreren Artikeln, über meine Sicht der Dinge schreiben, aber auch die Gründe dafür.

Vielleicht vorab um Missverständnisse zu vermeiden, für mich besteht kein Zweifel daran, das eine auf fossile Energieträgern beruhende Energiversorgung keine Zukunft hat! Ich sehe zwar noch keinen Grund zu Panik, aber das finale Ziel ist klar, nachhaltige Energie und CO2 Neutralität der Energieträger. Deswegen bitte keine Diskussion dazu, seht es als Prämisse, ansonsten bin ich gern zu jeder Diskussion bereit und bin auch dankbar für neue Informationen.

Zum Start soll es um das häufig diskutierte Thema "Wirkungsgrad" gehen, welches wohl eines der wichtigsten Themen bei der Verkehrswende darstellt. habe ich mir mal die Mühe gemacht und nach besten Wissen und Gewissen Informationen zusammengetragen bzw. abgeschätzt, um mal eine Übersicht von der zu erwartenden Wirkungsgrade von verschiedenen Mobiltätskonzepten zu erstellen. Ich denke das wichtigste ist, zu sehen, das es nicht den einen Wirkungsgrad gibt, sondern das je nach Anwendung und Umgebungbedinngungen ein weiter Bereich denkbar ist. Die Wirkungsgrade sind Well-To-Wheel, d.h. die gesamte Kette von Energieerzeugung bis zum Rad soll betrachtet werden.

Zudem versuche ich Entwicklungspotentiale darzustellen, erkennbar am rot umrandeten Balken. Man möge mir nachsehen, das ich bislang nur den Verbrenner hier berücksichtigt habe, aber da kenn ich mich am besten aus. Wer mir hier weitere Infos liefern kann, immer gern, ich denke gerade der Wert bei der Brennstoffzelle hat noch Potential.

Betrachtet wird nur der Betrieb und primär die aufzwendende Bewegungsarbeit, Zusatzverbraucher wie Heizung/Klima etc. werden hier nicht betrachtet. Zudem wird der Energiebedarf für für Produktion/Entsorgung der Fahrzeuge ebenfalls hier nicht betrachtet! Ich versuche dies in einem späteren Artikel nachzuholen, aber hier soll es erst mal nur um den Betrieb gehen.

Mein Fazit dazu:

In der Tat sieht das Potential auf den ersten Blick ziemlich desatrös aus für die E-Auto Alternativen, zumindest mal für die finale Lösung. Aber wie bereits gesagt, Wirkungsgsgrad ist nur eine Aspekt, hinzu kommen weitere, die ich in anderen Artikeln ansprechen möchte und ich den Verbrenner noch lange nicht für am Ende halte.

In unserer jetzigen Situation, selbst wenn man mit dem Strommix rechnet, bietet das E-Auto in D erst mal nur wenig Vorteil in Bezug auf Energieverbrauch und CO2 bietet, bzw. ist sogar kontraproduktiv ist, wenn man mit einem Gesamtbilanzansatz rechnet, wodurch, wenn man sonst nichts ändert, aufgrund von EE Einspeisevorrang ein Mehrverbrauch an Strom faktisch nur aus Kohlemeilern kommen kann. Zwar würde der offizielle Flottenverbrauch sinken, aber letzlich wird das Problem nur in die Energiewirtschaft abgeschoben und die Umwelt interessiert es nicht wem wir welchen CO2 Austoß zuschieben.

Hier: http://unverzerrt.de/.../ wird das Prinzip ganz gut erläutert, auch wenn ich nicht ganz so pessimistisch wie der Autor bin.

Dabei könnten auch hierzulande mit sauberen Strom geladene E-Autos unterwegs sein, den im Prinzip gäbe es sicherlich genug Autos deren Nutzer gerade die Stromüberschüsse verwerten könnten, aber derzeit exitiert hierzu (soweit ich weiß) keine Infrastruktur die es den Stromproduzenten erlauben würde, gezielt E-Autos zu laden. Daher ist m.M. nach die Rechnung 100% Kohlekraft im Moment sicher der Realität am nächsten, wenn man den Einfluss der E-Autos auf den CO2 Gesamtaustoß abschätzen möchte.

Für die die es genau wissen wollen, anbei mal die Links, die mir als Datenbasis gedient haben und die Berechnung. Wenn jemand Infos/Links insbesondere zu den Schätzwerten hat immer her damit, wobei ich nicht unbedingt ums letzte Prozentchen diskutieren möchte

Art	eta von	eta bis	Anteil von	Anteil bis	Link
Power-to-CH4	75%	80%	100%	100%	https://...tionales-verkehrswesen.de/.../
Power-To-Liquid	60%	70%	100%	100%	https://www.google.de/url?...
Power-to-H2	85%	90%	100%	100%	https://www.faz.net/.../...lyse-kehrt-die-verbrennung-um-13282481.html
Kraftstoffproduktion inkl Netz	78%	90%	100%	100%	https://de.wikipedia.org/wiki/Well-to-Tank
Aufbereitung Biogas	95%	98%	100%	100%	Schätzung
Tanken H2	88%	88%	100%	100%	https://de.wikipedia.org/wiki/Brennstoffzellenfahrzeug
Tanken CH4	96%	96%	100%	100%	Abgeleitet von H2
Laden Strom	70%	90%	100%	100%	https://ecomento.de/.../
Induktives Laden	90%	90%	100%	0%	https://www.vdi-nachrichten.com/.../Luftspalt-ersetzt-Ladekabel
GuD Kraftwerk	55%	63%	100%	100%	https://de.wikipedia.org/wiki/Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk
Kohlekraftwerk	30%	45%	100%	100%	https://de.wikipedia.org/wiki/Kohlekraftwerk
Strommix	55%	56%	100%	100%	https://de.wikipedia.org/wiki/Prim%C3%A4renergiebedarf#FN_(S)
Stromspeicher	75%	90%	75%	25%	https://de.wikipedia.org/wiki/Energiespeicher#cite_note-8
Verteil und Speichernetz Gas	95%	98%	100%	100%	Schätzung
Verteilnetz Liquid	98%	99%	100%	100%	Schätzung
Stromnetz	94%	94%	100%	100%	https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cbertragungsverlust
Verbrenner	20%	40%	100%	100%	Alle Verbrenner inkl. Hybrid, Abschätzung anhand Motorkennfelder
eta E-Motor	85%	95%	100%	100%	Schätzung
Verbrenner Pot		60%	100%	100%	https://www.stern.de/.../...on-bmw-nichts-als-heisse-luft-3599378.html
"	"	"	"	"	https://www.faz.net/.../...hohem-wirkungsgrad-entwickelt-15610555.html
Verbrenner Biogas	39%	42%	100%	100%	https://www.google.de/url?...
Generator	85%	95%	100%	100%	https://de.wikipedia.org/wiki/Asynchrongenerator
Brenntoffzelle	50%	60%	100%	100%	https://de.wikipedia.org/wiki/Brennstoffzellenfahrzeug
PT Verbrenner	70%	95%	100%	100%	Schätzung
PT E-Motor	97%	99%	100%	100%	Schätzung

Zur Erläuterung der Zahlen, es wird einmal der Wirkungsgrad und einmal die Nutzung genannt. Damit möchte ich zeigen, das gewisse Technologien einen bestimmten Wirkungsgrad haben, aber da nicht permanent genutzt, nur anteilig eingeht. Also als Beispiel das induktive Laden, welches einen bestimmten Wirkungsgrad hat, Nun wir es nicht jeder jedes mal nutzen und deswegen gebe ich noch eine geschätze Nutzungshäufigkeit an.