Synthesetreibstoffe und Elektromobilität (Abgespaltenes Thema)

[rosi03677]

Grasoman,Danke für die Übersicht!

Als 5 Facher Papa,Stiepapi sind diese Modelle aber nicht In meiner Gehaltsklasse enthalten!

So weit oben habe ich nie geschaut,Grins

Außerdem will ich kein Notstromaggregat

in den WOWA bauen,

Um die Reichweite des Elektobombers

da zu optimirmeren!

denke keines dieser Fahrzeuge wird

Mit nem Hänger über 150 Km kommen !

Ein Bekannter mit Tesla kommt ja auch nicht

In einem Zug von Erfurt nach Berlin,ca 330KM.

In Weißenfels muß Er noch mal 45 Min

Ionen tanken,damit Er in Berlin ankommt!

mfg

[Spannungsprüfer135469]

Zitat:

@rosi03677 schrieb am 18. August 2020 um 20:50:15 Uhr:

Zephi hatte ich Dich persönlich im Beitrag vorher angesprochen,das hier jetzt böse Worte fallen?

Ich mag's nicht wenn E-Mobilität wie ein Witz behandelt wird.

Grüße,

Zeph

[rosi03677]

Wo ein E-Fahrzeug hinpasst ,Bitte .

man sollte lieber über so etwas Nachdenken und

solche Dinge fördern-

https://www.deutschlandfunk.de/...-kraftstoff-fuer-den.697.de.html?...

oder dieses-

https://www.youtube.com/watch?v=qq0fjl0LQXo&feature=emb_logo

mfg

[knüppel74]

Zitat:

@rosi03677 schrieb am 18. August 2020 um 22:49:44 Uhr:

man sollte lieber über so etwas Nachdenken und

solche Dinge fördern-

https://www.deutschlandfunk.de/...-kraftstoff-fuer-den.697.de.html?...

oder dieses-

https://www.youtube.com/watch?v=qq0fjl0LQXo&feature=emb_logo

mfg

Das ist/war auch schon seit einiger Zeit mein Reden, warum stellt man keinen Sprit aus Biomüll/nachwachsenden Rohstoffen etc. her und verfeuert den in den doch recht ausgereiften Verbrennungsmotoren CO2-neutral?

Ich denke, zwei wichtige Gründe sprechen dagegen:

1) Es würde 100te Milliarden Euro und sehr viel Zeit kosten, soviel Herstellungskapazität, wie dafür benötigt würde, aufzubauen, außerdem bräuchte man wohl gigantische Flächen, um die benötigten Rohstoffe anzupflanzen!

2) Die 100te Milliarden Euros, die jetzt schon in die Entwicklung der Elektromobilität geflossen sind, wären völlig sinnfrei zum Fenster hinausgeschmissen, man kann jetzt eigentlich gar nicht mehr davon abrücken!

Wenn man vielleicht von Anfang an diesen Weg beschritten hätte, wären wir da jetzt wohl einiges weiter...

Sorry für OT

[GaryK]

Zitat:

@rosi03677 schrieb am 18. August 2020 um 22:49:44 Uhr:

man sollte lieber über so etwas Nachdenken und solche Dinge fördern-

https://www.deutschlandfunk.de/...-kraftstoff-fuer-den.697.de.html?...

oder dieses-

https://www.youtube.com/watch?v=qq0fjl0LQXo&feature=emb_logo

Auch wenns hier OT ist - "synthetische Kraftstoffe zu fördern" ist energetischer Schwachsinn. Was man mit technischem Sachverstand für 2 Cent auch leicht verstehen kann.

Basis: E-Auto mit Batterie -> 20 kWh/100km STROM.

E-Fuel:

(1) H2O -> H2 + 1/2 O2

1 Mol Wasser hat Standardbildungsenthalpie von 285 kJ/Mol, Spaltung mit Wirkungsgrad 70% bedeutet 407 kJ/mol Wasserstoff.

(2) Wasserstoff plus CO2 wie aus der Luft -> Synthese-Fuel. 4H2 + CO2 -> CH4 + 2 H2O.

Man achte drauf, dass bei Methan nur die HÄLFTE des Wasserstoffs im Brennstoff landet, die andere wird zu Wasser. Ist übrigens bei Synthesebenzin/Diesel unterm Strich nicht anders.

Du brauchst also für 895 kJ/Mol Verbrennungsenthalpie Methan von "Wind/Sonnengas" 4 mal 407 kJ/mol Wasserstoff als Hilfsenergie. 1628 kJ/mol. Molgewicht Methan 16 g/mol -> 101.7 MJ/kg bzw. 28 kWh je Kilo an Strom. Keinerlei Prozessenergie berücksichtigt, keinerlei Volumenarbeit Thema "Speicherung unter Druck", nichts in der Art. Bei knapp 3 Cent/kWh für die billigsten(!) aktuell erneuerbaren Energien kommste damit nahe 1€/kg alleine an Strom für die Hydrierung raus. Mit Nordsee-Windstrom zu absehbar etwa 4-5 Cent/kWh nochmals teurer.

Verbrauch eines Autos mit Erdgas betrieben wie die neuen 1.4 TGIs mit exakt 4 kg/100km: Rund 115 kWh Strom, was Wasser zu Wasserstoff und dann CO2 zu Methan bzw. Synthesebrennstoff verarbeitet. Ohne jede Energie, die es kostet CO2 aus der Luft zu ziehen. Also etwa Faktor 5-6 über dem, was Strom -> Batterie direkt "kostet/erfordert". Plus Prozessverluste und Hilfsenergie bei Utilities sehe ich da eher Faktor 7. Und mit "CO2 aus Luft" eher Faktor 10. CO2 aus Luft kostet aktuell etwa 600$/Tonne, aus konzentrierten Quellen "ab 50$/Tonne aufwärts".

Falls du das nicht gerade ahnst - "meine Arbeitsgruppe/Abteilung" treibt auf dem Gebiet fachlich ihr Unwesen und wir haben verschiedene Prozesse bereits simuliert und durchgerechnet. Die Überschlagsrechnung oben kann jedes Zweitsemester Verfahrenstechnik als Hausaufgabe lösen. "Wir" kommen übrigens ähnlich wie die DECHEMA auf minimale(!) Kosten ab 2,50€/kg Synthesetreibstoff. Plus MWST/Steuern.... Willst du das bezahlen? Also irgendwas nahe 4€/l an der Tanke? Wo du Solarstrom etwa für 10 Cent vom eigenen Dach (wer eins hat) bekommen kannst, also etwa 2€/100km? Mit einem Hauspuffer etwa 4€/100km (ca 20 Cent/kWh).

Es wäre schön, wenn Stammtische nicht nur eine Meinung hätten sondern neben "Youtube" auch noch verstehen was dort impliziert wird. Nur weil etwas grundsätzlich geht muss es noch lange nicht sinnvoll sein.

Apropos "Grundsätzlich geht": Wenn du 10-20 kWh im Akku hättest (50-100km Equivalent bei nem 1.5 Tonnen PKW) und weitere 100 km haben willst. 100 km im Akku sind eben 20 kWh und diese wiegen wegen rund 200 Wh/kg Speicherdichte eines Akkus etwa 100 Kilo. Das kostet dich zudem bei etwa 200$/kWh im Einkauf rund 4000$.

Gegenangebot: Ein 20kW Range-Extender wiegt samt Benzin/Gas ebenfalls 100 Kilo. Und kann aus jedem Kilo Benzin mit etwa 12 kWh Brennwert und 40% Wirkungsgrad etwa 4 kWh Strom erzeugen. Aus einem Kilo Benzin, nicht wie beim Akku 0.2 kWh/kg. Der Mix machts. Ein Hochleistungsakku samt einem kleinen Range-Extender aus der 20-30 kW Liga (Zweizylinder, 500ccm Miller-Motor ohne Sperenzchen), Dynamik aus dem Akku kommend - das wäre aktuell ein sehr guter Kompromiss. Sowohl von den Kosten wie der Netzverträglichkeit wie dem Thema "Nachtanken". Und bevor halb Deutschland mit ein paar Millionen PKW wegen ein paar x-hundert km Fahrten im Jahr je Fahrzeug hunderte Kilo Akkus auf den typischen Kurz- und Mittelstrecken spazieren fährt - da kann Synthesetreibstoff oder "Bioethanol/Gas..." doch Sinn machen. Was aktuell zu etwa 1 Mio Tonnen im Jahr als Alkohol im Benzinpool landet und als Biogas in der Grundlast "verstromt wird". Leidlich sinnlos übrigens, kannste abschalten und keiner merkts. Wenn das nicht reicht, DANN kannste über andere Methoden nachdenken. Und da käme von den Kosten her zu allererst mal Ethanol aus Zellulose.

Und um zum Thema zurückzukommen - ein Sportmotor wie der Aston Martin Valkyrie oder der aktuelle Honda-NSX wie auch der Porsche 919h haben eine substanzielle Hybridkomponente. Das ist nicht "zum Spass als grünes Feigenblatt". Das ist wegen Performance. Und angesichts der Akkuentwicklung das, was die nächsten 20 Jahre den Sportwagenmarkt dominieren wird. Ein Vierzylinder oder kleines Sixpack mit einem substanziellen E-Motor zieht einen deutlich größeren V8/Turbo schlicht ab. Alleine die superpräzise Regelung der E-Komponente in der Traktionskontrolle gibt dem beim Start und nahe der Haftgrenze einen reglungstechnischen (Traktions)Vorteil. Das erlaubt zudem mit dem Hub runterzugehen und der Drehzahl hoch (gleich Spitzenleistung) ODER einen fetten Lader für hohe Literleistung zu verwenden. Der wie ein alter 911er unten eigentlich "unfahrbar" ist, aber wo dich der E-Motor durch das Turboloch und Turbolag schiebt.

Und bei Muttis Corsa-B Ersatz als Elterntaxi und Einkaufswagen mit nicht mal 20 km/Tag gibts nichts effizienteres als Stromer. Da kannste den Sackstand mit Synthesetreibstoffen vergessen. Sowas braucht die Luftfahrt für Interkontinentalflüge und die Bundesbahn mit Dieselloks auf nicht elektrifizierten Strecken. Rund 40% des verbliebenen Netzes übrigens in DE. Dass angeblich "hunderte Milliarden" in die Entwicklung der Elektromobilität geflossen sein sollen - Belege. Das ist Stammtischgelaber für eine Aussage der Art "ich glaub, das ist viel".

[WQ33]

@GaryK

vielen Dank für den tollen Beitrag!

Viel zu schade für "kompakte V6".

Diese Thematik sollte in einem speziellen Thread behandelt werden.

Mich würde z.B. mal interessieren, ob es technisch/wirtschaftlich erstrebenswert ist,

in Zukunft alle Verbrennungsmotoren in PKW grundsätzlich abzuschaffen.

Bleibt nicht z.B. "ein Rest für die Landbevölkerung"?

Gruß von WQ33

[GaryK]

Problem aktuell an dem Konzept "Hochleistungsakku 10-20 kWh" und Extender ist, dass diese "kleinen" Akkus noch keine 100kW Rekuperation abkönnen. Belastbar/Zyklenfest. Weil 10-20 kWh deckt nahezu 80-90% aller Alltagsfahrten und kann nachts an 2kW und der heimischen "Schuko-Dose" geladen werden. Wenn man einen TG Platz/Garage/Eigenheim hat.

Es hatte einen Grund wieso der erste Tesla mit kaum 60kW Rekuperation etwa einen genau so großen Akku hatte. Akkus können zur Zeit keine endlos hohe Stromdichte ohne zu verschleißen. Aber es gibt das technische Potenzial bei den Elektrodenmaterialien, die Forschung ist voll davon. Es ist technisch halt lösbar und keine thermodynamische Unmöglichkeit.

IMHO gehört genau DA Forschungsgeld reingesteckt. Und dann einen sehr billigen und zugleich sauberen Range Extender drauf. Quasi einen kleinen Motorradmotor.

Siehe https://www.youtube.com/watch?v=rVg1MVhTMUM

Keine Direkteinspritzung, kein Turbo, keine verstellbaren Ventile/Nockenwellen nötig, keine Dynamikanforderung und koppelst du den Ölkreislauf dieses Motors an den Frequenzumrichter an, dann bekäme der Range Extender sogar vorgewärmtes Motoröl beim Start ... hält ewig und kostet nicht viel wenn man es "richtig auslegt".

Und bei einem 20-30kW Motor kannste einen Diesel mit Hoch- und Niederdruck.AGR, DPF, Doppel-SCR grad vergessen. Der katapultiert sich bei den Kosten bei marginaler Ersparnis an Brennstoff sowas von raus, das ahnste nicht.

[Spannungsprüfer135469]

Danke für den Thread. Hab Rosi3677 vorher noch per PN geantwortet, was im Wesentlichen auf das gleiche rausläuft wie GaryK's ausgezeichneter Beitrag.

Kurz, nicht alles was technisch geht, macht auch Sinn.

Um kurz auf das Beispiel SynFuel aus Zucker, wurde von Rosi3677 verlinkt. Ich bin kein Chemiker, deswegen kann ich's nur schätzen. Im Beitrag wird etwas von 4kg Zucker für 1l Isobuten genannt. Rechne ich das mit einem kleinen Aufschlag (5kg Zucker für 1l) in Benzin um, dann bräuchte die deutsche Autoflotte pro Jahr 263 Mio. Tonnen Zucker. Die Jahresproduktion von Brasilien, dem weltgrößten Zuckerhersteller liegt bei gerade mal 25 Mio. Tonnen. Man sieht also, das klemmt hinten und vorne.

Zum Thema E-Fuels, gibt's eh die schöne Rechnung von GaryK, auch das ist maximal als Zumischung zum fossilen Benzin tauglich und dann nur im niedrigen %-Bereich.

Grüße,

Zeph

[rosi03677]

https://www.youtube.com/watch?v=Fo7VgvRG-6U

auf Kraftstoffe müssen Wir trotz Elektro nicht verzichten !

zumindest beim Truck ist etwas anderes wie Diesel sehr schwer vorzustellen.

als Ergänzung das was bei UNS geht und auch Fährt,

aber es gibt kein ausreichendes Netz in D ,wo man solche Tankgrößen befüllen kann.

einge wollen es ,aber können es nicht Fahren!

mfg

[GaryK]

Außer du machst die Masse der Alltagsfahrten aus nem Akku und nur die paar Prozent der "Langstrecken" aus dem Tank.

In DE werden nach KBA Angaben etwa 600 Mrd PKW Kilometer abgeschrubbt. Siehe https://www.kba.de/.../vk_inlaenderfahrleistung_inhalt.html

600 Mrd km mal 20 kWh/100km sind 120 TWh Strom. Also der Strom, der 2019 alleine aus Windkraft ONSHORE erzeugt wurde. Der Mix macht unterm Strich das Potenzial aus.

Beim Thema LNG und LKW kann man sogar für Langstreckenkisten über einen "kleinen Akku" und SOFCs nachdenken. Die Schadstoffemissionen einer SOFC sind mangels "Brenntemperatur" und "keine Flamme" extrem übersichtlich. Macht finanziell keinen Sinn, da LNG über die SOEC plus Akku verstromt unterm Strick kaum Wirkungsgradboni hat - aber es geht wenn man auf quasi "emissionsfrei" aus ist. Ob ein Diesel bleibt wird sich zeigen - weil ein Miller-Cycle durch die hohe Verdichtung recht nah am Diesel ist und das bei deutlichen Vorteilen in den Rohemissionen.

[rosi03677]

Gary,

es gab schon vor ca 20 Jahren Entwicklungen bei UNS

wo andere noch im Tiefschlaf waren,

um die Umwelt zu Entlasten !

damals LNG/CNG,LPG,Biomasse/Gas ,Elektro und Wasserstoff ,

neben normalen Dieselantrieb.

heute spielen die Tiefschläfer die "Vorreiter" .

das geht bei jetzt und Funktioniert.

https://www.volvotrucks.de/de-de/trucks/alternative-antriebe.html

mfg

[Grasoman]

Zitat:

Problem aktuell an dem Konzept "Hochleistungsakku 10-20 kWh" und Extender ist, dass diese "kleinen" Akkus noch keine 100kW Rekuperation abkönnen.

Das wäre eine 5C bis 10C Ladung.

Also der Punkt ist überhaupt kein Problem. Schon heute gibt es massenhaft Mildhybride, wo 8-12 kW Rekuperationsleistung auf ca. 0.5 kWh Batteriekapazität treffen, also eine ca. 16-24C Ladung verursachen. Und das viele tausende Male im Leben des Mild-Hybriden. Üblich nimmt man dafür Li-Ion-Zellen, die jeweils einen kleinen Superkondensator vorgeschaltet haben. Die nennen sich dann Hi-Power-Zellen (anstatt Hi-Energy) und machen das mit. Ihre Energiedichte ist nicht mehr so dolle, weil ja Platz und Gewicht für die Superkondensatoren drauf geht, aber viele jeweils kurze Zyklen mit hoher Entladung/Ladung stecken die weg. Aber auch mit etwas geringerer Energiedichte lassen sich easy 10-20 kWh zusammenklöppeln.

Oben in dem ausgelagerten Faden fehlt leider die Grundfrage: das war die Frage nach wohnwagentauglichen Batterieautos.

Zitat:

denke keines dieser Fahrzeuge wird Mit nem Hänger über 150 Km kommen !

Einem Model X 100D oder einem e-tron 55 traue ich bei Tempo 80 mit dem Wohnwagen durchaus 200 km zu. Oder auch mal 250 km, wer mit 70 die Landstraße fährt. Und dann muss er halt wieder laden. Da man dann ca. 4h unterwegs gewesen sein würde (250 km durch 65 km/h), macht diese Pause von 30-45 min für alle auch wirklich Sinn. An sich wäre schon alle 2h eine Pause ratsam, und dann hat man 80 km/h (Wowa ohne Tempo-100-Zulassung ist ja nur bis 80 erlaubt) eben auch "nur" 160 km geschafft. Egal mit welchem Antrieb.

[GaryK]

Was sich IMHO mit einem Range-Extender gegessen hat. Bei Wohnwagenbetrieb dann eher 30kW als 20, aber das Prinzip bleibt. Reine Batteriefahrzeuge als Langstrecken-Zugfahrzeug klappt nicht. Überleg mal was 15l Ethanol/100km im Zugbetrieb bei 2 x 500 km Wohnwagen im Jahr bedeuten. 150 Liter je Wohnwagen für den Urlaub. Ist aktuell als Ethanol in etwa 1500 Litern als E10 drin. Was etwa dem Jahresverbrauch an E10 eines statistischen Fahrers entspricht. Ok - 150l/Jahr Ethanol für den Fahrer wäre "Alkoholiker", aber du weisst worauf ich hinauswill ;)

10-20C ist technisch möglich. Aber kauf die mal - du wirst sehen wie der Schwanz eingezogen wird. Gerade im Sportwagenbereich wäre sowas wie 10-20kWh zyklenfest mit 200-400kW Peak (20C) "brutal gut". Torque vectoring gibts dann "gratis per ESP und Software".

[Grasoman]

Und zur SynFuel-Debatte:

Zitat:

Auch wenns hier OT ist - "synthetische Kraftstoffe zu fördern" ist energetischer Schwachsinn.

Ich glaube, diese Betrachtung greift viel zu kurz, denn er betrachtet nicht das, was an Bestand schon da ist.

Wir können den deutschlandweiten oder europaweiten oder weltweiten Bestand an Pkw und Lkw oder auch kleinen Booten/Schiffen mit Otto- oder Dieselmotor nicht "über Nacht" gegen batterieelektrische Alternativen austauschen oder umrüsten. Und auch nicht in 10 Jahren, wenn heute noch >98% weltweit neue Verbrenner-Pkw und Lkw verkauft werden. Das wäre auch energetisch ziemlicher Wahnsinn durch den raschen Schwenk der Lieferketten für den Antrieb und die Energieversorgnung. Also muss das zeitlich gestreckt werden, auch weil Fahrzeuge eben langlebige Wirtschaftsgüter sind.

Aber mit diesem riesigen Bestand an Fahrzeugen (Lkw, Pkw, Reisebusse, Schiffe usw). müssen wir trotzdem irgendwie umgehen. Und es ist ratsam, dass auch dieser riesige Bestand an der Senkung fossilen CO2s beteiligt werden muss, einfach weil es da richtig was zu holen gibt.

Mit dem weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien wird es über kurz oder lang phasenweise einen EE-Strom-Überschuss geben. Und dann werden Speicher gesucht werden, wo man den "versenken" kann. Gleichzeitig werden all die Verbrennerbesitzer eine Möglichkeit suchen, ihre Verbrenner weiter zu nutzen, selbst wenn der Sprit bisschen teurer wird. Und das wird die Stunde von SynFuels sein. Kommen hohe CO2-Abgaben auf CO2 fossiler Quelle, dann können die SynFuels sogar billiger sein als fossiler Sprit. Dann würde das SynFuel sogar gern und bevorzugt genutzt werden, weil es billiger wäre als fossiler Sprit.

Natürlich passiert das ganze *neben* einem Schwenk in Richtung Batterie-Elektromobilität bei Neufahrzeugen. Zwei Entwicklungen, die parallel stattfinden werden, weil sie schlicht unterschiedliche Kundengruppen adressieren werden.

[GaryK]

Bei 2,50€/l Raffineriepreis und damit etwa 4€/kg "Brutto ab Tanke" hat sich das mit den "sparsamen 6-7l Diesel" ganz schnell erledigt. Diese Wagen werden in der Masse in den kommenden 15 Jahren "ausphasen".

EE-"Überschuss" kannste knicken. Aktuell kostet Wind "OnShore" etwa 8 Cent/kWh und Solarstrom im Mittel des gesamten Bestands liegt bei 30 Cent7kWh VERGÜTUNG. Neuanlagen Solar um 10 Cent/kWh.

Zudem baut keiner eine Anlage für synthetische Treibstoffe, die unter 6000h/a läuft. Weil dich dann die Kapitalkosten auffressen. Anlage bauen, auf "Überschuss warten" kannste abheften. Wir reden über Offshore-Windparks für etwa 4-5 Cent/kWh mit ggf. naheliegenden CAES Strompuffern. Ansonsten kannste Synthesetreibstoffe (die übrigens die Luftfahrt am dringendsten braucht, danach die Bundesbahn, LKW an dritter Stelle IMHO) vergessen.