Autos: Verbrenner vs. alternative Technologien, der Thread

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Man kann wohl hoffen, das sie, mit Massenproduktion, noch etwas günstiger werden, was mich aber nicht so wirklich dran glauben lässt, ist der Einsatz der Primärenergie zum Herstellen der E-Fuels. Mit jedem Produktionsschritt wird der Wirkungsgrad des jeweiligen Prozesses seinen Anteil an der Primärenergie kosten. Hier in MV haben sie mit viel Tamtam eine Windkraftanlage aufgebaut, in der der Strom in Methan zwischengespeicher werden sollte, nach dem Bau habe ich nicht viel mehr von gehört, obwohl es nur etwa 50 Km weit entfernt war. Aber mal angenommen, man macht es so, Windstrom->Elektrolyse zu Wasserstoff->Methanisierung zu Methan->Transport für den Einsatz im Motor->Verbrennung im Motor.
Gehen wir mal von 100 kWh Strom aus. vernachlässigt man die Leitungs- und Wärmeverluste im System der Windkraftanlage einfach mal, Elektrolyse hat einen Wirkungsgrad von bis zu 70%, bleiben noch 70 kWh von den eingesetzten 100 kWh übrig. Jetzt Methanisiert man diesen Wasserstoff, mit dem Sabatier-Prozess, wieder mit etwa 70% Wirkungsgrad, bleiben von den 70 kWh Äquivalent des Wasserstoffs, bleiben etwa 50 KwH in Methan übrig. Dieses transportiert man in Tanklastwagen zu den Tankstellen und verbrennt es dann im Motor, mit einem Wirkungsgrad von bis zu 40%, meit natürlich eher weniger, so um die 20 %, schätze ich. Also beliebn dann 10-20 kWh übrig. Was ich noch nicht berücksichtigt habe, ist die Tatsache, das Wasserstoff bei der Eltrolyse gepumpt und verdichtet werden muß, das CO² bei dem Sabtierprozess auch nicht von alleine die Verbindung mit dem Wasserstoff eingeht, sondern Primärenergie kostet, was das Ganze an Transport kostet. Schon hne die ganzen Nebenenergiekosten kommt dann nicht wirklich viel für den Vortrieb an. Soweit mit dem Methan als Gas, wenn man dieses Methan dann noch als Flüssigkeit oder E-Fuel umwandelt, wird es noch mal schlechter.
Vorteile hat es natürlich auch, es werden Regenerative Energien verwendet, das CO² was bei der Verbrennung frei wird, wird vorher der Luft entnommen, aber es wird teuer, und, ganz wichtig, da sind noch nicht mal Steuern drauf.
Warum transportiert man den Strom nicht gleich per Stromleitung, und lädt den in E-Autos? Klar, Lade- und Entladeverluste, Leitungsverluste, Verluste beim Transformieren, baer bei weitem nicht soviel Verlust durch unterschiedliche Wirkungsgrade, wie oben beschrieben. Stellt sich nur die Frage, wo soll der ganze Strom herkommen? Wenn man sich die Rechnung mit reine Elektoautoflotte stellt, stellt sich die Frage mit den E-Fuels erst recht, weil dort für die Erzeugung der Energie einer vergleichbaren Fahrstrecke, doch deutlich mehr Primärenergie erzeugt werden muß, als man beim reinen Laden in die E-Auto-Flotte braucht.

 

Da bin ich voll bei dir.

Noch verrückter finde ich es, Züge per Wasserstoff fahren zu lassen. Ja, man hat dann eine Reichweite von 1000 km, aber mal ehrlich, welcher Zug fährt bei uns in Deutschland 1000 km am Stück auf einer nicht elektrifizierten Strecke? Da halte ich Akku-Züge, die sich selbst aus der Oberleitung laden können, für sinnvoller. Und die haben schon gezeigt, dass sie sogar mehr als 200 km rein akkubetrieben fahren können. Die Oberleitungslücken in Deutschland sind wesentlich kürzer.

Wasserstoff hat seine Berechtigung, aber nicht in der "normalen" Antriebstechnik, sondern z.B. in der Hochtemperaturverbrennung.

 

Es gibt zwei Netze, die die Wasserstoffzüge im Linienbetrieb betreiben. Anfangs gab es wohl im Taunusnetz einige Probleme, die aber vermutlich jetzt behoben sein dürften.

Wasserstoffzug-Weltpremiere im evb-Netz. So nah ist ganz weit vorn.

Das Taunusnetz mit der weltgrößten Wasserstoff-Flotte - Start

 

Ja, vor allem der Transport von Wasserstoff ist dann doch ein noch zu lösendes Problem, hochverdichtet eventuell, kryogen wage ich starkt zu bezweifeln.Von der nötigen Infrastruktur ganz zu schweigen.

Ja, das macht durchaus Sinn, genauso wie die Elektrolieferwagen der Post, überschaubare Fahrstrecken, viel Stop&Go. Das halte ich für vernünftig. Rechnet man sich die entsprechenden Massen beim LKW zusammen, KRaftübertragung, Motor, Tanks und Abgasanlage, kommen da auch ein paar Tonnen zusammen, die man als Akkugewicht nutzen könnte, und selbst die LKW sind keine Fahrzeuge, sondern Stehzeuge, weil sie die meiste Zeit eben stehen und geladen werden könnten. Sei es Strom oder Gas. aber auch hier müsste die Infrastruktur geschaffen werden, um z.B. an der Rampe, bei den Fahrpausen zu laden oder den Gasvorrat zu ergänzen. Dabei ist im Fernverkehr gar nicht mal soviel Reichweite nötig, wenn der LKW in Einzelfahrerbesatzung fährt, sollten 500-600 km Akkureichweite ausreichen, nach 4,5 Stunden sind dann sowieso 45 Minuten Pause angesagt. ist man zwischendurch beim Laden oder Ausladen an der Rampe, wäre auch Zeit zu laden. Das müsste dann aber entsprechend schnell gehen und wieder die Frage, wo soll der ganze Strom herkommen? Aus Regenerativen sicher nicht.

 

Die hohen Kosten für e-Fuels beruhen auf dem technischen Aufwand diesen herzustellen und dem hohen Energiebedarf, und es muss ja "grüne" Energie sein. e-Fuels mit Energie aus fossilen Quellen zu produzieren wäre blödsinnig.
Der hohe prognostizierte Preis liegt in der Annahme dass e-Fuels in Deutschland produziert werden, was ich aber für nicht realistisch halte.
Selbst wenn jetzt PV-Anlagen und Windräder in Deutschland in Akkordtempo gebaut würden, die el. Energie wird als Ersatz für Kohlekraftwerke benötigt, da bleibt für e-Fuel-Erzeugung nichts über.

Bleibt als Alternative die Herstellung der e-Fuel ins Ländern mit viel Sonne oder viel Wind, aber wer kontrolliert dort dass der Ökosprit auch wirklich ökologisch produziert wird?

Öko-Energie dürfte nicht teurer als um die 5 Cent/kWh sein damit e-Fuels an deutschen Tankstellen für die Masse an Autofahrern erschwinglichen Preisen produziert werden kann.

 

Man muss immer den Gesamtwirklungsgrad im Auge behalten, das vergessen viele Leute. Netürlich kann man argumentieren, dass man den Strom verarbeitet, der "zu viel" ist und dann interessiert der Wirkungsgrad nicht. Niemand wird aber in teure Produktiontechnik investieren, wenn diese zu 80% der Zeit still steht, weil kein Überschuss-Strom da ist. Die Akku-Ladetechnik der Autos schlau zu machen, um damit über den gesteuerten Verbrauch das Netz zu stabilisieren, würde mehr Sinn machen (entsprechende Leerrohre zu den Ladepunkten müssen ja bereits gelegt werden!).

Noch mehr Sinn würde es machen, den Strom, der "da" ist, auch dorthin transportiert zu bekommen, wo er benötigt wird. Gestern wurde hier im Süden wieder zum Stromsparen aufgerufen, weil es im Norden viel Windstrom gibt. Was für eine verkehrte Welt!

Selbst wenn ich dann den Strom ohne Verluste in E-Fuel gewandelt bekäme, dann habe ich noch immer den niedrigen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors und ich habe durch die Verbrennung Stickoxide und im dümmsten Fall auch noch Feinstaub. Im Gesamtwirkungsgrad ist ein E-Auto unschlagbar. Der Klientel, die E-Fuels für Autos haben wollen, ist der Verbrauch aber glaube ich ziemlich egal.

E-Fuels machen in meinen Augen nur dort Sinn, wo es auf eine sehr hohe Energiedichte ankommt, wie z.B. bei einem Flugzeug.

 

Aus meiner Sicht macht es nur Sinn, aus überschüssigem Strom Wasserstoff zu erzeugen und den dann bei Dunkelflaute wieder in Strom umzuwandeln.

 

Nein, die Wandlung von Strom in Wasserstoff nur bei Überangebot anzuwerfen, macht die gesamte Produktion (bzw. den Investitionsrücklauf) im großen Stil viel zu teuer. Genau wie bei E-Fuels.

Wasserstoff macht für manche Prozesse absolut Sinn, wie z.B. bei der Stahl- oder Zementherstellung. Da wird er dann aber direkt eingesetzt als Ersatz für fossile Brennstoffe. Wasserstoff als reines Speichermedium, um daraus wieder Strom zu machen, ist zu aufwändig und ineffizient. Da müsste mehr in die Forschung von Redox-Flow-Akkus gesteckt werden.

Wasserstoff kann übrigens in Form von Ammoniak effizient gespeichet und transportiert werden. BASF hat aber gerade beschlossen, die Ammoniak-Herstellung in Deutschland massiv abzubauen. Aber die stellen das ja eh lieber aus Erdgas her.

 

Also besser die Anlagen bei Überkapazität abschalten und weiterhin Kohle, Gas und Uran verfeuern.

Das eine ist zu dreckig, das andere zu gefährlich und alles zusammen, auf lange Sicht zu teuer

 

Insbesondere Kohle und Kernkraft sind ja das Problem, weil sie viel zu träge für die kurzfristige Netzregelung sind. Man kann das ja bei "SMARD" sehen, die fahren nahezu dauerhaft mit gleicher Leistung.

Ein Schlüssel ist eine bessere Verbrauchssteuerung und natürlich der Netzausbau. Es sollte nicht wie heute heißen "spart Strom, im Norden weht viel Wind", sondern "wir haben viel Windstrom, schmeißt die Verbrauchen an, ladet eure Autos!".

Und da die BWLer fast immer gewinnen, wird wohl niemand in eine Anlage investieren, die immer nur kurzfristig bei Überangebot Wasserstoff produziert. So eine Anlage müsste immer bei z.B. 80 % laufen und dann bei Überangebot auf 100 % hochfahren. Aber schon diese 20 %, die meistens fehlen, sind oft finanziell schon ein zu großer Abschlag.

Aber eigentlich geht es in diesem Thread ja um Autos...