Energiebilanz Biodiesel/-Ethanol

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#41

Hallo Niels,

alles zusätzliche Masse. So schlecht scheint mir bei dieser
Betrachtung der Akku doch gar nicht dazustehen.

Um das ganze nutzbar für das Auto zu machen, brauche ich zwei Akkusätze zum Wechseln. Lebensdauer der Akkus zwei Jahre, also jedes Jahr ein Satz. Während Wasserstoff zu Hause in einem viel größeren Tank gespeichert werden und Bedarfsgerecht getankt werden kann, bekomme ich in 200kg Akkus nur knapp eine Tagesproduktion der Solarenergie gespeichert. Bleibt das Auto mal stehen, werden weitere Akkusätze benötigt, für längere Strecken muß unterwegs aufwendig nachgeladen oder Ersatzakkus mitgeführt werden. Wasserstoff könnte an jeder Wasserstofftankstelle (auch privat, wo jemand Überschuss hat) nachgetankt werden, während zu Hause die Produktion weiter läuft.

Alles in allem rechnen wir mal mit 3 Akkusätzen a 400kg, um alles ein wenig praktikabler zu machen und auch weiter fahren zu können. Das macht 1200kg pro 2 Jahren, bei 10 Jahren Autoleben also 6000kg Akkus (bei X5 & Co das 10-fache?).
Ich weiß nicht, wie BMW den Wasserstoff speichert. Aber deren 750h steht demnächst für die Serienproduktion an. BMW rechnet bis 2020 mit 50% Wasserstoffanteil bei den verkauften BMW-Fahrzeugen. Sollte jemand einen Akku mit dem 10-fachen der heute verfügbaren Energiedichte erfinden, dann bin ich dabei. Nach dem heutigen technischen Stand überzeugt mich kein Elektrofahrzeug.

Mit freundlichen Grüßen
Tilo

#42

Ich sprach von
der Weiterentwicklung der Akkus, die den E-Mobilen zum
Durchbruch verhelfen könnte.

Das habe ich auch so verstanden. Deshalb fragte ich Dich, woher Du diesen OIptimismus nimmst.

Derzeitige Dieselfahrzeuge haben
eine Wirkungsgrad von unter 10%.

Schiffsdiesel erreichen Wirkungsgrade über 50% und Schiffe sind schließlich auf Fahrzeuge. Der Nachteil dieser Motoren besteht im geringen Leistungsspielraum, aber dieses Problem wird mit dieselelektrischen Antrieben gelöst. Gegen solche Hybridantriebe haben Elektrofahrzeuge heute noch keine Chance und ich wüßte nicht, warum sich das in Zukunft ändern sollte.

Zwar könnte man die Energie rein theoretisch beim Bremsen
wieder zurück gewinnen, aber das geht nicht mit Akkus, weil
die nicht genauso schnell geladen werden können, wie sie
entladen werden.

Es wird aber bereits gemacht, ist also nicht rein theoretisch.

Mit welchem Wirkungsgrad?

Außerdem könnte man das auch bei einem Hybridantrieb machen.
Dieselelektrische Antriebe haben sind ja schon seit
Jahrzehnten in Schiffen und Eisenbahlokomotiven bewährt und
werden mittlerweile auch in Autos eingebaut.

Damit haben wir wieder ein E-Mobil, was seinen Strom selbst
durch ein Aggregat erzeugt.

Du wirst doch wohl ein Fahrzeug, das mit Diesel betrieben wird, nicht allen Ernstes als E-Mobil bezeichnen wollen?!

Das dürfte der beste Weg sein, da
man die hohe Energiedichte des Treibstoffs in einem im
optimalen Arbeitspunkt laufenden Diesel verstromen kann und
nur einen kleinen Zwischenspeicher braucht.

Und deshalb sehe ich für E-Mobile in absehbarere Zeit keinen Durchbruch kommen.

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#43

Zudem ist bei dieser Technik ein Rückspeisen des
Energie beim Bremsen möglich und auch sinnvoll.

Das geht auch bei Hybridmotoren, womit die Frage bestehen
bleibt.

Die Akkutechnik ist in den vergangenen zehn Jahren bei
gleichem Preis und geringerem Gewicht um ca 50% effektiver
geworden.

Davon profitieren auch Hybridmotoren.

Beim Verbrennungsmotor warten wir auf solche
Erfolge nun schon seit Jahrzehnten. Wie lange sollen wir noch
warten…?

Der Akkumulator wurde 1800 erfunden und der Verbrennungsmotor 1860. Wenn die Entwicklung des Verbrennungsmotores genauso langsam wäre wie die des Akkus müßten wir also noch 60 Jahre warten. Glücklicherweise ging das etwas schneller. Die von Dir vermißten Erfolge gab es schon in den letzten Jahrzehnten und die Entwicklung ist noch längst nicht abgeschlossen. Bereits heute liegen große Dieselmotoren nur noch unwesentlich unter dem Carnotschen Wirkungsgrad und momentan werden soolche hocheffizienten Motoren immer kleiner, so dass man sie nicht nur in Schiffe und Lokomotiven, sondern mittlerweile auch in Autos einbauen kann.

Was sind eigentlich „Hybridmotoren“?

Das sind z.B. Dieselelektrische Antriebe, wie sie in Schiffen und Eisenbahnlokomotiven seit Jahrzehten verwendet werden.

Ich kenne
Hybridfahrzeuge, welche derzeit bei eher mäßiger Effizienz,
mit Gewalt den künftigen E-Drehstrommotor mit einem
auslaufenden Verbrennungsmotor kombinieren.

Dann soltest Du Deine eher mäßigen Kenntnisse erst einmal erweitern, bevort Du anfängst über diese Technologie zu urteilen.

Das „Mitschleppen“
zweier Antriebe kanns auf Dauer allerdings wohl kaum sein.

Warum nicht?

Mit
einem relativ geringen Teil des Gewichtes der komletten
Verbrennungstechnik könnte ein leistungsfähiger Akku heute
schon einen Kleinwagen antreiben.

Natürlich kann er das. Das reicht aber nicht. Er muss das auch hinreichend lange durchhalten und da sind ihm Verbrennungsmotoren um Größenordnungen voraus.

Im Übrigen: Zurückgespeist
wird bei der derzeitigen Hybridtechnik doch wohl
ausschließlich elektrische Energie.

Hybridtechnik und Zurückspeisen von Energie sind zwei paar Stiefel. Das eine hat mit dem anderen nichts zu tun. Man kann es kombinieren, aber man muß nicht. Wenn man aber Energie zurückspeist, dann ist das natürlich Elektroenergie - vollkommen unabhängig vom verwendeten Antrieb.

Ich zeichne seit nunmehr 180000Km den
Energieverbrauch meines Lupo relativ exakt auf und stelle
fest, daß der Löwenanteil des Verbrauchs zum einmaligen
Beschleunigen verwendet wird. Die Geschwindigleit halten
stellt kein sonderliches Problem dar. Hingegen wird vor dem
Beschleunigen meißt sehr viel Energie durch Bremsvorgänge
sinnlos zunichtegemacht. Was wir daraus zu schließen haben,
versuchte ich oben zu erklären…

Das haben wir alle schon längst verstanden. Was ich nach wie vor nicht verstehe ist Deine Aversion gegen Verbrennungsmotoren. Rationale Gründe konnte ich dafür bislang nicht erkennen.

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#44

der „gute“ Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors ergibt sich
beim Betrieb im optimalen Arbeitspunkt. Beim Einsatz in einem
Fahrzeug ist das aber praktisch nie der Fall. So kommen
heutige Diesel-PKW im Mittel lediglich auf einen Wirkungsgrad
von unter 10%.

Schiffe sind auch Fahrzeuge und da erreicht man Wirkungsgrade bis 55%.

Dieses Problem ist bei E-Motoren so gut wie
nicht vorhanden.

Die haben aber das Problem der Energieversorgung.

Beide Probleme (der Betrieb von Verbrennungsmotoren am optimalen Arbeitspunkt bei schwankendem Leistungsbedarf und die Energieversorgung eines Elektromotors) wird mit dem Hybridmotor gelöst. Da betreibt ein Verbrennungsmotor bei höchstmöglichem Wirkungsgrad mit konstanter Leistung einen Generator, der einen Akku auflädt und dieser speist dann einen Elektromotor in einem hohen Leistungsbereich. Der Vorteil gegenüber einem reinen Dieselantrieb ist der hohe Wirkungsgrad und das Fehlen einer mechanischen Leistungsregelung der Vorteil gegenüber einem reinen Elektroantrieb ist der viel kleinere Akku.

#45

Ein hochverdichtender
Verbrennungsmotor für Wasserstoff kann das besser, zumal sich
Wasserstoff mit weniger Verlusten transportieren lässt als
Strom.

Gerade was die Transportverluste angeht ist Wasserstoff überhaupt keine gute Wahl. Egal ob man ihn gasförmig durch Pipilines pumpt (das Zeug diffundiert sogar durch zentimeterdicken Stahl) oder verflüssigt (das kostet erstens Unmengen an Energie und zweitens kann man die Verdunstung nicht verhindern) hat man bei einem interkontinentalen Transport (z.B. aus sonnenreichen Gegenden in Afrika, Asien oder Amerika nach Nordeuropa) Verluste von über 30%. Das ist zwar weniger als bei Überlandleitungen, aber trotzdem viel mehr, als wenn man den Wasserstoff vorher mit Kohlendioxid zu Alkoholen oder Kohlenwasserstoffen umsetzen würde. Letzteres hätte zudem den Vorteil, dass man die gesamte auf Erdöl basierende Infrastruktur zunächst weiter verwenden kann und nicht von heut auf morgen auf eine komplett neue Technologie umsteigen oder zwei unabhängige Infrastrukturen nebeneinander betreiben muß.

#46

Hallo,

Schiffe sind auch Fahrzeuge und da erreicht man Wirkungsgrade
bis 55%.

klar, und Segelschiffe haben auch einen sehr geringen Treibstoffverbrauch. Mann-O-Mann. Es geht in diesem Thread die ganze Zeit um Autos und jetzt kommt jemand mit Schiffen. Wie wäre es mit Zeppelinen als Fahrzeuge?

Dieses Problem ist bei E-Motoren so gut wie
nicht vorhanden.

Beide Probleme (der Betrieb von Verbrennungsmotoren am
optimalen Arbeitspunkt bei schwankendem Leistungsbedarf und
die Energieversorgung eines Elektromotors) wird mit dem
Hybridmotor gelöst. Da betreibt ein Verbrennungsmotor bei
höchstmöglichem Wirkungsgrad mit konstanter Leistung einen
Generator, der einen Akku auflädt und dieser speist dann einen
Elektromotor in einem hohen Leistungsbereich. Der Vorteil
gegenüber einem reinen Dieselantrieb ist der hohe Wirkungsgrad
und das Fehlen einer mechanischen Leistungsregelung der
Vorteil gegenüber einem reinen Elektroantrieb ist der viel
kleinere Akku.

das hatten wir doch schon längst. Ich habe es selber weiter unten als die derzeit beste Alternative angesprochen. Deratige verhältnismäßig komplexe Konstruktionen werden aber überflüssig, wenn sich die Akkutechnologie weiterentwickelt. Woher der Optimismus? Derzeit wird in diesem Bereich sehr viel Forschungsaufwand getrieben. Bis vor 20 Jahren gab es im wesentlichen PB- und NiCD-Akkus. Mit dem vermehrten Aufkommen batteriebetriebener Geräte wie Walkmen, später Laptops, Handys etc. entstand ein erhöhter Bedarf an leistungsfähigen Akkus. Damit wurden andere Typen wie NiMH, Li-Ion, LiPo entwickelt und/oder marktreif gemacht.
Was möglich ist, zeigen Prototypen wie dieser:
http://www.spiegel.de/auto/aktuell/0,1518,489085,00…

Sicher, für den Normalbürger unbezahlbar. Im Vergleich mit anderen Sportwagen dieser Kategorie mit 220.000 Euro aber auch nicht wirklich überteuert, wenn man die Leistung betrachtet:

700PS, 0-100 in 4s, 1400kg(!), 400km Reichweite, Batterieladung in 10 Minuten

Ich sehe keinen Grund, warum - wie bei fast allen anderen Produkten - diese Technologie nicht auch in kleineren Dimensionen in Alltagsautos auftauchen sollte. Ähnlich wie früher das Funktelefon das teure Spielzeug der reichen war und nun (fast) jedes Kind ein Handy besitzt.

Gruß, Niels

#47

wollte nur sagen–pferde und elefanten sind auch gute ´´antriebe´´ und belasten die umwelt nicht—über deren energieeffiziens kann ich leider nix aussagen,kenne mich nur mit schweinen aus.
bevor einer meckert–schau die überschrift an,ist nicht am thema vorbei!

#48

Hallo,

Um das ganze nutzbar für das Auto zu machen, brauche ich zwei
Akkusätze zum Wechseln.

Lebensdauer der Akkus zwei Jahre

halte ich für zu kurz angesetzt. beim Twike werden 4-6 Jahre oder 40.000 bis 75.000 km angegeben.

, also
jedes Jahr ein Satz.

alle drei Jahre einen Satz

Während Wasserstoff zu Hause in einem
viel größeren Tank

mit den für Wasserstoff entsprechend hohen Anforderungen an die Qualität des Tanks, damit die Leckagen sich zumindest in überschaubaren Grenzen halten.

gespeichert werden und Bedarfsgerecht
getankt werden kann, bekomme ich in 200kg Akkus nur knapp eine
Tagesproduktion der Solarenergie gespeichert.

den Rest kannst du ja immer noch verkaufen. Wie oben erwähnt, brauchst du beim E-Mobil entsprechend weniger Energie. D.h. wo beim E-Mobil eine Tagesproduktion reicht, brauchst du beim Wasserstoffauto 3 bis 4 Tagesproduktionen.

Bleibt das Auto
mal stehen, werden weitere Akkusätze benötigt,

Bei entsprechender Ladungsanzeige ist das wohl so wahrscheinlich, wie das stehenbleiben mit einem Benziner. das ist mir in meinem gesamten Autofahrerleben einmal passiert. Die anderen Havarien waren wegen Ausfallerscheinungen am Antriebssystem. Und das halte ich bei einem Verbrennungsmotor für wahrscheinlicher als bei einem E-Motor.

für längere
Strecken muß unterwegs aufwendig nachgeladen oder Ersatzakkus
mitgeführt werden.

zu dem was möglich ist in Sachen Reichweite und „aufwendigem Laden“:
http://www.spiegel.de/auto/aktuell/0,1518,489085,00…

Alles in allem rechnen wir mal mit 3 Akkusätzen a 400kg, um
alles ein wenig praktikabler zu machen und auch weiter fahren
zu können. Das macht 1200kg pro 2 Jahren, bei 10 Jahren
Autoleben also 6000kg Akkus (bei X5 & Co das 10-fache?).

zu deiner übertriebenen Berechnung siehe oben und insbesondere den Link.

Ich weiß nicht, wie BMW den Wasserstoff speichert. Aber deren
750h steht demnächst für die Serienproduktion an. BMW rechnet
bis 2020 mit 50% Wasserstoffanteil bei den verkauften
BMW-Fahrzeugen. Sollte jemand einen Akku mit dem 10-fachen der
heute verfügbaren Energiedichte erfinden, dann bin ich dabei.
Nach dem heutigen technischen Stand überzeugt mich kein
Elektrofahrzeug.

nach dem heutigen technischen Stand ist deine Vision der privaten Wasserstofftankstelle auch nicht mit sinnvollen Kosten realisierbar.Argumentier also bitte nicht einmal mit dem heutigen Stand der Akkutechnik und auf der anderen Seite mit Wasserstofftechnik der Zukunft. Was in nicht allzu ferner Zukunft am E-Mobil möglich ist, zeigt der Link.

Gruß, Niels

#49

Hallo Doktor,

oder Amerika nach Nordeuropa) Verluste von über 30%. Das ist
zwar weniger als bei Überlandleitungen, aber trotzdem viel
mehr, als wenn man den Wasserstoff vorher mit Kohlendioxid zu
Alkoholen oder Kohlenwasserstoffen umsetzen würde. Letzteres
hätte zudem den Vorteil, dass man die gesamte auf Erdöl
basierende Infrastruktur zunächst weiter verwenden kann und
nicht von heut auf morgen auf eine komplett neue Technologie
umsteigen oder zwei unabhängige Infrastrukturen nebeneinander
betreiben muß.

Damit bin ich komplett einverstanden. Es ist egal, ob der motor mit Wasserstoff oder mit Alkohol oder anderen Kohlenwasserstoffen läuft. Wichtig ist, dass vorhande Strukturen und Technik genuzt werden können, damit das ganze praktikabel ist.

Mit freundlichen Grüßen
Tilo

#50

Hallo Niels,

zu dem was möglich ist in Sachen Reichweite und „aufwendigem
Laden“:
http://www.spiegel.de/auto/aktuell/0,1518,489085,00…

Mit so einem Auto zu normalen Kosten, auch mit weniger Leistung, bin ich einverstanden.

Da kann ich mich dann in ein Eiscafe setzen und fragen: „Könnte ich mal meine Autobatterie kurz aufladen, damit ich meinen Wagen wieder zum laufen bekommen, ich trinke in der zwischenzeit eine Cafe bei Ihnen, dauert nur 10 Minuten“.
400km für den Preis einer Tasse Cafe, das ist i.O.

Ansonsten ist Dein Vorwurf, zukünftige Wasserstofftechnik mit heutiger Akkutechnik zu vergleichen nicht ganz richtig. Soweit ich weiß, steht bei BMW mit dem 750h ein serienreifes Fahrzeug zur Verfügung.

Gruß
Tilo

#51

Hallo,

ich wollte nur mal Rückmeldung geben:

Folkhard Isermeyer hat mir inzwischen geantwortet mit dem Hinweis auf folgende Publikation aus der Schweiz:

ÖKOBILANZ VON ENERGIEPRODUKTEN - ÖKOLOGISCHE BEWERTUNG VON
BIOTREIBSTOFFEN. Schlussbericht

Empa
Abteilung Technologie und Gesellschaft
Lerchenfeldstrasse 5
CH-9014 St. Gallen
www.empa.ch/tsl
[email protected]

Ich habe das PDF. Also, wen’s interessiert, kann mich anfragen.

Die Studie kommt zu ähnlichen Ergebissen wie der oben im Thread genannte Artikel von Marcelo et al. in BioScience.

LG
Jochen

#52

Hallo,

Ansonsten ist Dein Vorwurf, zukünftige Wasserstofftechnik mit
heutiger Akkutechnik zu vergleichen nicht ganz richtig. Soweit
ich weiß, steht bei BMW mit dem 750h ein serienreifes Fahrzeug
zur Verfügung.

ich dachte dabei auch weniger an den BMW als vielmehr an deine Idee von einer „Wasserstoffspeicherstation für jedermann“.

Gruß, Niels

#53

Schiffe sind auch Fahrzeuge und da erreicht man Wirkungsgrade
bis 55%.

klar, und Segelschiffe haben auch einen sehr geringen
Treibstoffverbrauch.

Sind Dir die Argumente ausgegangen, oder was soll das?

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#54

Sind Dir die Argumente ausgegangen, oder was soll das?

Ich sehe, du hast meine Andeutung verstanden.

#55

bevor einer meckert–schau die überschrift an,ist nicht am
thema vorbei!

nun schau dir einfach mal an, wann in diesem Thread das letzte mal von etwas anderem als von Autos gesprochen wurde. Ist schon ein Weilchen her, oder?

#56

Hallo Niels,

ich dachte dabei auch weniger an den BMW als vielmehr an deine
Idee von einer „Wasserstoffspeicherstation für jedermann“.

Solche Stationen gibt es schon, z.B. von der Firma Hydrogenics, komplett vom Elektrolyseur über Verdichter bis zum Speicher und in allen Leistungsklasse, auch ganz klein (ab 1kW Elektrolyseleistung). Das die Stückzahlen vermutlich noch keinen vertretbaren Preis zulassen, ist anzunehmen. Mir ging es aber tatsächlich darum, was ich in 20 Jahren, wenn die Einspeisevergütung ausläuft, mit meinem (betrifft auch viele andere Betreiber) Solarstrom mache. Letztendlich werden wir sehen, was dann günstig ist. Ich rechne schon damit, dann „Treibstoff“ zum Autofahren zu erzeugen, ob als Akkuladung oder als Wasserstoff, ist nach dem jetzigen Stand der Technik noch nicht ganz klar. In 20 Jahren wird es eine Lösung geben, da bin ich mir ziemlich sicher. Es kann ja auch sein, dass dann Strom so teuer ist, dass man mir diesen zu einem guten Preis abkauft, auch ohne gesetzlich verordnete Einspeisevergütung.

Der Link zu dem Elektrosportwagen war gut. Die 10-Minuten Aufladung ist aber reine Akkutheorie. 400km mit einem 700PS Auto in 10 Minuten nachladen? Da werden dann aber armdicke Kabel aus einer eigenen Trafostation benötigt. Das wird nach wie vor einige Stunden dauern. Rechnet man nur mit 50kW - 100kW über 4 Stunden, dann sind das 200-400kWh. Diese in 10 Minuten nachladen? Das entspricht einer Einspeiseleistung von 1,2-2,4MW. Selbst bei 42V Akkuspannung sind das ca. 28600-57200 Ampere Ladestrom. Auf 4 Stunden gestreckt ergeben sich immernoch fast 1200-2400 Ampere! Also rechnen wir mal mit 4 Stunden fahren und anschließend 24 Stunden Laden. Wirklich komfortabel ist das nicht.
Der Ansatz an sich ist aber ok. Austauschakkus zu Hause sind eine Möglichkeit, lange Strecken sind aber nicht praktikabel.

Gruß
Tilo

#57

Sind Dir die Argumente ausgegangen, oder was soll das?

Ich sehe, du hast meine Andeutung verstanden.

Es ist zwar schön, dass Du wenigstens so ehrlich bist, es zuzugeben, aber es wäre noch besser gewesen, erst gar nichts zu schreiben, wenn Du nichts zu sagen hast.

#58

Ich rechne schon damit, dann
„Treibstoff“ zum Autofahren zu erzeugen, ob als Akkuladung
oder als Wasserstoff, ist nach dem jetzigen Stand der Technik
noch nicht ganz klar. In 20 Jahren wird es eine Lösung geben,
da bin ich mir ziemlich sicher.

Und ich bin mir sicher, dass die Mineralölsteuer auf Wasserstoff und Strom ausgedehnt wird, wenn sie einen nennenswerten Marktanteil erreichen. Dann wirst Du auch mit eigenem Solarstrom kräftig d’rauf zahlen müssen.

#59

Daß sich unsere Gesetzgeber auch an den künftigen Energiemärkten (selbst)bedienen werden steht ausser Frage. Wer aber soll mir meine selbstproduzierte elektrische Energie versteuern? Wer an die Besteuerung von Sonne, Wind und Wasser denkt, müsste dann logischerweise auch unsere Atemluft mit Steuern belegen.- Für mich kaum vorstellbar.

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#60

Hallo Tilo,
bleiben wir doch mal auf dem Boden der Tatsachen. Ich weiß nicht, wie oft obengenannte Strecken gefahren werden. In der heutigen Praxis steht annähernd jedes Auto wesentlich länger rum, als daß es bewegt wird. Und wenn wir fahren, dann auch noch zu über 70% alleine. Ich fahre jährlich ca 30000 Km, aber sehr sehr selten über 100 Km am Stück. Dies wäre mit heutiger E-Technik bereits ohne Wenn und Aber beherrschbar. Und die Entwicklung steht hier wirklich erst ganz am Anfang. Ich denke es nützt uns wenig, beispielsweise eine tolle Wasserstofflogistik aufzubauen, um anschließend jene wertvolle Energie wieder Mithilfe ineffizienter Verbrennungstechnik zunichte zu machen. Da macht es doch wesentlich mehr Sinn, auf der Basis des derzeit weitaus effektiveren Elektroantriebes die Möglichkeiten auszunutzen. Ich weiß, es wird gerade hierzulande nicht gerne zur Kenntnis genommen- aber unsere derzeitige Motorentechnik tritt seit Jahrzehnten, was die Effizienz anbelangt, auf der Stelle. Würden nicht unzählige Zulieferindustrien sehr gut an dieser Technik verdienen, wir hätten schon längst eine weitaus bessere…

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