Ich würde dazu gerne zwei Szenarien skizzieren:
Schnelladung: Ich nehme 20kWh/100km inkl. Ladeverlusten an. Um eine zusätzliche Reichweite von 400km in 20min zu kreieren (das sollte dem gewünschten Nutzerwunsch entsprechen),wären ca. 240KW bzw. 0,24MW notwendig. Ich rechne da mal glatt darüber, der Bedarf wäre am Anfang der Ladung höher und dann niedriger (neuer CCS3 Standard ermöglicht max. 500KW: 1000V/500A)
Zur Relation: Das neu errichtete Laufkraftwerk bei Graz, einer 291000EW Stadt in meiner Nähe liefert max. 17,7MW, und könnte somit im hypothetischen Szenario 74 Fahrzeuge gleichzeitig versorgen, ohne anderen Verbrauchern zur Verfügung zu stehen. Nehmen wir noch an, von den 17,7MW werden 50% für dieses Ladeszenario reserviert (Bedarf anderer permanenter Verbrauch 50%), dann wären im Best Case das parallele Laden von 37 Fahrzeugen möglich. Nun liegt die jährliche Ertragsleistung im Mittel nicht bei 17,7MW sondern lediglich rund 9,4MW (82mio kWh/Anno). Damit reduziert sich das 50% Szenario auf ca. 20 Fahrzeuge über das Jahr verteilt.
Natürlich ist das kein großes Kraftwerk und es werden potente Schnellader angenommen, aber es zeigt denk ich ganz gut die Problematik, die mit Schnelladern einhergeht. Das Thema ist ja auch nicht neu oder unbekannt.
Nun rechnen wir mal konservativ auf die 136000 Fahrzeuge runter, die in der Stadt elektrifiziert werden sollen. Dafür nehme ich mal 3,6KW Lader an und Ladezyklen alle 7 Tage, wobei hier immer 3 Gruppen über den Tag verteilt laden. Dann ergibt das 6476 Fahrzeuge die gleichzeitig mit 3,6KW laden, oder 23,3MW. Wenn man nun 50% für die flaute im Winter einberechnet, braucht es rund 3 dieser 90mio eur Kraftwerke um den zusätzlichen Energiebedarf zu decken, wobei 2 in nächster Nähe sogar schon projektiert sind (Ich lasse die Daten des Umlands außen vor, dort ist die Bevölkerungsdichte auch relativ hoch bzw. die KFZ Dichte noch höher)
Um die Zahlen noch ins Verhältnis zu Rücken:
Die Stadt Graz braucht aktuell im Schnitt 240MW. Durch den zusätzlichen Bedarf der 100% Elektrifizierung steigt der Wert im Mittel auf ca. 264MW, also 10%. Das ist zu schaffen, muss aber möglichst gleichmäßig entnommen werden.
Für das Szenario mit den Schnelladern im Raum Graz ist die Schlussfolgerung eine andere. Auch nach der Errichtung der Kraftwerke wird dadurch der Bedarf höher sein, als die zur Verfügung stehende Energie aus Wasserkraft. Dafür wird im Norden von Graz das GDK Mellach gestartet mit 350g CO2/kWh (60% Wirkungsgrad, mit Kraft/Wärme Kopplung für die Fernwärme in Graz 80%)
Gerade deshalb sind für überregionale Erstfahrzeuge durchaus Konzepte analog zu BMW I3 REX oder Obrist geeignet (und entfernt auch Gumperts Fahrzeuge). Jedoch nur, wenn der elektrische Anteil stark überwiegt und der Energieträger synthetisch hergestellt wurde. Ob das dann ein Verbrenner oder eine Brennstoffzelle ist, ist sekundär und von den Kosten abhängig. Obrist hat da mit dem Mark III und Methanol 42% thermischen Wirkungsgrad, über alles sind es dann 35% für rund 1000eur. Nun, wirklich gut ist der Wirkungsgrad nicht, aber aufgrund des geringen CO2 Rucksacks und der niedrigeren Kosten besser als unnötig große Akkus. Aber sehen wir uns mal den Energiebedarf an:
- Bei synthetischem Methanol werden bis in den Akku 5,8kWh je nutzbarer kWh aufgewendet, oder 9,0kWh/L, dem wieder 1,54kWh/L im Fahrzeug entnommen werden (1L enthält 4,4kWh).
- Beim reinen BEV sind es über alles rund 65%, also 1,54kWh je kWh die benötigt werden. Wenn nun noch das Mehrgewicht mit einberechnet wird (Obrist spricht von 300kg kleineres Gesamtgewicht), sind das ein Mehrverbrauch von rund 6% bzw. 1kWh/100km (300*9,81*0,012*100000/3600) oder Masse bereinigt 1,64kWh per nutzbarer kWh. Verhältnis liegt nun bei 3,5/1.
Nun ist da noch der Akku. Bei einem Konzept wie von Obrist (dieser hat einen 17kWh Akku verwendet was ich für etwas zu klein halte) gehe ich davon aus, dass ein reines BEV rund 30kWh mehr Akkukapazität hätte. Konservativ gerechnet müssen für jede dieser 30 zusätzlichen kWh 100kWh eingesetzt werden (lt. Recherche 100-180kWh), also rund 3000kWh.
Rechnen wir das mal runter:
- Reines BEV mit 16kWh/100km. Sind 26,24kWh/100km Primärbedarf
- BEV mit Methanol REX mit 15kWh/100km sind 23,1kWh/100km Primärbedarf. Bei Fahrt mit dem REX (Angabe von I3 Fahrern liegt da zwischen 0 und 10% der Gesamtfahrstrecke) sind es 87kWh.
- Das BEV benötigt auf 200000km 52480kWh + 3000kWh für den Akku = 57480kWh
- Das BEV mit Methanol REX benötigt auf 180000 elektrischen km und 20000 Methanol km (also 10% der Strecke) 41580kWh + 17400kwh = 58980kWh.
Conclusio:
- Der lokale Strombedarf lässt sich decken wenn er gleichmäßig entnommen wird
- Schnellader sind ein Problem das sich ohne fossile Kraftwerke nur schwer lösen lässt
- 300kg kosten rund 1kWh/100km
- Das Saldo des REX beträgt bei 200tkm 1500kWh oder 2,5% im Vergleich mit dem BEV
- Ein reines BEV mit kleiner Batterie wäre die beste Lösung, im Bezug auf Erstwagentauglichkeit und Skalenproblemen bei Schnelladern sind BEV mit Methanol REX aber eine gute Alternative.