Zahlen und Fakten ohne die keine sinnvolle Diskussion möglich ist

Zahlen und Fakten ohne die keine sinnvolle Diskussion möglich ist

Viele Diskussionen zum Thema E-PKW, CO2-Emissionen und Energiewende sind "para- faktisch" in dem Sinne das die wesentlichen Zahlen und Fakten ausgeblendet werden.

Hier ein paar wichtige Zahlen und Fakten zum Verständnis des Themas.

Punkt 1: Der E-PKW ist so "effizient" das er auch ohne Strom aus "Erneuerbaren" CO2-Emissionen einsparen kann.

==> genauer wird vom fast unverarbeiteten Energieträger wie z.B. Öl oder Gas der Primär Primärenergieverbrauch berechnet so verbraucht der E-PKW selbst bei 100% Strom aus Öl-Kraftwerken gut 1/3 wenige als der "Verbrenner".

Dies wird deutlich wenn man bei dem Verbrauch nicht Liter (Diesel) mit kWh (Strom) vergleicht sonder alles in kWh "umrechnet".

Die Fakten:

a.) Energieverbrauch PKWs in kWh:

Typischer Norm-Verbrauch eines E-PKW. = 15kWh (Strom) [1]

Typischer Norm-Verbrauch (sparsamen) PKW Diesel ca. 40 kWh [2] [3]
(Brennwert des Diesel -- 4L * ca. 10kWh /L = 40kWh usw. [2] [3])

Zwischenfazit:

Ein E-PKW benötigt ca. 60% weniger Energie.
Wobei der Vergleich unfair ist da mehr oder minder Primär-Energie (Diesel) mit Strom verglichen wird.

b.) Ein "fairer" Vergleich Primär-Energieverbrauch Rohöl von Diesel-PKW und E-PKW.

Vergleich eines Diesel-PKW mit 4L Verbrauch und einem E-PKW 15kWh-Verbrauch bei Stromerzeugung aus Öl.

Moderne GUD-Gaskraftwerke die mit Gas oder Öl betrieben werden können haben ca. 60% Wirkungsgrad [4].

1/60% = 1/0.6 = 1,66

Somit Primär-Energieverbrauch E-PKW:
ca. 15kWh *1,66 = 25kWh Rohöl + Übertragungs- und Lade-Verluste

Primärenergieverbrauch Diesel-PKW:
Ca. 40kWh Rohöl + Energieverbrauch der Diesel-Produktion aus Rohöl

Die Verluste aus Stromübertragung und Ladevorgängen sind ganz grob ähnlich groß wie die energetischen Verluste in Raffinerien für die Herstellung von Diesel und Benzin.

Fazit zu diesem Punkt 1:

Ein E-PKW spart immer-noch ca. 33% Emissionen selbst wenn man den Strom komplett aus dem Rohöl herstellt das sonst in Raffinerien zu Diesel und Benzin weiterverarbeitet wird.

Alleine Schienenverkehr wäre nochmal deutlich effizienter als E-PKW [5].

Punkt 2.) Das Problem ist nicht die "Menge" an Strom sondert die zeitliche Verteilung der Ladevorgänge.

Ein "typischer " Privat-PKW steht ca 23St pro Tag und wird ca. 1St gefahren.

Der Begriff Fahrzeug ist irreführend -- im statistischen Mittel sind PKW "Stehzeug" .

Der Strom-Bedarf einer kompletten E-PKW-Flotte in Deutschland anstelle der Verbrenner würde bei ca. 1/4 bis 1/3 des heutigen Stromverbrauchs liegen.

Das ist von der Strommenge gesehen kein Problem.

Das Problem und die Frage der "Machbarkeit" ist von der Ladetechnik abhängig !

Was nicht geht !

Die Vorstellung das "Schnell-Laden" analog zum Diesel-Tanken der "Normalfall" werde soll,
das Millionen E-PKW-Besitzer 1 bis 2 mal in der Woche um alle ca. 17:00 nach der Arbeit an den "Schnell-Lader" fahren und kurz "auftanken"

==> Weder kann 25% des Mittleren Tages-Stromverbrauch "einfach so" um ca. 17:00 gestellt werden, noch können das die Stromnetze Transportieren.

Die Lösung:

Die meisten E-PKW müssen "flexibel" in den 23St geladen werden in denen diese auf Parkplätzen herumstehen.

Diese geht abseits der eigenen Garage im öffentliche Raum nur schlecht mit Kabel und zielführend sind Lösungen wie induktives laden, siehe Ankündigungen dazu [7]

Dies wurde u.a. im Rahmen des Verbund-Forschungsprojektes BIPOL-plus 2015 untersucht und festgestellt -[6] - mir ist leider keine öffentliche Quelle für den Abschluss-Bericht bekannt.

Fazit:

Das entscheidenden Problem einer großen E-PKW-Flotte ist die Ladetechnik und das Lademanagement.
Ein Teil der Lösung können flächendeckend induktive Ladesysteme auch und gerade auf öffentlichen Parkplätzen sein.

Mit der "richtigen" Technik wie induktivem Laden etc. kann das "Lademanagement" via Smart-Grid-Ansätzen zum Lastmanagement im Stromnetz beitragen und den Ausbau der Erneuerbaren damit erleichtern.

Ohne die "richtige" Ladetechnik können E-PKW zu problematischen Lastspitzen beitragen die (erst-mal) nur aus "fossilen" Kraftwerken gestellt werden können und ein Problem für das Stromnetz sind.

Punkt 3: Die Lebensdauer von E-PKW ist heute schon deutlich besser als viele glauben.

Viele hören Zahlen wie 500-Zyklen Akku-Lebensdauer und bekommen den Eindruck das E-PKW ganz schnell "am Ende" sind weil der Akku vorgeblich nicht lange hält.

Das ist falsch !

Und dies wird sichtbar sobald mal 500-Zyklen in Fahrleistung umrechnet und richtig interpretiert.

Fahrleistung und Lebensdauer technischer Stand 1. Generation Tesla-S:

Beispiel E-PKW: mit 75kWh Akku, 15kWh/km Verbrauch und 500 "tiefe" Zyklen Akku-Lebensdauer.

Einfacher Dreisatz:

75kWh / (15kWh/100km) = ca 500km pro Akku-Ladung.

500-Zyklen : -> 500 * 500km =250-tausend km Akku-Lebensdauer.
(Normwerte für den Fahrzyklus gerechnet)

--> Das ist nicht oder kaum schlechter als bei "hoch-gezüchteten" modernen PKW-Motoren.

Mehr noch:

Tiefe Zyklen sind mehr "Stress" für den Akku als viele "kleine" Teilzyklen.

Wir das Akku Oft zwischen 25% und 75 geladen und entladen wird der Akku viel weniger "altern" als bei tiefen-Zyklen.

Das "richtige" Lademanagement und Ladetechnik bei den "meisten" Ladevorgängen und der Akku hält länger als die 250-tausend -- die sich aus "tiefen" Zyklen ergeben.

Für die z.B. die Tesla-S etc gibt es reale Erfahrungswerte, wie z.B. 90% Nenn-Kapazität nach 200-tausend km [8].

Nicht zu vernachlässigen -- die Akku-Lebensdauer in Zyklen angegeben steigt im Rahmen der Weiterentwicklung.

Fazit zu diesem Punkt:

E-PKW sind heute schon ähnlich langlebig wie Verbrenner-PKW und werden tendenziell mit fortschreitender Akku-Technik ist zu erwarten da die Lebensdauer der E-PKW nochmal erheblich steigt.

Punkt 4.) Die begrenzte Verfügbarkeit von Lithium ist kein großes Problem

Der Natrium-Akku braucht wie der Name nahelegt kein Lithium sondern "billiges" überall grenzenlos verfügbares Natrium.

Er hat eine geringere aber immer-noch hohe Energiedichte -- aber dafür potentielle eine höhere Lebensdauer [9] [10] -- was Gewichts und Kosteneinsparungen beim der Akku-Kühlung ermöglicht die diesen Nachteil nicht aufwiegen aber reduzieren.

Besonders in China wird stark daran gearbeitet und die Technik scheint bereits sehr nahe an der Einsatzreife [11].

Quellenangaben:

[1] https://de.wikipedia.org/wiki/VW_ID.3

[2] https://de.wikipedia.org/wiki/VW_Golf_VII#Dieselmotoren

[3] https://de.wikipedia.org/wiki/Dieselkraftstoff

[4] https://de.wikipedia.org/wiki/Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk

[5] https://www.forschungsinformationssystem.de/servlet/is/505155/

[6] Abschluss-Bericht Bipol-Plus 2015 -- leider nicht öffentlich

[7] https://www.golem.de/news/elektroautos-siemens-und-mahle-kooperieren-bei-kabellosem-laden-2208-167504.html

[8] https://www.energie-gedanken.ch/2017/wie-viele-km-haelt-ein-elektro-auto-von-tesla/

[9] https://de.wikipedia.org/wiki/Natrium-Ionen-Akkumulator

[10] https://www.springerprofessional.de/batterie/energiespeicher/was-macht-natrium-ionen-batterien-so-interessant-/26150338

[11] https://www.electrive.net/2024/01/05/byd-legt-grundstein-fuer-natrium-ionen-batteriewerk-in-china/