Audi A4 8E 3.0i auf LPG

E-Fuels, E-Methan und sowas

[GaryK]

Ich hab nochmal aus "Anlass" gerechnet "Wegen E-Methan", "E-Fuels" und eben "E-Methanol".

Weil es gibt so politische Hellseher, die wissen ganz genau dass "wir" E-Fuels brauchen. Und E-Methan für die Dunkelflaute. Und überhaupt. Siehe Wissing von der FPD, ein "Herr Dr. Spaniel" als Daimlerlobbyist in der AFD (etwa fachlich ähnlich kompetent wie der gleichnamige Hund) und andere Protagonisten.

Die sich übrigens eher mit "was wird wo auf 'Grün' angerechnet" beschäftigen als mit der Ökonomie der Prozesse. Ich hab nämlich den dummen Verdacht, dass absehbar quasi keine Sau E-Fuels kaufen wird. Und dabei übrigens einen wesentlichen Punkt einer "Energiewende" übersehen - "wie speichern wir Strom". Auch wenns hier nicht um diesen Aspekt geht.

Audi hatte das bereits 2013 mit "Windgas" beworben. Auch da wären ein paar Tage "rechnen" sinnvoller gewesen als eine Anlage zu bauen und am Ende über die Wirkungsgrade von Strom über Gas zu Kilometer zu "kotzen". Die Audi mittlerweile auch indirekt verschweigt, in früheren Fassungen waren ein paar mehr Zahlen drin, die eine Rückrechnung des Wirkungsgrades gestattet hatten. Übrigens sehr dicht an der Thermodynamik, "was ein Zufall". Denn das ist das Tolle an Naturgesetzen - Verstöße gegen diese werden sofort geahndet, da brauchts weder Anwalt, Staatsanwalt, Lobbyisten und Politiker oder gar ein Gericht.

Im Vergleich zum letzten Artikel rechne ich hier ein paar Varianten durch, also E-Methan, E-Fuel und zudem E-Methanol. Warum Methanol? Weil Methanol sowohl in einem klassischen Verbrenner verwendet werden könnte(!) und etwa bis zu 45% Wirkungsgrad an die Kurbelwelle stemmt als auch mit etwa 60% in einer Brennstoffzelle verstromt werden kann. Zudem ist es leicht transportabel, drucklos und bei Raumtemperatur bereits flüssig.

Warnung: Wird länger, aber die Ergebnisse sind IMHO interessant und sehr eindeutig. Wer zu den 20% seiner Bildungsgruppe gehört und sich bei feststehender Meinung zu einem Thema nicht mehr mit "Details" wie Thermodynamik und Verfahrenstechnik belästigen will, der kann hier aufhören.

Nehmen wir an, wir hätten irgendwo auf der Welt viel Strom nebst Wasser und stellen da nen Elektrolysator auf. Nehm ich die Zahlen von https://www.gasag.de/.../wie-viel-strom-fuer-1kg-wasserstoff - dann werden 53 kWh Strom je Kilo Wasserstoff benötigt. Das sind rund 78% Wirkungsgrad, das passt. Ich persönlich schätze praktisch eher weniger, da die Elektrolysatoren dann mehr Wasserstoff produzieren, aber etwas auf Kosten des Wirkungsgrades. Elektrolsysatoren sind zudem teuer und unterliegen einem Verschleiß. Und nehmen wir weiter an, das CO2 wäre kostenlos, weil man eine lokale CO2 Quelle hat. Wie z.B. ein Zementwerk, Biogasanlagen (die neben Methan eben auch CO2 machen) oder ähnliches. Ich rechne zudem stark vereinfacht und gucke nur auf die teuren Elektrolysatoren und deren Strombedarf, nicht auf das Restverfahren.

Weil das Restverfahren "bekannt" ist - Methanolanlagen aus Erdgas kommend gibts seit ewig, XTL oder GTL Anlagen wie von der Shell in Malaysia und Katar auch. Wasserstoff-Quelle ist dort ebenfalls Gas. Erprobte Technik, die man im Baukasten von großen Anlagenbauern samt "Lizenz" erwerben kann.

Option A: E-CNG, Windgas:

Was passiert da chemisch?

CO2 + 4 H2 --> CH4 + 2 H2O

Die Hälfte des eingesetzten Wasserstoffs landet in der Hydrierung von Sauerstoff zu Wasser, die andere Hälfte im Produkt. Anteil Wasserstoff im Methan: 4/16tel an der Masse, also ein Kilo CNG erfordern 250 Gramm Wasserstoff plus nochmal das selbe für die Hydrierung des Sauerstoffs aus dem CO2. Also 500g H2 total, was 26.5 kWh Primärstrom je KILO Methan erfordert. Was als reines Methan wiederum rund 15.4 kWh Brennwert (Ho) hat. Also 1.72 kWh Primärstrom für eine kWh Brennwert. Nehmen wir die Zahl erst mal so hin und "vergessen", dass Deutschland vor dem 24. Februar 2022 etwa 1000 TWh Erdgas bezogen hatte. Etwa 1/3 dessen geht zu Heizzwecken in die privaten Haushalte, der Rest ist "Industrie". Vor allem Ammoniak und Düngemittel, wo etwa 10-15% des europäischen Erdgasverbrauchs hingehen. Die These bei Ethanol "Tank oder Teller" ist daher dummpopulistischer Verbaldurchfall, wir haben seit 50 Jahren die Gaspipeline ("Russengas") auf dem Teller.

Nehmen wir nun nach dem selben Schema Synthesebenzin und rechnen je Kilo weils bei allen Kraftstoffen das selbe ist. Ob ein verzweigtes Alkan wie beim "Iso-Oktan" über geradkettige lange Aliphaten (Diesel) oder das in etwas kürzer (Kerosin), es ändert sich etwas an der Struktur und nicht an der primären Wasserstoffbilanz:

Option B: Synthesetreibstoffe nach Fischer-Tropsch, "E-Fuel"

CO2 + 3 H2 --> -CH2- + 2H2O

1/3 des Wasserstoffs landet im Produkt, 2/3 werden im Kreis elektrolysiert. Der Wasserstoffanteil im Benzin ist also 2/14tel bzw. etwa 14.2%. Heisst ein KILO Benzin/Diesel/Kerosin braucht "drei mal" dessen als Wasserstoff, also je Kilo Sprit eben 426 Gramm. Was 22.5 kWh Strom je KILO Treibstoff ist (E-Fuel, egal welches). Die E-Fuel Alliance als Lobbyverband sagt selbst "16.1 kWh je LITER Benzin". Was bei einer Dichte von 0.75 etwa 21.5 kWh/kg ist. Huch, hab ich wohl gut geraten. Wissenschaftler wie Professor Fichtner gehen von 27 kWh/kg aus, wahrscheinlich mit Vorkette/Transport....

Mit 12.6 kWh/kg als Brennwert ist das ein Quotient aus Primärstrom zu Brennwert von 1.78 kWh/kWh. Zum Bedarf: Wir hatten in Deutschland Anno 2021 nach der Energiesteuerstatistik einen Bedarf von 22 Millionen Liter Benzin und etwa 44 Millionen Liter Diesel zuzüglich 20 Millionen Liter Heizöl. Was in Summe etwa 70 Millionen Tonnen sind und bei einem Brennwert von 11.8 kWh/kg etwas über 800 TWh (Brennwert, nicht Strombedarf) darstellen. Mal 1.8 ist "AUTSCH" an Strombedarf.

Option C: "Grünes Methanol, vollsynthetisch"

Und nun die Methanolsynthese als Alternative, wieder wegen Vergleichbarkeit aus CO2: CO2 + 3 H2 -> CH3OH + H2O. 2/3 des Wasserstoffs landen im Produkt 1/3 ist "für die Füße". Wasserstoffanteil Methanol 4/32 bzw. 12.5%. Also braucht ein KILO Methanol 187 Gramm Primärwasserstoff, was 9.9 kWh Primärstrom erfordert. Methanol hat einen Brennwert von "nur" 22,7 MJ/kg bzw. 6.3 kWh/kg. Macht einen Primärstrom zu Brennwert-Quotienten von 1.57 kWh/kWh. Immerhin muss es im Gegensatz zu Erdgas nicht zum Transport verflüssigt werden und im lokalen Netz dann wieder auf 220 bar hochgedrückt.

Gewinner: Methanol was "Aufwand zu Brennwert" als Verhältnis angeht. Weil flüssig ists zudem leichter speicherbar als Erdgas und eben auch noch effizienter. Theoretisch kann man das Methanol übrigens in einer Brennstoffzelle auch stationär verstromen(!), mit der Abwärme heizen und den überschüssigen Strom ins Netz einspeisen.

Was übrigens bei "grünem Methanol" energetisch sinniger ist - "Holzvergasung" bzw. Biomassevergasung sofern verfügbar. Zellulose ("Biomasse") hat -HCOH- als "Baustein". Wenn man das "erhitzt" wird daraus CO + H2. Mit nun nur noch einem weiteren H2 aus Strom (statt deren 3 wie aus "CO2" kannst man Methanol nach CO + 2 H2 -> CH3OH synthetisieren. Die Anlagen dazu gibts mit kaum 500.000t/a Kapazität. Das wäre ein Hybridverfahren, bei dem übrigens kein Hydrierwasser entsteht und damit im Kreis gefahren werden muss wie bei CO2 als Ausgangsmaterial. Es braucht halt billige Energiepflanzen, die einem quasi das CO2 aus der Luft holen.

Aufgabe: "Ein typischer PKW will 100 km fahren".

Nun nehmen wir folgende Szenarien an, da es hier auf MT eher um Mobilität als Hausheizungen geht.

PKW ohne Hybridkomponente:

* E-CNG: Erdgasautos brauchen als PKW recht exakt 4 Kilo CNG je 100km. Also 26.5 kWh/kg Primärstrom x 4 kg/100km sind 106 kWh/100km Primärstrom. Ist der häufigste Wert eines Polo/Golf TGI im Spritmonitor.

* E-Fuel: Superbenzin oder Diesel ist scheissegal: 6.0 Liter Super bzw. 4.56 Kg mal 22.5 kWh/kg sind 102 kWh/100km Primärstrom.

* Mit Hybridkomponente kann der Verbrauch auf etwa 3.7 KILO (5 Liter) sinken, das rettet es nicht wirklich. Wäre aber bei Preisen von 5€/l trotzdem "billiger".

Erster Schluss: Ich sehe genau Null Unterschied bei den beiden Klassikern. CNG hat CO2 Vorteile wenn man ausschließlich fossile Brennstoffe nimmt, da je mol fossilen CO2 mehr Brennwert kommt. Hat auch spürbare Vorteile wenn man zusätzlich Biogas berücksichtigt. Und NULL wenn man in Synthesetreibstoffen "denkt".

Kann "irgendwas mit Brennstoffzelle" eine Alternative sein? Also rechnen wir einen Brennstoffzelle-Hybrid. Ein normaler Stromer hat etwa etwa 18 kWh Strom je 100km (Spritmonitor), diese kWh sollen aus "grünem Methanol" reformiert worden sein.

Annahmen bzw. Rechenweg: Wasserstoff hat 40 kWh/kg, die Brennstoffzelle kann daraus mit etwa 60% Wirkungsgrad wieder Strom machen. Man braucht also für 18 kWh mit 60% deren 30kWh "Brennwert als H2". Also etwa 0.75 Kilo reinen Wasserstoff je 100km wenn man genau wie ein Batteriestromer "rekuperieren" könnte. Real hatte der ADAC etwa 1 kg/100km als "Whell to Wheel" gemessen. Aber da Brennstoffzellen sauteuer sind würde man eh einen Puffer-Akku einbauen, weil dann die Brennstoffzelle kleiner ausfallen kann und nur die mittlere Leistung, nicht die Spitzenleistung abkönnen muss.

Die Reformierung läuft Onboard" nach CH3OH + H2O -> CO2 + 3 H2. Also wird aus einem Mol Methanol mit "zwei H2" durch die Reformierung DREI mal Wasserstoff für die Zelle. Molmasse Methanol 32g, der daraus produzierte Wasserstoff hat 6 Gramm. Also braucht man für aufgerundet 1 kg Wasserstoff eines solchen Methanol-Hybriden 5.33 Kilo "grünes" Methanol. Für das man wie "oben" gerechnet mit 9.9 kWh je kg Methanol "Primärstrom" auf in Summe 53 kWh Strom für eben 100km PKW hinausläuft. Was die HÄLFTE ist von dem was man für XTL oder E-CNG aufwendet. Und zudem mit einem fetten Pufferakku für die "Alltagskilometer" nicht 100% an Methanol und dessen Preisen hängend.

Zweiter Schluss: Wenn wir E-Fuels für Mobilität machen, dann schlägt Brennstoffzelle über Methanol die klassischen E-Fuels im Hubkolbenmotor beim Primärstrombedarf um den Faktor 2. Strom kostet, egal wo auf der Welt. Weil jemand ne Anlage samt Steckdose bauen und betreiben muss ohne draufzuzahlen. Egal ob Windräder oder Solar - Kapazität kostet. Und die paar weggeregelten Watt bei uns interessieren am Ende von der Produktionskapazität her keinen Menschen.

Schauen wir mal auf den Kohlenstoff, irgendwoher muss der kommen. Man kann ja auch CO2 aus der Luft holen. Die Kosten dafür liegen etwa bei 600-800€ je Tonne. Weniger als 400€ für "Direct Air Capture" sind perspektivisch kaum technisch vorstellbar. Wir brauchen übrigens je Kilo E-Diesel/Benzin etwa 3.7 Kilo CO2. Was bei nur 400€ je Tonne auf Capturekosten aus der Luft um 1.50€/kg Sprit hinausläuft. Zuzüglich etwas über 110 kWh an Strom.

Wenn man eine konzentrierte CO2 Quelle hat wie z.B. eine Biogas- oder Müllverbrennungsanlage, dann sind es nur noch etwa 5 Cent/kg CO2 (50€/t) bzw. aufgerundet 20 Cent/kg Sprit. Daher bieten sich z.B. Zementwerke an, da dort aus CaCO3 das CaO + CO2 entsteht, welches später vom aushärtenden Beton wieder als "Direct Air Capture" aufgenommen wird. Daher kann dieser Anteil quasi CO2 neutral auch einen "Umweg" durch einen Auspuff nehmen. Genau wie bei Energiepflanzen, so lange diese nicht mit "grauem Dünger nebst Agrardiesel" gefüttert werden müssen.

Zusammenfassung:

(a) Ob man E-Methan/LNG/CNG oder E-Fuel machst, das nimmt sich unterm Strich energetisch leider nicht viel.

(b) Methanol über einen Reformer in Wasserstoff verwandeln und dieser befeuert eine Brennstoffzelle - das ist etwa 50% effizienter was den erforderlichen Primärstrom angeht als Synfuels. Dummerweise kosten Brennstoffzellen deutlich Geld.

Nun gucken wir noch kurz auf die Argumentation von Audi, dass man E-Methan auch zurückverstromen kann: Mit 1.72 kWh Primärstrombedarf je kWh Brennwert und diese mit 55% aus einem GuD Kraftwerk zurückverstromt haben wir 0.55 kWh Strom für eine kWh Brennwert, die mit 1.72 kWh Strom erzeugt wurden. 31% Wirkungsgrad in Summe AUTSCH. Batteriespeicher haben jenseits 90%, CAES Systeme je nach Design 50-70% von Strom zu Strom.

Da wärs IMHO "billiger", als Hausheizung zum Beispiel eine AFC (Alkaline Fuel Cell) oder PAFC (Phosporsärezelle) mit reformiertem Methanol zu nehmen, diese wärmegeführt zu betreiben und den überschüssigen Strom ins Netz zu speisen. Die (Ab)Wärme dessen geht halt in die eigene Bude. Nur kenn ich mich mit Brennstoffzellen und deren Entwicklung sowie Grenzkosten bei Massenfertigung seit fast 25 Jahren nimmer aus. Und nein, nicht jeder braucht so eine BZ im Keller, dazu sollte es "lokale Nahwärme" geben.

Und apropos "billiger" - ich hab oben sowas wie den bisherigen Energieverbrauch skizziert - also 1000 TWh Erdgas mit etwa 1/3 Bedarf der Privathaushalte alleine fürs Heizen sowie etwa 70 Millionen Tonnen Kraftstoffe und Heizöl...

Was würde "Mit E-Fuels gehts einfach so weiter" bedeuten? Alleine die 44 Millionen Liter Diesel sind etwa 37 Millionen Tonnen Brennstoff, dazu 22 Millionen Liter bzw. 16 Mio t an Benzin. Was mit 22.5 kWh/kg auf wenigstens(!) 1200 TWh Strombedarf hinausläuft. Das ist alleine für DE bereits das, was der gesamte Nordseeraum UK, DK und DE an Potenzial für Offshore-Windstrom hat. Also "eher nicht". Außer man fragt geBILDete Leser mit ausgeprägten kognitiven Dissonanzen. Womit ich bei den 20% der Bevölkerung bin, die eine Meinung allen Fakten und Energiebilanzen vorziehen.

Es gibt zudem Kasper, die der Ansicht "dann eben E-Fuels aus Atomstrom" sind. Wir hatten in DE früher etwa 1/3 Anteil Kernenergie an der Gesamtstromerzeugung. Das waren im Jahr etwa 200 TWh. Wir müssten also 6 mal mehr AKW zusätzlich zu diesen bauen, dass "wir" solche E-Treibstoffmengen synthetisch erzeugen können. Oder bauen die gleiche Zahl neuer AKW als Ersatz der Alten und kommen mit 1/6tel(!) des Sprits aus, also etwa 1l je 100km. Was übrigens nur das doppelte dessen ist, was wir in DE an "Biokraftstoffquote bereits im Treibstoffpool" haben.

Wer mag, der kann recherchieren, was der neue finnische EPR Reaktor gekostet hat und wieviel Strom der in etwa über sagen wir 40 Jahre erzeugen wird. Vorsichtig - das sind keine 5 Cent wenn ich den wiss. Dienst des Bundestages als Quellenehme. Weil das sind etwa die Preise für Offshore-Windstrom an der Nordsee. Südamerika am "Kap Horn" reden wir über Preise um 2 Cent/kWh, Photovoltaik am nördlichen Wendekreis (Sahara, Saudi) etwa ähnlich. Fairerweise kommen dann noch Kosten für eine Speicherung hinzu, die eine 24/7 Quelle eben nicht hat. Oder eben bei PV Anlagenmehrkosten, weil die Herstellung rund nen halben Tag stillsteht. Nicht nur ein Stromspeicher kostet, Spitzenleistung brachliegen lassen auch. Niemand hat Lust einen Elektrolyzer bei "Überschussstrom" zu nutzen, wenn das nicht mal 5% im Jahr sinnvoll möglich ist. In DE wird übrigens deutlich weniger "Grünstrom" weggeregelt als Strom im Gesamtnetz verloren geht. Soviel dazu, jedenfalls aktuell.

Ökonomie von E-Treibstoffen:

Bei absehbaren Kosten eines E-Fuels jenseits 100 kWh/100km Strom zu 5 Cent im Einkauf sind wir bereits bei jenseits 5€/100km bzw. etwa 1 Euro je Kilogramm wenn wir die aktuell sparsamsten Motoren ansetzen. Plus Kosten des Verfahrens wie CO2 Capturing, der Gesamt-Anlage, dazu Personal, Vertrieb nebst Abgaben und Steuern sowie die Marge nicht zu vergessen - da sind Kosten nicht unter 2,50€ je Liter zu erwarten. Anfangs reden wir über eher 5€/l. Da hat sich das Thema von ganz alleine geregelt wenn man eben 18 kWh eines BEV veranschlagt. Selbst wenn Ladestrom mittelfristig bei 30 Cent je kWh liegen wird. Wer dieses Fahrzeug am besten noch "vom eigenen Dach" aufladen kann hat noch ganz andere Vorteile. Das formal "eigene Dach" hat nicht jeder, aber (fast) jeder hat ein Dach überm Kopf. Dann ist nur die Frage wie der Strom "günstig" zum Verbraucher kommt ohne dem Besitzer einer Solaranlage für 10 Cent oder so bei Einspeisung "vergütet" zu werden und kaum den Zähler verlassen auf einmal wieder mit 30 Cent/kWh plus durch den Zähler des Nachbarn geht.

Der ADAC sagt übrigens was von sehr optimistischen 1,20€ bis 1,70€ je Liter für E-Fuels. NETTO. Die Ansicht hat der ADAC leider "eher exclusiv". Porsche: 10€/l zur Zeit. Eine E-Fuel Alliance sieht das bei 1.45 bis 2.20€ je Liter. Langfristig. Was übrigens nichts anderes bedeutet, dass man diesem Sprit Bioethanol beimengen muss um den Preis zu senken oder halten. Sofern diese Ethanol nicht für was anderes gebraucht wird - Beispiel Ethanol zu Ethylen, was dann in Kunststoffen wie PE oder PET landet. Ansonsten kann man statt "Google" und den Werbeaussagen einzelner Protagonisten auch https://scholar.google.com befragen und die Fachliteratur zu Rate ziehen. Manchmal sind die Quellen offen einsehbar. Manche nicht, siehe https://www.sciencedirect.com/.../S0959652618330002 ... aber wer an einer Uni drauf zugreifen kann - es lohnt sich.

So, warum setzen sich Lobbyisten für E-Fuels ein wenn die so unökonomisch sind? Es geht IMHO (und das ist meine Meinung bzw. Befürchtung) um nichts anderes als sich eine sauteure "CO2 neutrale" Komponente durch alle Autofahrer im Treibstoffpool beigemengt zwangsvergüten zu lassen, aber natürlich deren "fehlendes CO2" auf den Flottenverbrauch anrechnen lassen. Dieser Unsinn hat Methode - siehe damals die ersten Solaranlagen aus DE Mitte der 2000er, die kaum 50 Cent/kWh als NETTOVERGÜTUNG hatten und das für 20 Jahre Garantielaufzeit. Bisher IMHO der teuerste Subventionslobbyismus in DE mit einer knapp zweistelligen Milliardensumme je Jahr. Oder der "Steinkohlepfennig", damals auch irgendwas um 5 Mrd Euro und diesen Wert vor 30 Jahren - also eher 10 Mrd im Jahr nach heutiger Kaufkraft. Also Herr Wissing und liebe FDP samt E-Fuel Lobbyisten - strengt euch an, ihr könnt das sicherlich "besser". Ach warte, die ist dabei - dieser Blödsinn mit E-Fuels hat eben das Potenzial den Subventionismus der deutschen Solarbranche (man gucke wo die heute ist) durch die damalige EEG Umlage zu überbieten.

Wo E-Fuels eine Berechtigung haben (siehe auch letzter Artikel dieses Blogs): In der Luftfahrt. Da sind 3€ je Kilo AUFPREIS bei 3 Kilo je 100 km und Passagier für 10.000 km wie EU-USA bzw. "eine viertel Weltumrundung" immer noch besser als sich in einen Dampfer zu setzen oder mal eben über den Atlantik zu segeln. 900€ Aufpreis für ne Woche Zeitersparnis je Weg "passt". Das 50€ Ticket für Ballermann-Saufen übers Wochenende ist dann eben nicht mehr drin. Schade aber auch. Aber: Alleine solche unvermeidbaren Anwendungen stellen für die Anlagenbauer wie in DE die Firma CAC solcher E-Fuel Systeme eine Daseinsberechtigung.

Wir werden in DE Firmen wie CAC (Chemieanlagenbau Chemnitz) und diverse Hersteller von Carbon Capture Anlagen (das ist seit etwa 2014 tot) und Elektrolyzern brauchen. Es ist allerdings billiger solche Firmen bzw. solche Entwicklungen HEUTE zu fördern (ja, "subventionieren") als ein unnötiges Produkt wie ein E-Fuel herzustellen und die Kosten per Zwangsumlage auf alle unfreiwilligen Nutzer umzulegen. Man stelle sich vor, das wäre bei "Solar" passiert. Deutschland hatte damals wie dumm den Solarstrom mit Anfangs über 50 Cent/kWh vergütet - wenige Jahre später hatten die Chinesen die Herstellverfahren hochskaliert und optimiert, haben die deutschen "Butzen" plattgemacht. Aber der EEG Kunde durfte im Jahr(!) etwa 10 Mrd Euro für Solarstrom bezahlen. Da wäre Anfangs selbst 1-2 Mrd "Forschungsmittel" über wenige Jahre und zudem überwiegend an Forschungsvereine wie Max Plank, Fraunhofer und diverse Unis gezahlt in Summe weitaus billiger gewesen. Welche Summen da bewegt werden - https://taz.de/Foerderung-der-Wissenschaft/!5804668/

Nur als Anregung. Nicht jede Subvention ist schlecht. Die ist erst schlecht wenn alle jahrelang zahlen und unterm Strich nur wenige davon profitieren. Wie bei dem Anfangs übersubventionierten Solarstrom, dem "Kohlepfennig" oder sonstigem Blödsinn. Da brauch ich kein E-Fuel obendrauf. Jedenfalls nicht im Auto.

Ökostrom, die Energiewende, Batteriestromer und Falschinformationen von allen(!) Seiten

[GaryK]

So, ich muss mal meinem Groll Luft machen. Was aktuell in den Medien und in der Regel "von Lobbyisten" publiziert wird geht auf keine Kuhhaut.

Beispiele? E-Fuels sind unsere Rettung. Siehe mal als "Lobbyartikel" https://...omobil-industrie.vogel.de/.../ oder ganz übel https://www.efuel-alliance.eu/faq

Politikversagen? https://www.autozeitung.de/...r-diesel-verbot-bis-2050-116894.html?... wo gleich mal jeder Verbrenner "verboten" werden soll.

Also rechnen wir mal wie üblich, weil man gegen "Naturgesetze" und den Taschenrechner schlicht nicht ankommen kann.

Also schauen wir als erstes mal nach, wie das denn mit dem Strom aussieht. Sobald irgendwer was von "Batteriestromern" erzählt kommt sofort das Thema "teuer" und "reicht nicht". Beides falsch. Weil am Problem vorbei, dazu später mehr.

Belege: Schauen wir doch in die EEG Abrechnung des letzten Jahres herein. Alleine Windkraft "2019" nach https://www.netztransparenz.de/.../EEG-Jahresabrechnung%202019.pdf sagt, dass nur dieser Windstrom 130 TWh hatte. Wenn ein Stromer etwa 17 kWh/100km braucht (Quelle: https://www.spritmonitor.de/.../0-Alle_Modelle.html?...) - dann gestattet alleine der Windstrom (Herstellkosten nach EEG Vergütung etwa 8 Cent / kWh Netto, aktuelle Offshore-Windkraft UNTER 5 Cent/kWh bei mehr als 60% Verfügbarkeit) bereits 760 Mrd Kilometer Fahrleistung. Gesamte PKW Fahrleistung in DE nach Daten des KBA: 611 Mrd km. Quelle https://www.kba.de/.../vk_revisionsbericht_2019_pdf.pdf?...

Also halten wir fest: "Am Strom liegts nicht, wir haben genug". Jahresproduktion Strom in DE übrigens etwas über 600 TWh im Jahr. Also grob "Windkraft mal 5".

Was "teuer" angeht: Selbst mit der teuersten Art "Solarstrom" nach EEG 2019 (28 TWh für 9.5 Mrd Euro Vergütung gleich 34 Cent/kWh) kosten die 17 kWh/100km gerade mal 11€/100km. Braucht mein Z4 auf Benzin. Aktuelle Solaranlagen liegen bei unter 12 Cent/kWh. Soviel zu "teuer".

Wo ist das Problem? Ok, fahren wir also alle mit Batterien. 100kWh Kapazität bzw. "sichere" 400 km Reichweite für alle. Lithium ist von der Menge her kein Thema. Cobalt würde "spannend" werden, aber sei es drum. Was passiert wenn wir alle unsere Karre in 30-60 min aufladen wollen? Die Strommenge an sich ist nicht das Problem, siehe oben. Aber: Ladestrom für 30 Minuten "beim Einkaufen" oder "bei einer Fresspause" wären 200 Kilowatt Anschlussleistung. Je Auto. Bei 80 Mio Einwohnern und 600 TWh im Jahr als Stromerzeugung hat Deutschland eine mittlere Anschlussleistung von 70 Gigawatt und damit jeder der 80 Mio Bürger eine formale "Anschlussleistung" von 1.1 Kilowatt. Eine solche "30 min Ladesäule" hätte damit etwa den Strombedarf eines kleinen Dorfs. Die Netze und vor allem die letzten paar Kilometer lassen grüßen. "Geht so nicht" ist nett ausgedrückt. Oder jede dieser Ladesäulen bekommt einen eigenen Stromspeicher (z.B. Natrium-Ionen Akku) und schenkt damit noch mal etwa 8% in deren Verluste (Lade-Entladezyklus) her. Die 8% bringen einen nicht um, machen aber die Säule weit teurer. Weil "Bisserl Blech, nen Kabel und der Rest Elektronik aus Großserienfertigung quasi nix kostet". Man kann auch gut ausrechnen wie oft jemand tankt. Wenn du sagen wir 400km praktische Reichweite hättest, davon 300 km wirklich nutzt - bei statistischen 14.000 km Fahrleistung im Jahr tankst du also 46 mal auf. Grob - einmal die Woche je Fahrzeug. Manche eben öfter, manche seltener wie das eben so mit der Jahresfahrleistung ist.

Was aber geht: Wenn jeder in der Lage wäre "über Nacht" relativ langsam mit den maximal 2kW aus der normalen Steckdose zu laden. Setzt einen eigenen Parkplatz mit Anschluss voraus - "Gruß von der besserverdienenden Eigenheimfraktion ans Proletariat". 10h mal 2 kW sind 20 kWh und damit Strom für 100km. Mal theoretisch 40 Mio Fahrzeuge nachts die alle Ihren Akku täglich leerfahren reden wir über 80 Gigawatt Strombedarf. 20 Gigawatt haben wir aktuell Tag/Nach Unterschied im Verbrauch, siehe https://www.agora-energiewende.de/.../ ... und da man im Mittel kaum 12.000 km im Jahr fährt, wären das bei 300 "Fahrtagen" kaum 40 km im Mittel. Bzw. bei 20 kWh/100km ganze 8 kWh je Fahrzeug. Was bei 10h Ladezeit auf 800 Watt Ladeleistung hinausläuft. Also gefühlt "ein High End PC mit einer RTX 3090 Karte

Unsere Tag/Nacht Schwankung von über 10 Gigawatt würde also bereits für mehr als 12 Millionen Stromer und damit rund 1/4 des aktuellen Fahrzeugbestands ausreichen, wenn die statistisch "normal" fahren würden. Als typische "Kurzstreckenhuddel" und "Mama-Taxi" eher weniger Laufleistung, also "mehr Fahrzeuge". Nicht unmöglich, das Szenario "geht eher" ohne dass einem die Mittelspannungsnetze rausfliegen oder gar Stromspeicher in diesen "zwingend" installiert werden müssen. Weil die sind auch nicht umsonst, haben selten 100% Wirkungsgrad und würden den Preis von Ladesäulen deutlich nach oben treiben. Die billigsten "großen" wären CAES Speicher mit etwa 50% Wirkungsgrad. Batteriepuffer wären besser, aber je kWh deutlichst teurer. Und Pumpspeicher können wir z.B. in Hamburg gerade vergessen. Und egal wo so ein Pumpspeicher gebaut werden würde - die Natur dort muss geschützt werden.... ist wie bei Bahnstrecken. Alles muss auf die Bahn, aber wehe eine Strecke wird ausgebaut. NIMBY - Not In My Backard.

Jetzt kommen wir also zum Bestand. Gibt schließlich Leute, die zwingend "ihre 500 Nm" haben müssen weil denen sonst was fehlt. Geld zum Beispiel, weil bereits ausgegeben. "Und was ist ökologischer als den Bestand lange zu nutzen?" An diesem Punkt setzt die typische Lobbyarbeit an.

Kommen wir also zu "besonders sauberen Fuels" mit grünem Stempel und nahezu CO2-neutral. Es läuft seit kaum 2-3 Jahren eine Kampagne einer Gruppe, die "HVO" oder "Care Diesel" rechtlich pushen will, dass die dem Treibstoffpool beigemengt wird und am besten und "weil ganz grün" keine Mineralölsteuer darauf erhoben wird. Was ist das? Man nimmt ein Pflanzenöl (was auch Abfall-Öl wie Friteusenfett von McDumm und Würger-King sein kann, daher stammt die Masse) und spaltet bzw. hydriert das durch. Was geschickt ist - denn die Entsorgung solcher Öle bringt dem Hersteller sogar Geld statt Rapsöl einzukaufen zu müssen. Was passiert mit den Rohölen beim Hydrieren? Die Säuregruppe am "Öl/Fett" ist weg, man muss nicht mehr diese "saure" Gruppe mit Methanol veresthern (eine Art Schutzgruppe) wie es beim Biodiesel gemacht wird. Zudem sind sämtliche Doppelbindungen "durch". Man bekommt mit etwas Cracken eine sehr dieselähnliche Substanz mit einer sehr engen Kettenlängenverteilung, die zudem etwas früher siedet als klassischer Diesel. Grundsätzlich nicht verkehrt.

Aber: Wie hoch war noch gleich die Rapsproduktion in Deutschland? https://www.wochenblatt-dlv.de/.../...ektarertraege-weizen-raps-562137 sagt 3.2 Millionen Tonnen im Jahr. .... und wieviel Diesel wurde in DE verfahren? https://www.destatis.de/.../energiesteuer-2140930197004.pdf?... nach Finanzamt sind das 44 Mio Kubikmeter(!) gewesen. Da brauch ich nicht mit der Dichte rechnen, da ist bereits beim Substrat ein "Fehlbetrag" von mehr als Faktor 10. Bei 3.3 Tonnen je Hektar (330 g/m²) als Ertrag kann man ausrechnen, wie viel Fläche wir brauchen würden. Bei 44 Mio Kubikmeter bzw. in erster Näherung "Tonnen" Diesel ... so lange wir also alleine beim Raps nicht den Ertrag je Hektar oder die Anbaufläche um den Faktor 10(!) steigern können wars das. Aktuell mit dem erzielten Ertrag benötigt: 133.000 km² - 1/3 der deutschen Fläche total. Nur für "Diesel". Heizöl extra obendrauf. DANN hätten wir wirklich ein "Tank oder Teller" Problem.

Gut, die Fläche reicht nicht. Die Flächen in den Osten zu erweitern ist vor 100 Jahren schon schief gegangen (Vorsicht: Sarkasmus), also muss eine andere Lösung her. Also machen wir das doch aus CO2 und Luft. Quellen dazu gibts, "das geht". Aber bestimmt sind die Mineralölmultis dagegen. Oder die Illuminaten. Weil seit auch etwa 100 Jahren bekannt. Rechnen wir doch das mal nach.

Was passiert? CO2 + 3 H2 --> (-CH2-)n + 2 H2O. Fischer-Tropsch Synthese. Alt und bekannt, es entstehen erst mal Wachse, die man dann zu Diesel "cracken" kann. Es entsteht aus dem CO2 und dessen Hydrierung aber zwingend 2 mal Wasser -> 1/3 des Wasserstoffs landet im Produkt und 2/3 des Wasserstoffs wird wieder zu Wasser - quasi "im Kreis" elektrolysiert. Nicht vermeidbar.

Gibt auch riesige Anlagen, die diese Synthese bereits aus Erdgas machen. Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/GtL-Verfahren .... 140.000 Barrels je TAG Kapazität. Teile davon sind im Shell Premium Exzell-Optidings was weiss ich Diesel drin. Solche Anlagen stellen übrigens die Masse der aktuellen "SHC" Schmierstoffe her. Die vollsynthetisch sind, aber sich in Deutschland(!) nicht so nennen dürfen. Stattdessen steht da "aus synthetischen Grundölen". Chemisch gesehen vollsynthetisch, rechtlich nicht. Juristen und Ihre Logik eben.

Angenommen man hat das CO2 "irgendwie" und erzeugt den Wasserstoff aus Strom. Wasser hat eine Standardbildungsenthalpie von 285 kJ/mol (NIST Datenbank https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?...) und kann klassisch mit etwa 70% Wirkungsgrad zu Wasserstoff umgesetzt werden. Mehr als 80% geht in der Stufe nicht. Nehmen wir weiter an, die Metalle dieser Elektrolysatoren wären problemlos verfügbar (was die nicht sind). 2 Gramm Wasserstoff sind also 285 kJ/mol durch 70% und damit 407 kJ je Mol Wasserstoff als Strombedarf. Hochtemperaturelektrolysatoren (SOEC) schaffen "bis zu 80%" und das wars. Müssen aber ziemlich "strich" laufen, da die Keramiken stetige Temperaturwechsel im Mittel nicht so geil finden. Genau wie ein intelligenter Kaufmann (Vorsicht, wieder Sarkasmus) eine im Last-Jojo betriebene klassische Anlage nicht so geil finden würde. Weil man hat ziemliche Peak Kapazität bezahlt und nutzt die nur zwischen Zwölf und Mittag bei einer ab und zu auftretenden Lastspitze und billigem Strom zur Produktion von Produkt aus. Soviel zum feuchten Traum der Stammtische "dann nehmen wir eben den weggeregelten Ökostrom, der ist eh bezahlt".

Ok, zurück zum Thema. Eine -CH2- Gruppe wiegt 14 Gramm, braucht 6 Gramm Wasserstoff zu je 407 kJ Strom pro 2 Gramm um gebildet zu werden. Ein Kilo macht also nach Adam Riese und in kWh umgerechnet 24.2 kWh Strombedarf der Elektrolysatoren je Kilo Synthesesprit. Alleine für den Wasserstoff. Bei 4 cent/kWh (wäre superbilliger Nordsee-Offshorestrom) also etwa 1€ Stromkosten je Kilo Synthesesprit. Mit den 8 Cent "Windstrom von Land" eher 2€/kg. Plus Verfahren, das noch zu beschaffende CO2.... beste Schätzungen haben aktuell "irgendwas um 2,50€/kg" auf dem Zettel. Netto. Plus Steuer, Handling, Tankstelle. Alles unter 4€ je Liter Endverbraucherpreis ist aktuell "eher optimistisch". Auch "billiger Solarstrom" aus den Wüsten oder Windkraft vom "Kap am Arsch der Welt" ändert nichts am Strombedarf des Verfahrens. Irgendwas um 25 kWh je Kilo Strom im Gesamtverfahren je Kilo Brennstoff ist auch bei 2 Cent/KWh immer noch 50 Cent. Plus Anlage, deren Marge, CO2, Transport, Steuern, Vertrieb und hiesige Marge.

Zurück zu den Strommengen: Bei 44 Mio Tonnen bzw. "Mrd kg" für Diesel in DE (ich weiss, die Dichte ist geringer ...) reden wir also über 1.000 TWh Strom im Jahr. Nur Diesel. Benzin etwa die Hälfte obendrauf. Also unser aktueller Verkehrssektor aus E-Fuels versorgt würde so ganz grob das doppelte der deutschen Stromerzeugung (Erinnerung: 600 TWh/a) NUR für den Wasserstoff zur Herstellung des E-Fuels verbrauchen. Sind nur 142 Gigawatt Dauerstrich. Also etwa 100 Kernreaktoren der ISAR-2 Baureihe, die immerhin aus den 80er Jahren stammt. Die können "Dauerstrich". Achja, plus Energie für die CO2 Abtrennung aus der Luft. Und Strom für die Aufbereitung der Kernbrennelemente. Anderes Thema, aber soviel zur Idee den Strom für E-Fuels "aus AKW" zu holen.

Zu diesen 50 Cent für "2 Cent/kWh Billigstrom" der Elektrolysatoren vom Ende der Welt kommen die Kosten fürs CO2, plus das "Verfahren" bzw. Betrieb und Abschreibung der Anlagen. Für eine Tonne Synthesebrennstoff brauchts übrigens etwa 3,2 Tonnen CO2. Zu aktuell nicht herstellbaren 200$/Tonne bzw. rund 20 Cent/Tonne im Wortsinne "aus der Luft" gegriffen. Aktuelle Preise für CO2 aus der Luft (Direct Air Capture) liegen eher bei 500-600$/Tonne. 200 wird aktuell als "Untergrenze" gesehen. Sind aber mit hypothetischen 200 Euro/t wieder mal rund 60 Cent je Kilo Sprit Aufpreis. Womit wir bereits unter idealen Bedingungen bei etwas über 1,30€/kg sind. Rohstoffkosten. Mit 8 Cent für EEG Windstrom an Land und aktuell rund 12 Cent Solarstromvergütung haben wir sicherlich das Thema "Stau" auf dem Weg der E-Fuels final gelöst. Da fährt keiner mehr. Jedenfalls nicht Otto Normal, der "BinWichtig mit Firmenwagen und Tankkarte" als Zielgruppe der heimischen Automobilindutrie wahrscheinlich schon. Weil er alle drei Jahre nen neuen Wagen "braucht".

Ich kanns auch genauer rechnen, macht das Ergebnis aber kein Stück besser. "Treibstoff aus Strom" und "für alle" ist ein Ding der Unmöglichkeit und wenn, dann wird der Treibstoff nicht für jedermann bezahlbar bleiben. Übrigens fährt ein Batteriestromer mit dem in einem Kilo Synthesesprit für Wasserstoff investierten Strom bei statistisch 16 kWh/100km bereits 150 Kilometer. Was verbraucht ein sparsamer Diesel angeblich? 5 Liter? Sind 4 Kilo. Minimum Faktor 4 als Unterschied im "Strombedarf". Meine Schätzung für das Gesamtverfahren incl. CO2 Abtrennung liegt eher bei Faktor 6. Was lernen wir daraus? E-Fuels für alle geht nicht. Außer die kalte Kernfusion kommt. Oder jeder Regierungsbezirk stellt sich ein AKW neben die lokale Kläranlage.

Ok, nächstes Argument - wir fahren alle mit Brennstoffzellen, "Wasserstoffwirtschaft". Vorteil: Man elektrolysiert das Wasser nicht im Kreis, Wirkungsgrad der Brennstoffzelle "bis zu 60%". Haben halt "Platin" drin und davon nicht wenig. Realistisch sind in aktuellen Zellen etwa 1.5 Gramm je Kilowatt Peakleistung verbaut. Quellen wie https://www.auto.de/.../ sind optimistischer und sehen die Hälfte. Und künftig wie üblich "noch weniger". Was ausnahmsweise realistisch ist. Aktuelle Mengen in den Kats: https://...inekatalysatorenankauf.de/FAQ/...-in-einem-konverter-finden ... "bis zu 5 Gramm". China-Kats ohne ABE ein Zehntel übrigens. Wären aktuell etwa 4kW Peak, was für ein kleines Wasserstoff-Motorrad reicht. Perspektivisch incl. Technologiesprung vielleicht 20kW, das wäre in etwa ein Renault Twizzy nur auf Wasserstoff. Mehr und "rein auf Wasserstoff"? Eher nicht - jedenfalls nicht ohne deutlichst nach oben weglaufende Platin-Weltmarktpreise. Im Gegensatz zu Lithium ist Platin leider nicht vom Typ "da muss ich suchen, wir finden schon was" wirtschaftlich herstellbar.

Was wir sofort sehen - Brennstoffzellen sind möglich. Sofern die beim Platin je Kilowatt noch deutlich besser werden und jeder nicht mehr als etwa 20kW installiert. "100kW für alle" wie bisher sind als Brennstoffzelle utopisch. Was übrigens bedeutet, dass eine Brennstoffzelle viel mehr wie ein Range-Extender betrieben werden muss und die "Dynamik" beim Beschleunigen plus die ersten "üblichen" Kilometer aus dem Akku kommen. Was auch Sinn macht, weil die BZ teuer ist und der Akku vergleichsweise billig. Nutze das teure Bauteil bestmöglich mit "Dauerstrich" aus. Zudem ist eine Brennstoffzelle nicht gerade "gut" in Teillast zu betreiben.

Wasserstoff kommt bei 700 bar auf 400 g/l. Klingt gut, nur wiegt ein 700 bar Tank leider einiges. Bei 141 MJ/kg bzw. 39 kWh/kg sind das 15.6 kWh/kg Brennwert, die mit rund 60% verstromt immerhin 9.3 kWh Strom je Kilo ergeben. Dummerweise ist so ein Tank trotz Kohlefaser-Composite (samt Aramid) immer noch schwer - https://www.nproxx.com/.../ sagt, dass Stand 2019 etwa 6.4% des Gesamtgewichts auf Wasserstoff entfällt. Selbst eine Steigerung auf 10% ändert nicht viel. Und vorbei ists mit der Herrlichkeit. Klar besser als ein Akku, aber flüssigen Treibstoffen klar unterlegen. Biogas als "Konkurrent" mit "200 bar" übrigens auch, denn ein Volumenelement Biogas hat rund den dreifachen Brennwert wie das gleiche Volumenelement Wasserstoff, lässt sich halt mit 45% statt 60% verstromen. Unterm Strich immer noch ein klarer Vorteil.

Warum glaube ich im Auto trotzdem nicht wirklich an die Brennstoffzelle? Es sind neben der Speicherdichte vor allem die Kosten. Was kostet ein 20kW Range-Extender (etwa Dauerstrich 130 km/h) im Vergleich? Ist ein halber Motorradmotor einer 5000€ "brutto" Einsteigermaschine. Nur statt "Rahmen und Getriebe" eben ein Generator. Der stationär sicherlich 45% erreichen kann. Wie sieht sowas praktisch aus? https://magazine.fev.com/.../ Was wiegt sowas? Rund 100 kg, etwa 2/3 des Gewichts eines Anfänger-Motorrads. Dass diese Dinger aus dem "militärischen" Bereich kommen (https://www.youtube.com/watch?v=rVg1MVhTMUM) verwundert übrigens nicht. Es ist eigentlich eine "Auxiliary Power Unit" (APU) und sowas stellt eben Strom für z.B. Kampfpanzer oder Radarsysteme bereit, damit die wie die M1 mit den Gasturbinen (Katastophe in Teillast) nicht ständig mit dem laufenden Hauptmotor rumstehen müssen wenn die nur die Gegend mit ihren Sensoren beobachten. Der Diesel eines Leo ist in Teillast massiv sparsamer, aber 1500PS saufen auch im Leerlauf gut wenn nur ein paar Kilowatt an Strom für die Sensorik benötigt werden. Zudem ist der Brennstoff für solche "ab und zu betriebenen" Extender 1a speicherbar. Siehe Ethanol. Was man übrigens auch aus Zellulose herstellen kann, aktuell kostet eine Tonne Bioethanol etwa 700€. Aus Holz etwas teurer, aber immer noch deutlich unter 1000€/Tonne. 0,75-1 Mio Tonnen sind aktuell in DE Herstellbar. Ohne auf eine "stillgelegte Agrar-Fläche" zurückzugreifen.

Nach aktuellem Stand daher mein "Best Guess": 10-30 kWh Akku bzw. 75-150 km (bzw. rund 100-200 Kilo Akku) um die Masse der Alltagsfahrten ohne Probleme erledigen zu können und dann springt eben der Range-Extender an. Der nochmal 100 Kilo "aufträgt", aber eben dieses Gewicht in einen Akku investiert "nur" weitere 100km "Peakrange" gestattet. Treibstoffe wären Ethanol und Biogas. Keine perfekte Lösung, aber eine die sicherlich 90-95% aller "Privatnutzungen" umfasst. Tanken an 2kW über Nacht. Der Preis für den Treibstoff des Range-Extenders ist zudem "nahezu egal" wenn man nur ab und zu Reichweite braucht. Und je seltener diese abgefordert wird, desto weniger darf so ein Ding kosten. Womit wir wieder beim klassischen Verbrenner-"Range-Extender" sind. Der als Stationärmotor ohne "vollvariable Ventile, Turbo und Direkteinspritzung", dafür mit der Abwärme der Frequenzumrichter vorgewärmt eher spottbillig konstruiert sein kann. Lastwechselverhalten? Egal. Kaltstart kennt der idealerweise nicht. Die "Brennstoffzelle" wäre damit eher eine Lösung für PKW-Vielfahrer bis hin zu Klein-LKW im regionalen Lieferdienst.

Was ich übrigens am seriellen Hybrid (Akku + Generator) persönlich "charmant" finde - wenn wirklich 10-20kWh Akku mit 80 kW Peak (Rekuperation) stabil möglich werden, dann geht das auch fürs Beschleunigen. Einem Akku ist das quasi egal ob er geladen oder entladen wird. E-Motoren kann man kurzfristig typisch mit Faktor 3 gegenüber deren Dauerlast "überladen". Die erwärmen sich, aber so lange die nicht zu heiss werden ist alles ok. Siehe den alten Tesla, der auf der viertel- bis halben Meile zieht wie sonstwas und auf dem Nürburgring nach 2 min mit lustig blinkenden Warnleuchten "verkackt". Ein 30-40kW Dauerlast Motor hätte dann mal eben 90-120 kW Peak beim Beschleunigen. Ich nehm dann lieber einen doppelt so großen Akku. Und doppelt so fette Motoren. Hier sehe ich den geringsten Forschungsbedarf - solche Zellen mit hohen spezifischen Stromlasten gibts bzw. wird es geben. Siehe alleine was ein Porsche 919h so "drückt".

PS: Synthesefuels haben eine Berechtigung. Bei 40MJ/kg Brennwert bzw. 11.1 kWh/kg wäre 45% Wirkungsgrad bei der Verstromung etwa 5 kWh/kg Brennstoff als "Ernte". Akkus liegen bei 0.2 kWh/kg. Faktor 20 in der Speicherdichte. Flugzeuge müssen Ihr eigenes Gewicht ständig in der Luft halten, weil sonst machts "Plumps". Die brauchen sowas. "Detlef Dieseldepp" vom Drehmoment-Stammtisch ganz sicher nicht. Ums salopp auszudrücken. Und die Brennstoffzelle wird bei "nicht elektrifizierten Nebenstrecken" genau so Sinn ergeben wie in der Mittelstreckenfliegerei. Die würden wieder mit Propellern und damit langsamer unterwegs sein, aber der Kostenvorteil des Wasserstoffs im Vergleich zu Synthese-Kerosin macht das mehr als wett. Wer nach NY muss und eben je Flug 300 Kilo Synthesesprit verballert - der kann sich sein 600€ "Hin und zurück" Ticket halt abschminken. Aber viele werden nach wie vor eher einen halben Tag fliegen als ne Woche einen Ozeandampfer zu nehmen.

Leider kommt man mit einem Akkuflieger nicht wirklich weit. Nehmen wir an, ein Passagierflugzeug hat eine Gleitzahl von 30. Wer fliegt weiss was es ist, wenn nicht die Kurzfassung: Verhältnis aus Auftriebskraft zu Widerstand. Moderne Segelflugzeuge haben etwa 40 bis 50. Wenn die Hälfte eines Flugzeugs aus Sprit bzw. Akku besteht - bei 200 Tonnen Startgewicht sind 100 Tonnen Akku drin. Also 100.000 kg mal 0.2kWh/kg bzw. 20.000 kWh. "kWh" ist physikalisch die Einheit der Arbeit und Arbeit ist bekanntlich Kraft mal Weg. Die Kraft ist somit bei Gleitzahl 30 etwa 1/30stel der Gewichtskraft von 200t. Also etwa 66.000 Newton. Mit 20.000 kWh bzw. 72.000 MJ gestattet das einen Weg (100% Wirkungsgrad der Antriebe) von theoretisch 1090 km. Mit 80% Wirkungsgrad eines Propellers reden wir eher über 800 km als Grenzreichweite, abzüglich Gegenwind und Reserven um einen Ausweichflughafen zu erreichen. Also eher keine 500 km.

Akkufliegerei macht daher in der Luftfahrt wenig Sinn - außer man kann oder will sich partout nicht in einen Zug setzen. Siehe "Inselhopper". Aber mit Batterie von Irland aus nach NY? Njet.

Stickoxide und deren innermotorische Entstehung und Vermeidung. Teil 2: Die bittere Realität

[GaryK]

Im zweiten Teil zum Thema "Stickoxide" gehts nun um die Realität der Euro-5 Diesel sowie die "Vorschriften", die sowas angeblich zugelassen haben. Ums vorweg zu nehmen - würden wir als Bürger das Steuerrecht bzw. die daraus entstehenden Zahlungsverpflichtungen derartig großzügig "interpretieren", säßen wir alle im Knast. Warum Stickoxide limitiert sind? Eigentlich wärs einen eigenen Artikel wert. Die BLÖD Zeitung und denen intellektuell ziemlich nahestehende Foristen weist immer wieder darauf hin, dass der MAK Wert weitaus höher ist. Was aber nicht interessiert - MAK Werte sind Kurzzeitexposition "junger und gesunder Menschen", für die Bevölkerung gelten jedoch solche Werte, die alle (also auch Kinder, Alte und Kranke) wahrscheinlich nicht beeinträchtigt. Wer eine Kurzzusammenfassung lesen möchte:

• https://www.uni-duesseldorf.de/.../...Experten_Umweltepidemiologie.pdf
• https://www.sciencemediacenter.de/.../
• https://www.bundestag.de/.../sv_2_peters-data.pdf
• https://www.bafu.admin.ch/.../...genderno2-belastungaufdenmenschen.pdf
• https://pneumologie.de/.../...schadstoffe_Positionspapier_20181127.pdf
• https://www.london.gov.uk/.../...london_kingsreport_14072015_final.pdf

... diese Stellungnahmen waren u.a. die "wissenschaftliche Reaktion" auf den ziemlich weichgespülten Abschlussbericht der VW Kommission. Leitung: Sigmar Gabriel, ehemaliges VW Aufsichtsratsmitglied und als Niedersachse (bzw. dessen Politiker) quasi Miteigentümer. Für die Politik ist im Zweifelsfall (also immer) "alles noch nicht ausreichend geklärt", "es gibt noch Forschungsbedarf...." um einen Grund zu finden nicht handeln zu müssen. Besonders die Datensammlung von Frau Prof. Peters gibt eine gute Übersicht über den Stand der Forschung. Und da steht nicht wirklich "eigentlich ists halb so wild". Ganz im Gegenteil. Sieht das Positionspapier der deutschen Gesellschaft für Pneumologie sowie das Schweizer Umweltministerium sehr ähnlich.

Sonstige Studien: http://erj.ersjournals.com/content/38/2/303 " Another systematic review of the health effects caused by environmental NO2 reported that there was moderate evidence that short-term exposure (24 h), even for mean values <50 µg/m³ NO2, increased both hospital admissions and mortality [21]. The review also reported that there was moderate evidence that long-term exposure to an NO2 level below the World Health Organization (WHO) recommended air quality annual mean guideline of 40 ?g·m?3 was associated with adverse health effects (respiratory symptoms/diseases, hospital admissions, mortality and otitis media)."

Und https://academic.oup.com/aje/article/165/4/435/109238 sagt: "A consistent effect on all causes of death was found for both sexes and age groups by all indicators of air pollution. The effects appeared to increase at nitrogen dioxide levels higher than 40 µg/m³ in the youngest age group and with a linear effect in the interval 20–60 µg/m³ for the oldest. An effect of all indicators on cardiovascular causes, lung cancer, and chronic obstructive pulmonary disease was also found in both age groups and sexes. The effects were particularly strong for chronic obstructive pulmonary disease, which appeared to have linear effects, whereas cardiovascular causes and lung cancer seemed to have threshold effects. Results show that vulnerable persons with chronic obstructive pulmonary disease and the elderly seem to be susceptible to air pollution at lower levels than the general population."

https://www.uniklinikum-jena.de/.../...%9Fert%20Herzinfarktrisiko.html

"Prof. Matthias Schwab, Leitender Oberarzt der Klinik für Neurologie und Koautor der Studie erklärt: „Das akute Herzinfarktrisiko in unserer Studie verdoppelte sich in etwa, wenn die Stickoxidkonzentration innerhalb eines Tages um 20 Mikrogramm pro Kubikmeter anstieg“. „Rasche Anstiege der Stickoxidkonzentrationen treten auch in einer vermeintlich sauberen Stadt wie Jena etwa 30-mal pro Jahr auf. Verantwortlich hierfür ist wahrscheinlich ein ungewöhnlich hohes Verkehrsaufkommen oder meteorologische Faktoren, die eine Smogentwicklung begünstigen“, führt Dr. Rakers weiter aus."

Die "Wissenschaft" ist sich relativ einig, dass die NO2 Grenzwerte streng sind, aber eher zu hoch als zu tief angesetzt sind. Was manche "Bild/Focus" Experten unter Verweis auf MAK Werte schreiben ist an Schwachsinn kaum zu überbieten.

WHO Paper zu NOx samt Quellenangaben: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK138707/ ... siehe auch https://academic.oup.com/ije/article/27/6/995/668541 (1998), https://academic.oup.com/ije/article/29/5/862/821457 (2000) oder https://erj.ersjournals.com/content/38/2/303 bzw. für den Einfluss von NOx auf Kinder bzw. Schwangere https://link.springer.com/article/10.1186/1476-069X-9-6

Kommen wir nun zum Standard-Schuldigen sobald es um Dieselmotoren bzw. NOx geht. Angeblich ist die EU an allem Schuld. Thema "ungenaue Vorschriften" . Was ist eigentlich "gefordert"? Relevant ist die EU Richtlinie 715/2007, diese ist im Originaltext unter https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/HTML/?uri=CELEX:32007R0715&from=de abrufbar.

Was steht drin? Noch kein Grenzwert, aber die grundlegenden Anforderungen.

Zitate aus dieser Vorschrift - Artikel 4 Absatz 2:

Zitat:

Die von dem Hersteller ergriffenen technischen Maßnahmen müssen außerdem sicherstellen, dass die Auspuff- und Verdunstungsemissionen während der gesamten normalen Lebensdauer eines Fahrzeuges bei normalen Nutzungsbedingungen entsprechend dieser Verordnung wirkungsvoll begrenzt werden.

Artikel 5

Zitat:

(1) Der Hersteller rüstet das Fahrzeug so aus, dass die Bauteile, die das Emissionsverhalten voraussichtlich beeinflussen, so konstruiert, gefertigt und montiert sind, dass das Fahrzeug unter normalen Betriebsbedingungen dieser Verordnung und ihren Durchführungsmaßnahmen entspricht.

(2) Die Verwendung von Abschalteinrichtungen, die die Wirkung von Emissionskontrollsystemen verringern, ist unzulässig. Dies ist nicht der Fall, wenn:

• die Einrichtung notwendig ist, um den Motor vor Beschädigung oder Unfall zu schützen und um den sicheren Betrieb des Fahrzeugs zu gewährleisten;
• die Einrichtung nicht länger arbeitet, als zum Anlassen des Motors erforderlich ist;
• die Bedingungen in den Verfahren zur Prüfung der Verdunstungsemissionen und der durchschnittlichen Auspuffemissionen im Wesentlichen enthalten sind.

Was eine Abschalteinrichtung ist, das steht in den Begriffsbestimmungen.

Zitat:

"Abschalteinrichtung" ein Konstruktionsteil, das die Temperatur, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motordrehzahl (UpM), den eingelegten Getriebegang, den Unterdruck im Einlasskrümmer oder sonstige Parameter ermittelt, um die Funktion eines beliebigen Teils des Emissionskontrollsystems zu aktivieren, zu verändern, zu verzögern oder zu deaktivieren, wodurch die Wirksamkeit des Emissionskontrollsystems unter Bedingungen, die bei normalem Fahrzeugbetrieb vernünftigerweise zu erwarten sind, verringert wird.

Zwei wichtige Punkte: Den Passus "dass das Fahrzeug unter normalen Betriebsbedingungen dieser Verordnung und ihren Durchführungsmaßnahmen entspricht" kann ich als juristischer Laie sogar so lesen, dass die präzisen NEFZ Vorgaben für Grenzwerte nicht nur bei Test-Temperatur und -Bedingungen, sondern bei allen "normalen Betriebsbedingungen" einzuhalten seien und der NEFZ ist eben eine Teilmenge davon. Autsch, das wäre bitter. Und damit wären auf einmal alle Diesel dieser Baujahre "illegal". Dürfte der Politik klar sein ....

Trotzdem lautet(e) die amtliche Lesart "NEFZ ist NEFZ und alles andere ist nicht begrenzt". Was nicht stimmt. Thema "Abschalteinrichtung" und deren Definition. Wichtig ist der Passus "die Bedingungen in den Verfahren zur Prüfung der Verdunstungsemissionen und der durchschnittlichen Auspuffemissionen im Wesentlichen enthalten sind." ... wenn also z.B. eine Abschaltung des AGR bei bestimmten Lastzuständen im Prüfzyklus enthalten wäre und der Karren schafft die Norm trotzdem - ok. Enge "Thermofenster" wie bei Opel/Mercedes, Zeitschalter wie bei Fiat oder gar gleich eine Prüfstandserkennung wie bei VW - klar illegal, da die Abgasreinigung unter "üblichen Bedingungen" nicht mehr arbeiten kann. Ob sowas installiert ist - bisher hat es das KBA und Verkehrsministerium nicht wirklich interessiert. NEFZ nebst TÜV Siegel bestanden? Ok, Stempel drauf.

Apropos Abschalteinrichtung: Auf die Idee, dass diese beim Anlassen des Motor ausnahmsweise zulässig ist - darauf kann auch nur ein EU-Bürokrat kommen. Ein Drehzahlbegrenzer ist unabhängig von diesem unfreiwilligen Humor somit genau so eine "zulässige" Abschalteinrichtung wie die (kurzfristige) Volllastanfettung bei Benzinern. Diese senkt nunmal Temperaturen am Auslassventil und verhindert ein "Durchbrennen" dessen. Wenn der Motor in den ersten Sekunden nach Start "gemäß Kennfeld ohne Lambdaregelung" fährt - ists im NEFZ mit geprüft worden, das ist ok. Wenn ein Hersteller jedoch seinen Motor so bauen würde, dass diese Anfettung bei "normalem Fahrzeugbetrieb" ständig anspricht - hab nicht den Eindruck, dass dieses laut dieser angeblich unklaren / schwammigen EU 715/2007 ansatzweise "zulässig" sein kann.

Edit und Update 12/2018: Ists auch nicht. Siehe https://www.n-tv.de/.../...Diesel-werden-moeglich-article20771341.html als es um die Zulässigkeit höherer RDE Grenzwerte als "Normgrenzwerte" ging:

Zitat:

Das Gericht stellte fest, dass die Kommission den Euro-6-Grenzwert im RDE-Test gar nicht hätte aufweichen dürfen. Es begründet das damit, dass der Grenzwert von 80 Milligramm laut Verordnung "im praktischen Fahrbetrieb und damit bei den RDE-Prüfungen eingehalten werden" müsse. Das sei eine "wesentliche Bestimmung", die die Kommission nicht abändern könne.

Scheinbar lag ich mit meiner Ansicht gar nicht mal so falsch. IM PRAKTISCHEN FAHRBETRIEB bedeutet, eigentlich hätten die Euro-2 bis 5 Diesel das auch schaffen müssen. Real, nicht Prüfstand. Keine Dauerausnahmen. Egal ob RDE gemessen wurde oder nicht.

Das Landgericht Stuttgart siehts genau so: http://lrbw.juris.de/.../document.py?Gericht=bw&nr=26496 .... Eine "Dauerausnahme" ist unzulässig.

Das betrifft wie das LG Stuttgart festgestellt hat nicht nur Schummelsoftware zur Prüfstandserkennung, sondern auch die engen "Thermofenster" wie diese u.a. Opel und Mercedes Benz benutzt hat. Wenige Grad um den NEFZ Prüfzyklus herum ist dieses aktiv, sonst "eher nicht". Dass ein AGR mit dem Wasserdampf im Abgas bei Minusgraden des Motors nicht sauber funktionieren kann - bestreitet keiner. Niemand will in diesem einen Eisklumpen züchten. Aber wenn alles schön warm ist - dann ists klar illegal das AGR nur innerhalb des NEFZ Last- und temperaturbereichs zu nutzen und ansonsten "gar nicht". Apropos Temperaturbereich: https://www.gruene-bundestag.de/.../Gutachten_Abschalteinrichtungen

400s nach einem -7°C Kaltstart hat die Abgasreinigung auch im Winter zu arbeiten. Wer die Messungen der DUH/ADAC verfolgt - praktisch betrachtet "vermutlich nicht".

Wer übrigens ein Rechtsgutachten zum Thema "Abschalteinrichtungen" lesen will, dem sei die Stellungnahme von Professor Führ (Verwaltungsrechtler) ans Herz gelegt: https://www.bundestag.de/blob/481344/c6f582c8598c9d6b62fcfb2acd012462/stellungnahme-prof--dr--fuehr--sv-4--data.pdf ... dieser verwaltungsrechtlichen Ansicht hat sich die damalige "Regierung" unter Minister Dobrindt (ich enthalte mich einer Wertung über seine Person) "erstaunlicherweise" nicht angeschlossen. Ich würde bei meiner Steuererklärung auch gerne Werbungskosten (bzw. "Motorschutz") deklarieren, ohne deren Notwendigkeit bzw. Angemessenheit überhaupt nachweisen zu müssen und hätte gern die Rückendeckung des zuständigen Finanzministers für diese Einstellung.

Update: Mittlerweile ist auch das KBA aus dem 20-jährigen Tiefschlaf aufgewacht. Daimler darf wegen Abschalteinrichtungen AUSSERHALB des NEFZ Zylus zurückrufen (https://www.zeit.de/.../...774000-diesel-zurueckrufen-180611-99-676858). Zitat: "Für das Bestehen des maßgeblichen Test-Zyklus NEFZ sind die in Frage stehenden spezifischen Programmierungen nicht erforderlich". Was nichts anderes bedeutet als "außerhalb ist vermeidbarer Dreck nicht gestattet". Dass bisher "nicht geprüft" wurde scheint vorbei zu sein. Siehe auch https://www.welt.de/.../...el-soll-Diesel-Werte-manipuliert-haben.html ... auch bei Opel gehts nicht darum, dass der Prüfzyklus irgendwie erkannt und umgeschaltet wird, sondern dass deren Motoren auch unter geringen Lasten und moderaten Temperaturen Dreck erzeugen, wo physikalisch/chemisch eigentlich keiner entstehen muss. Aber z.B. Abgasrückführungsventile "billiger" und "haltbarer" konstruiert werden können.

Was sich das Ministerium (damals) erarbeitet hat, das ist unter http://www.bmvi.de/.../...t-untersuchungskommission-volkswagen.pdf?... abrufbar. Ich empfehle das zu lesen - viel Blabla und ansonsten nicht viel. Vorher bitte die Folien von Prof. Peters durcharbeiten. Und man vergleiche, was damals unter "Dobrindt" passiert ist und nun abgeht. Siehe https://de.wikipedia.org/.../Alexander_Dobrindt?...

Zurück zum Thema. Hätte "man" das sehen können, dass diese Motoren im Alltag dreckig sind? Ja, natürlich. Die Behörde hätte nur hinschauen und die richtigen Fragen stellen müssen. Wie man auch ohne Emissionsprüfstand sowas selbst als Beamter auf dem warmen Bürostuhl herausfindet, ich gehe es gerne beispielhaft an einem Diagramm durch. Dieses Diagramm ist der Studie des DVFG (Flüssiggas-Verband) unter https://www.dvfg.de/.../Untersuchung_HTW-Saarland-NOx-Pkw-final.pdf entnommen. Die sind auf den "abstrusen Gedanken" gekommen, einen PKW nach LKW Kriterien zu untersuchen. In der Abgasnorm für LKW und der starken Abhängigkeit des Verbrauchs von deren Beladung (Masse) ist in dieser Norm als "Limit" nicht die "mg/km" wie beim PKW vorgeschrieben, sondern Milligramm je Kilowattstunde Wellenarbeit. Ein leerer LKW mit 10t hat halt einen anderen Rollwiderstand als ein voller mit 40t. Für Euro-5 LKW liegt das Limit bei 2000 mg/kWh, bei Euro-6 sind es maximal 450 mg/kWh.

Für den Euro-6 Astra B16DTH mit rund 140PS@3500 RPM und 300 Nm Spitzendrehmoment sieht dieses Diagramm mit der spezifischen NOx Masse je kWh als Funktion von Drehzahl und Last ("quasi" Gaspedalstellung) wie folgt aus:

HTW Emissionskennfeld B16DTH

Die orangefarbene Linie ist das Limit, was ein Euro-5 LKW maximal ausstoßen darf und die "rote" würde für einen einen Euro-6 LKW gelten. Dieser "frühe" Euro-6 Opel-Motor ist ein typischer Schummeldiesel und hat die PKW Norm irgendwie auf dem Prüfstand geschafft. Ein VW, Fiat, Benz (you name it) dieser Hubraum- und Leistungsklasse hätte nicht anders ausgesehen.

Was als erstes auffällt: Das ausgesprochene Emissionsloch weit unten links mit kleinen Lasten. Da ist der sauber. Sonst "eher nicht". Will man den "sauber" fahren, darf man das Gaspedal wirklich nur streicheln und am besten mit Tempomat hinter nem LKW herzuckeln. Spendet auch noch Windschatten...

Wie viele Stickoxide kommen raus? Sobald das Gaspedal "relativ unten" ist und 70% Last überschritten werden, dann liegen faktisch "egal bei welcher Drehzahl" über 3000 mg/kWh an. Wie viele Stickoxide sind das je Kilo Brennstoff? Aus dem ersten Teil wissen wir, dass ohne jede Abgasreinigung und 30 Jahre alte Technik etwa 20 Gramm je Kilo "normal" sind. Wenn ich dem Dieselmotor 35% mittleren Wirkungsgrad unterstelle, dann werden aus einem Kilo Diesel mit thermischen 12,6 kWh/kg immerhin 4.4 kWh mechanische Arbeit. Bedeutet aber auch: 3000 mg/kWh mal 4.4 kWh sind somit 13 Gramm Stickoxide je Kilogramm verbrannter Dieseltreibstoff, bei 4000 mg/kWh liegen wir bei fast 18g je Kilo Brennstoff. Wir erinnern uns kurz an den ersten Teil dieses Beitrags - eine "effiziente Abgasreinigung" sieht anders aus. Zum Vergleich: Der Euro-5 LKW Grenzwert von 2000 mg/kWh erlaubt unter den selben Annahmen nur 8.8 Gramm/kg, bei Euro-6 wären es beim Brummi nur 2 Gramm.

Da wir aber keinen LKW haben, schauen wir in die Prüfnorm und rechnen etwas: Der Opel Diesel ist mit 5.1 Litern im NEFZ auf 100 km angegeben, kein untypischer Wert für diese Vierzylinder aus der 100kW Klasse. Das sind etwa 4.3 Kilo Brennstoff je 100km bzw. 43 Gramm Brennstoff je Kilometer. Als Euro-5 Diesel mit 160 mg/km Grenzwert erwartet der Prüfzyklus somit spezifische Emissionen UNTER 3.4 Gramm je Kilogramm Brennstoff, bei Euro 6 ists die Hälfte und damit 1.7 Gramm. Theoretisch sollte dieser Motor die LKW Norm packen. Kleines SChmankerl: Je größer und durstiger der Motor, desto geringer haben die "spezifischen Emissionen" in g/kg zu sein. Alltagswerte von real 800 mg/km (Euro-5) und jenseits 400 mg bei Euro-6 bedeuten für den "5l verbrauchenden Diesel" also spezifische Realemissionen von etwa 18 g / kg bzw. 9 g/kg. Erstes schafft man quasi ohne jede Abgasreinigung. Siehe Teil 1, die meisten Diagramme NOx in g/kWh gegen z.B. Partikel enden irgendwo bei 20 g/kg. Übrigens auch vor 30 Jahren, lediglich die Partikelmasse sinkt im Laufe der Zeit deutlich. Dem hohen Einspritzdruck sei es gedankt.

Würde ein Amt dieses Emissionskennfeld für verschiedene "typische" deutsche Lufttemperaturen anfordern (was es laut der EU 715/2007 Artikel 13 Buchstabe C, D und E darf und der Hersteller zu liefern hätte), wäre sehr leicht zu ermitteln ob und wo gepfuscht wird oder nicht. Dann kann man sich amtlich vom Hersteller gerne erklären lassen, wieso "sowas" zwingend sein muss und technisch gar nicht anders geht. Idealerweise könnte ein Amt einfach anfordern, wieviel Gramm je Kilo Brennstoff und typischen Temperaturen im gesamten Lastkennfeld bei (a) Kaltstart und (b) Betriebstemperatur emittiert wird. Da sieht dann auch der dümmste Verwaltungsbeamte mit der Vorgabe "Euro 6 sind unter 2 Gramm je Kilo Brennstoff, jenseits 10-20 bedeutet "quasi keine Abgasreinigung", wo der das zu prüfende Fahrzeug zunehmend "dreckig wird". Wie so ein Diagramm aussehen kann wenn die Abgasreinigung tatsächlich funktioniert - siehe https://www.motor-talk.de/.../nox-und-autogas-t5624549.html ... Wahrscheinlich ist jeder Euro-2 Benziner sauberer als das, was VW/Benz (you name it) mit dem Euro-6 Label der Schummeldiesel samt Energieeffizienzklasse-Aufkleber rausgebracht hat. Die hauen auf den ersten 5-10 Kilometern bereits mehr Stickoxide raus als ein Ottomotor während einer kompletten Tankfüllung.

Eine andere Option wäre ein simpler mathematischer Ansatz. Auch hier wird das Emissionskennfeld eines Motors genommen, wie man es leicht von LKW Prüfständen erhalten kann und was wie bereits erwähnt ein Hersteller im Rahmen seiner Nachweis- und Kooperationspflicht abzuliefern hat wenns ein Amt anfordert. Man muss sich nur ein paar "typische Lastpunkte" ausrechnen. Wie man sowas macht ist recht einfach. Die Bewegungsgleichung sagt: Gesamtwiderstand ist Rollwiderstand plus Windwiderstand plus ggf. "Trägheitskraft" beim beschleunigen und Kraft für Steigungen. Letzte lass ich außen vor.

Rollwiderstand ist typisch 0.01 mal Masse mal Gravitationskonstante

Windwiderstand ist 1/2 mal Luftdichte mal Cw mal Stirnfläche mal Geschwindigkeit hoch zwei

Trägheitskraft ist einfach Masse mal geforderte Beschleunigung.

Aus der jeweiligen Kraft kann die Leistung und aus der Leistung bei bekannter Drehzahl (Geschwindigkeit, Gang) nun das angeforderte Drehmoment berechnet werden.

Leistung ist einfach Kraft mal Geschwindigkeit.

Und nun gilt noch Leistung ist Drehmoment mal Drehzahl durch 9550 wenn man die Leistung in kW und die Drehzahl in "pro min" angibt. Schon hat man zusammen mit der Getriebeübersetzung Anhaltspunkte, die man in das Emissions-Diagramm einzeichnen kann.

Also nehmen wir ein paar typische Geschwindigkeiten wie die 50 innerorts, 80, 120 und 140 und rechnen dazu Drehzahlen (höchster Gang wenns geht, wir wollen schließlich "sauber" sein) sowie resultierende Drehmomente aus. Die Last ist einfach gefordertes Drehmoment durch maximales Drehmoment. Wenn ich also 300Nm maximal habe und 100 Nm brauche, ist das 33% Last. Für einen Wagen mit genannten 140PS, 3500 RPM bei Nenndrehzahl und maximal 300 NM sowie 1500 Kilo, 0.30 Cw und 2.2 qm Stirnfläche (Hochdachkombi/SUV mehr, Sportwagen weniger) ergibt sich folgendes Bild. Turbos setzen typisch bei 1300-1500 RPM ein, daher habe ich die Drehzahl bei 50 km/h auf 1400 RPM gesetzt um "im Arbeitsbereich des Turbos" zu bleiben.

Fahrwiderstände, Leistungen und Drehmomente

Es ist eins gut zu sehen: Man braucht im "Alltagsbereich" erstaunlich wenig Last um die Fahrt konstant zu halten, aber Beschleunigung mit nur 1 m/s² (bzw. "kaum 27 Sekunden" für 0->100 km/h) fordert einiges ZUSÄTZLICH ab. Ab 120 km/h ist sogar die Last in Summe über 100% und damit die geforderte Beschleunigung nicht möglich. Eigentlich ist man bei "handelsüblichen Beschleunigungen" jederzeit über 50% Last, somit außerhalb der Grenzen jeder installierter Emissionsminderungsmaßnahme. Was die "roten Wellen" in Innenstädten bzw. "Känguruh-Verkehrsfluss" besonders emissionsstark gestaltet und somit Anwohner wie Mess-Stationen "freut".

Kurz gesagt: Es wäre IMHO leicht zu prüfen gewesen, ob die Hersteller die Wirksamkeit von Emissionsminderungsmaßnahmen herabsetzen und für diese Bereiche Erklärungen anzufordern. Zwischen den geforderten 1,7 bis 3,4 Gramm je kWh im Normzyklus (Euro-6 bzw. 5) und jenseits 10 g/kg außerhalb stellt sich die Frage nicht wirklich.

Wenn ich kein hauptberuflicher Sarkast wäre, dann könnte ein EU konformes Software-Update auch so aussehen, dass der Hersteller alle Regionen des Kennfelds für Dauerbenutzung (wie länger als 60 Sekunden) sperrt, bei denen die spezifischen Emissionen 50% des ohne jede Emissionsminderung "maximal möglichen Wertes" übersteigen. Was wäre das für ein Aufschrei an deutschen Stammtischen. Dieselfahrer "kastriert" und "rollende Verkehrshindernisse". Aber "konform" mit EU Vorgaben, gut für Anwohner und ein Arbeitsbeschaffungsprogramm für Chiptuner.

Es heißt so schön - ein Pessimist ist ein Optimist mit Lebenserfahrung. In dem Sinne - Prost! Auf die nächsten politischen Dummheiten, die nach "erfolgreicher Regierungsbildung" vermutlich nicht lange auf sich warten lassen werden. Auf Lobbyisten mit viel Geld und inkompetente Politiker ist immer Verlass, eine tolle Mischung!

PS: Leider hab ich kein Emissionskennfeld eines neuen Euro-6D Diesels mit typisch 50 mg/km und weniger. Mich interessiert brennend, was das Ding bei "außendienstlertypischen 160-180" bzw. der "platz da, ich bin wichtig" Fahrweise raushaut.

Stickoxide und deren innermotorische Entstehung und Vermeidung. Teil 1: Grundlagen.

[GaryK]

In diesem Artikel möchte ich einen kleinen Exkurs zu Stickoxiden geben. Sind heutzutage in aller Lungen äh Munde und vor allem möchte ich die innermotorischen Minderungsmaßnahmen (stark vereinfacht) erläutern, dazu gehört vor allem AGR. Die berüchtigte Abgasrückführung. Und zudem "sequenzielle Einspritzung", auch "serielle" genannt. Ist das selbe.

Grundlagen, die ich nicht wiederholen möchte: https://de.wikipedia.org/wiki/Stickoxide#Thermisches_NOx

Ein wichtiger Hinweis darin verweist auf https://de.wikipedia.org/wiki/Zeldovich-Mechanismus

Zitat: "Die Bildung von Stickoxiden wird begünstigt durch hohe Brennraumtemperaturen oberhalb ca. 2200 K und Vorhandensein einer ausreichenden Sauerstoffkonzentration im Gemisch oberhalb Lambda=1. Bei der Expansion (Anm.: Arbeitstakt beim 4-Takt-Verbrennungsmotor) findet zunächst eine leichte NO-Rückbildung statt, die aber schnell abklingt, da die Reaktionen bei Unterschreiten von 2200 K einfrieren. "

Etwa 2200 Kelvin sind etwa 1900°C. Diese werden bei den üblichen Flammen durchaus erreicht, wesentlich ist beim Zeldovich-Mechanismus dabei der Hinweis auf Lambda=1 bzw. knapp drüber. Zudem spielt die Sauerstoffkonzentration eine Rolle. Die höchste Temperatur wird bei Lambda=1 erreicht, aber wie hoch diese ist legt die Sauerstoffkonzentration fest. In Sauerstoff brennen Flammen wesentlich heißer als in Luft, siehe Schweißgeräte - Acetylen/Sauerstoff. Nicht Acetylen/Luft. Der Ottomotor fährt bei Lambda=1, hat aber kein NOx Problem - der Kat kann bei Lambda=1 NOx wirkungsvoll reduzieren. Was beim Diesel bzw. dessen Abgasen nicht geht, denn die Edelmetalle des 3-Wege-Kats werden vom Überschuss-Sauerstoff belegt und das wars mit der katalytischen Aktivität.

Pfiffige argumentieren nun, dass Dieselmotoren deutlich über Lambda=1 betrieben werden, da diese durch die Brennstoffmenge und nicht durch die Luftmasse geregelt werden. Stimmt. Dummerweise ist das nur die halbe Wahrheit.

Ausbreitung Dieselkraftstoff im BrennraumWeil: Ein Kraftstofftropfen verbrennt nicht als Flüssigkeit, sondern es brennt der Dampf ÜBER der Flüssigkeit bei Kontakt mit Sauerstoff. Also die direkte Umgebung des Tropfens bzw. Dieselstrahls. Und diese Umgebung ist direkt am verdampfenden Tropfen / Strahl nunmal fett, ziemlich weit weg an der Brennraumwand "ziemlich" mager. Und dazwischen gibts eine Zone dicht am Tropfen bzw. Strahl, wo wir nahe bis knapp über an Lambda=1 sind. Und das ist bei üblicher Sauerstoff-Konzentration die Zone, wo die Temperaturen für Stickoxide und deren Bildung ideal sind. Somit ist das globale "Lambda" des Abgases egal, es kommt auf das lokale Kraftstoff/Luftverhältnis im bzw. am Tropfen/Flammenstrahl an. Nur da entsteht über die lokale Temperatur das NOx und stabilisiert sich, da der nach unten laufende Kolben das Gas expandiert und damit abkühlt, was die einmal gebildeten NOx wiederum stabilisiert.

Wie so ein Dieselstrahl aussehen kann hab ich einer Dissertation entnommen: "Potenziale einer Voreinspritzung zur Steuerung der Verbrennungsführung an schweröltauglichen Großdieselmotoren" von Herrn (Dr.) Rabe, Uni Rostok, Abbildung 7-8, siehe Bild.

Wir halten also zwischendrin fest: Es braucht hohe lokale Temperaturen während der Verbrennung damit Stickoxide entstehen können. Diese stabilisieren sich durch die abkühlend wirkende Expansion.

Wie hoch nun die lokalen Spitzentemperaturen sind, das legt wiederum die AGR Rate fest.

AGR führt (verbranntes) Abgas zurück in den Ansaugbereich. Es wird also ein Gas zugeführt, was deutlich Wasserdampf, Kohlendioxid und zudem weniger Sauerstoff enthält als die Umgebungsluft. Was bedeutet, die Sauerstoffkonzentration im Brennraum sinkt. Und damit die maximal mögliche LOKALE Brenntemperatur in den Zonen, wo lambda=1 knapp überschritten wird. Wodurch die NOx deutlich weniger werden. Es ist in Summe aber immer genug Sauerstoff im Brennraum vorhanden, dass der gesamte eingespritzte Brennstoff in Wärme umgesetzt wird. Eine Zunahme des Verbrauchs ist alleine wegen des AGR nicht zu befürchten, ganz im Gegenteil.

Spezifische Stickoxidemissionen als Funktion der SauerstoffkonzentrationWie stark sich das auswirkt ist in der nebenstehenden Abbildung zu sehen, wo die Masse an Stickoxiden je Kilo Brennstoff gegen die Sauerstoffkonzentration (Vol%) aufgetragen wurde. Ohne AGR sind wir bei 21%. Bei "Luft" werden wir mit dem Stand der Dieseltechnik des Jahres 1982 etwa bei 25 Gramm Stickoxiden je Kilo Dieseldurchsatz landen. Die Zahl bitte im Hinterkopf halten, die kommt "wieder". Einfache Rechnung: Wenn ein PKW knapp unter 6 Liter Diesel oder etwa 5 Kilo je 100km verbraucht, dann sind das je KILOMETER also 25g/kg*5 Kilo/100 km und damit 1250 mg/km. Ganz ohne jede Abgasreinigung. Stand 1982, ein simpler (sicherlich "Vorkammer") Versuchsdiesel. Entnommen aus "Diesel NOx emissions—A simple correlation technique forintake air effects"

Ein funktionierendes AGR verbessert sogar den Kraftstoffverbrauch, im englischen "Brake Specific Fuel Consumption". AOYAGI, Y. Improvement of BSFC and effective NO x and PM reduction by high EGR rates in heavy duty diesel engine. Combustion Engines. 2017, 171(4), 4-10. DOI: 10.19206/CE-2017-401

Es ist nicht wirklich viel Kraftstoffersparnis, je nach Einspritzbeginn bei AGR kann das auch knapp "negativ" ausgehen. Denn dieser Spritzbeginn beeinflusst auch die Partikelmasse und die will man auch "wissen" bzw. beeinflussen, aber immerhin. Mehr oder weniger ist das ein verbrauchstechnisches Nullsummenspiel. Nur muss das ein AGR auch dauerhaft "können", was bei LKW und deren Dauerbetrieb einfacher ist als beim PKW und "ich fahr mal eben zum Briefkasten". Was VW offenbar dazu verleitet hat ein AGR zu bauen, was außerhalb des Prüfstandes grundsätzlich geschützt werden musste. Tolle Konstruktion, deutsche "Ingenieurskunst". Oder wars doch der Kaufmann, der in Serie lieber ein Billigteil baut, sich die Taschen vollmacht und dieses als Motorschutz deklariert? Ich hab eine Befürchtung....

Nebenbemerkung: Unter https://data.motor-talk.de/.../stickoxide-7779844204246110554.jpg ist der Unterschied in NOx für Benziner bei Betrieb eines Motors mit Gas oder Benzin gezeigt. Im unteren Drehzahlbereich kein Unterschied, "obenrum" zunehmend. Das kommt auch daher, dass nicht mehr genug Zeit fürs Verdampfen anfällt. Und so Zonen im Brennraum entstehen, die lokal zu fett und zum Ausgleich andere, die lokal leicht zu mager sind. Und schon bilden sich ein paar Stickoxide mehr als geplant.

Nächste Option ist die serielle Einspritzung. Dabei wird der Brennstoff nicht nur einmal, sondern auf bis zu 7 Teilportionen getrennt eingespritzt. Was bewirkt das? Die erste Einspritzung sieht noch die volle Sauerstoffkonzentration (wenn AGR aus wäre). Die nächste hat jedoch nur noch das Gas zur Verfügung, was von der letzten übrig ist und zudem ist neues Abgas entstanden. Also eine Art "interne AGR". Zudem kommt durch die "aufgeteilten" impulsartigen Verbrennungen ein etwas weicherer Motorlauf zu stande - der Komfort an sich steigt, die Kiste "nagelt" weniger. Siehe der Übergang von der VW 1.9 TDI Rumpeldüse zu den Common-Rail Systemen. Zwischen dem ersten TDI von VW und dem 220er CDI Commonrail von Mercedes liegen bezüglich Laufruhe Welten.

Nachteil: Die serielle Einspritzung kostet etwas Brennstoff. Liegt schlicht daran, dass nicht alles an Brennstoff zum Zeitpunkt des "optimalen Einspritzbeginns" injiziert werden kann, der Kolben steht "leider" nicht still und damit sinkt die effektive geometrische Expansion durch den weiter herunterlaufenden Kolben. Bei LKW und vielleicht 1500 RPM ist diese Methode durch den langsamen Kolben auch bei Volllast und Nenndrehzahl relativ verbreitet, beim PKW Diesel mit bis zu 4500 Touren "eher nicht so sehr". Im unteren Alltagsbereich ist das jedoch eine valide Methode, die sicher auch Gegenstand der Euro-5 "Nachrüstungen" per Softwareupdate sein wird. Problem ist, das verschlissene Injektoren mit nicht wirklich "präzisen Injektionsmengen" bei sequenzieller Einspritzung eher Ärger machen als mit einem einzigen, relativ "langen" Einspritzvorgang. Man sieht / merkt kaputte Injektoren einfach früher. Kommt dazu noch ein klemmendes bzw. hakendes AGR, was unkontrolliert Abgas zurückführt - dann darf man sich über "Geruckel" nicht wundern. Der Diesel saugt schließlich nahezu die selbe Gasmenge an, was aber bei klemmendem AGR und damit Abgasmenge mal viel und mal wenig Frischluft bedeutet. Der Luftmassenmesser bzw. dessen Regelung des AGRs "kotzt" dann quasi.

Wer übrigens fürchtet, dass ein Software-Update Leistung kostet, der kann sich abregen. Bei Vollgas ist sowohl die AGR als auch Mehrfacheinspritzung nicht möglich. Bei spätestens 4500 RPM reicht die Zeit so gerade eben, dass ein einziger nennenswerter Einspritzvorgang "vollständig verbrennen" kann. Es gibt halt einen Grund wieso Rennmotorräder bis 16.000 RPM drehen, bei Dieselmotoren aber um 5000 RPM schicht ist. Für zwei "gleichberechtigte" Einspritzungen reichts somit bei Nenndrehzahl und Volllast sicher nicht. Also ändert sich an den für die Leistung entscheidenden Bedingungen bzw. Einspritz-Strategien genau gar nichts. Es geht nur um den 1000-2500 RPM Bereich, wo man in der Stadt und Landstrasse halt rumgurkt. Und eigentlich keine 25PS braucht.

Warum verwendet der Hersteller dann kein AGR? Bzw. warum haben diese Helden der Interpretation von EU Richtlinien das AGR nur auf dem Prüfstand an?

Die Antwort ist ganz einfach: Weil ein haltbares AGR Geld kostet UND es zu benutzen die Kurzstreckentauglichkeit eines Diesels kastriert. Wir haben oben kurz diskutiert, dass ein "sauerstoffarmes" Gemisch in der Grenzsschicht um den Tropfen herum etwas kälter brennt und somit weniger NOx macht als mit hohem Sauerstoffanteil. Was passiert wenn man etwas nicht richtig erhitzt? Es kokelt mehr. Wissenschatlich ausgedrückt - es entsteht mehr Ruß. Das nennt sich in der Technik "Soot/NOx Tradeoff". Wie sich dieser zudem unter dem Einfluss des Kraftstoffs verändert ist hier gut beschrieben. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.08.009 mit Fuel Vol. 186, 15 December 2016, Pages 24-34. Abbildung 7. Das ist konsistent mit dem Mollenhauer, "Handbook of Diesel Engines", abbildung 15-36 (Bildzitate).

Mollenhauer, "Handbook of Diesel Engines", Abb 15-36 Soot/NOx Tradeoff aus doi.org/10.1016/j.fuel.2016.08.009

Der erstgenannte Artikel ist frei zugänglich, als PDF vollständig abrufbar, es wurde ein DAF LKW Motor untersucht. Aus dem Mollenhauer entnehme ich ein Bildzitat. Aufgetragen ist in den zitierten Bildern die Partikelmasse als Funktion der produzierten Stickoxide, jeweils je Kilo Brennstoff. Man sieht gut, egal welche Messung, "man" bewegt sich in jedem Motor und Brennstoff auf einer Kurve. Entweder-Oder, einen Tod muss man sterben. Und wenn nun das AGR zur NOx Minderung tatsächlich benutzt wird, dann wird der DPF schneller voll und will entsprechend früher regeneriert werden. Was Opa mit seinen 5 km zum Briefkasten und einmal die Woche Landstrasse 80 km/h zum Tanztee nicht freuen wird, denn irgendwann muss er in die Werkstatt zur Zwangsregeneration. Weil Filter voll. Zudem ist im Mollenhauer mit seiner Mehrfachauftragung gut zu sehen, wie eine erhöhre EGR sogar den Verbrauch senkt.

Zudem ist aus der Abbildung im Mollenhauer gut zu sehen, wie ein erhöhter Einspritzdruck etwas weniger NOx verursacht. Dort wurden 600 und 800 bar vermessen, mittlerweile sind wir im PKW bei bei 1500 bar. Daher wäre eigentlich "weniger NOx" als Startwert zu erwarten, die 20 g/ kg sind schon viel im Vergleich zu dem DAF LKW Motor mit seinen knapp 10 g/kg.

Umgekehrt erklärt der Soot/Nox Tradeoff auch, wieso die Dreckschweine mit stillgelegtem AGR und manipuliertem Filter beim TÜV nicht zwingend auffallen. Die sind stark auf der NOx Seite, gemessen wird aber die Trübung ("Partikelmasse") im Abgas. Somit kommen die tatsächlich durch den Trübungstest, selbst (teilweise) mit leergeräumtem DPF. Was übrigens ein kreativer TÜV mit einer ganz billigen portablen NOx Sonde, wie z.B. BMW diese in den N53 Motoren verwendet plus einer lokalen Anzeige der NOx Konzentration auch erfassen könnte. Damit hätte der TÜV sowohl Trübung als Maß der Partikel und parallel NOx erfasst, wodurch manipulierte AGR und DPF sowie diverse "Tuningchips" und "Kennfeldoptimierungen" supereinfach auffallen. NOx hoch, wenig Partikel -> AGR weg.

Mittlerweile gibts auch billige Partikelzähler bis in den Feinstbereich - man stelle sich dieses zusammen mit einer NOx Sonde und nem kleinen Akku als Messgerät vor und klemmts an den Auspuff. Ggf. fährt man eine Runde und schaut, was an NOx und Partikeln bei mittlerer Last rauskommt. Ohne AGR gibts keine Chance NOx zu vermeiden und damit zeigt die Sonde sehr sicher defekte und/oder manipulierte Fahrzeuge an. Gerade im Leerlauf fällt ein manipuliertes AGR sowas von auf. Plakette weg, Karre stillgelegt. Bei einer kleinen Prüffahrt um die Prüfanstalt und ebenfalls NOx bei mittlerer Last gemessen würden die "Software-optimierten" ohne ABE ebenfalls auffällig werden.

Aus dem Bild lässt sich übrigens indirekt noch was "nettes" zum aktuellen Dieselskandal ablesen. Angenommen, wir haben einen Diesel, der 120 km/h fahren kann, dabei 5l Kraftstoff (bzw. 4,2 Kilo) verbraucht. Solls geben. Ohne Abgasreinigung als LKW Motor (siehe Diagramm) rund 10 g/kg NOx bedeutet auf den PKW übertragen ganze 42 Gramm Gramm Stickoxide je 100km bzw. 420 mg/km. Schön wärs wenn die meisten PKW der Euro-5 Ära dort landen würden. Die sind schlechter, in der Literatur wurde nämlich ein LKW Diesel untersucht und dieser hat eine übersichtliche Literleistung. Hochgezüchtete PKW Diesel schaffen mehr.

Es geht praktisch weitaus schlechter: Man gucke sich unter https://www.umweltbundesamt.de/.../...uro-5-_und_euro-6-diesel-pkw.pdf an, was die im Handbuch für Emissionsfaktoren vermessenen / dokumentierten Euro-5 und Euro-6 Diesel-PKW raushauen. Nahe 1000 mg/km sind auf der Autobahn kein Problem. Man sieht auch gut, welche Fahrzeuge offensichtlich wenigstens ab und zu reinigen - als positives Beispiel sei der 320er BMW im Euro-5 Segment genannt. Negativ fällt der kleine Fiat Doblo auf ... 2500 mg/km auf der Autobahn - ne kleine rollende Salpetersäure-Fabrik. Wundert nicht, da der Doblo wenig Leistung bei hohem Cw x A hat, damit relativ viel Last (=Brennstoff) sieht und damit läuft der Motor bei einem für kleine Diesel mit begrenzter Luftmasse eher "kleinen" und damit "heißen" Lambda. Wo der viele Brennstoff mangels Hubraum und Luftmasse auf relativ wenig Sauerstoffüberschuss treffen kann. Bei "quasi" Vollgas entfällt auch AGR, die serielle Einspritzung sowieso. Diesem Wert dürften sich übrigens alle Diesel nahe Vollgas annähern bzw. diesen ggf. noch toppen. Je kleiner und "sparsamer" der Motor, desto absolut betrachtet früher passiert das. Gerade diese "kleinen" Spardiesel sind bei schwerem Gasfuß auf der Autobahn die größten Dreckschweine.

Auch Messungen aus der Schweiz zeigen nichts anderes: https://awel.zh.ch/.../RSD_Bericht_2017.pdf

Realemssionsmessungen SUI

Und damit bin ich halb in der Politik bzw. deren systematischem Versagen als Aufsichtsbehörde über kaum 20 Jahre drin. Auf die "rechtlichen Grundlagen" und wie die Politik systematisch als Aufsichtsbehörde versagt hat (Thema Emissionsvermeidung wo möglich) gehe ich in einem kommenden Artikel ein.

250.000 km mit LPG. Fast.

[GaryK]

So, (endlich) ein Update zu meinem Audi. Eigentlich war ich guter Hoffnung die Viertelmillion ohne großen Ärger abreißen zu können. Bei 215.000 km kamen die vorderen Querlenker neu, das Gepolter war nicht mehr zu ertragen. Passiert wenn man bei 180.000 ein neues Fahrwerk reinmachen lässt und die QL nicht in dem Aufwasch mit erledigt - u.a. weil die sich laut Werkstatt noch toll anfühlen. Sehr TÜV freundliches Fahrwerk übrigens, bis des "Teufels üble Vettern" bei Audi Achsen was an Spiel bemerken können, sind die Dinger wirklich sowas von durch. Gut, 1500€ reinstecken ist ok, schließlich ist der Wertverlust ausreichend nahe bei Null.

Bei pünktlich 225.000 km "quietschte" die Karre beim Anlassen auf einmal ganz böse. Und nach dem Abstellen stanks vorne nach verbranntem Gummi. Eine Brandblase später war klar weshalb - der Nebenaggregateriemen bzw. dessen Spannrolle war fest und der Riemen wurde über die festgefressene Spann- und Umlenkrolle gezogen. Was dieser sicher weit über 150° beschert hat - jedenfalls reichte eine kurze Berührung an der Spannrolle aus um sich böse die Pfoten zu verbrennen. Und da der Riemen direkt neben dem Zahnriemen verläuft war klar - wir starten den Motor nimmer und lassen den in die nächste Werkstatt schleppen. Nicht dass der reißt und dessen Trümmer durch den ZR Antrieb gezogen werden. Damit hatte der Wagen bei mir Premiere - ich bin bisher mit jeder Gurke noch aus eigener Kraft in die Werkstatt gekommen. Nicht bei Audi....

Also, Zahnriemenwechsel ein paar Kilometer unfreiwillig vorgezogen, bei der Gelegenheit wurde (neben der Wasserpumpe, übrigens klar undicht) ein defekter Ruckdämpfer des Nebenaggregateantriebs gefunden. Da war das Gummi komplett zerbröselt und wahrscheinlich hatten die Schwingungen dann das Lager des Riemens getötet. Kostet übrigens als Teil schlappe 350€ Materialpreis (original Audi) und musste bestellt werden, bei Ebay werden die Dinger für 60€ verkauft. Also mit den 1200€ Kosten für Riemen und Montage nochmal aufgerundet 500€ reingesteckt, das waren fast zwei Tage Arbeit. Ja, ZR Wechsel bei V6 Längsmotoren gehen ins Geld. Und dieser musste.

Die nächsten 15.000 km waren leidlich harmlos. Etwas gepolter von hinten, keine Ahnung was - ein sterbender Schiebedachschalter musste getauscht werden (50€ aus der Bucht, selbst gemacht), ein Stellmotor für die Leuchtweitenregulierung war platt. Als der getauscht wurde kamen noch Plastikbrösel aus dem Scheinwerfer und so toll verstellte der neue auch nicht. Ok, hat fürn TÜV grad so gereicht.

Und dann war auf einmal ende. Nach pünktlich 15.000 km und 247.000 km auf der Uhr hab ich den nächsten Service machen lassen, u.a. weil die Kiste Kühlwasser verloren hatte. Irgendeine Schlauchschelle war nicht mehr so ganz kompatibel zu den bröseligen Gummiteilen. Die nach kaum 15 Jahren die Konsistenz von Gusseisen hatten. Dazu Zündkerzen neu (30.000 km waren um) und das hätte es gewesen sein sollen. Wars auch. Denn bei der Demontage der Zündkerzen gingen fünf spielend heraus und eine war aus welchem Grund auch immer so fest, dass diese beim Rausschrauben abgerissen ist. Ausbohren bedeutet "Kopf ab" und "Kopf ab" bei dem V6 sind zwei Tage Arbeit. Genau so viel wie "einmal Motor raus".

Mit der Gewissheit etwa 1600€ Lohnkosten reinstecken zu müssen plus ein neuer Kopf (wäre billiger als ausbohren und das sicher defekte Gewinde reparieren) sind das 2000€. Plus die fälligen Kleinigkeiten, wie Bremsen und Scheiben ringsum. Die Frage 2000€ ++ reinstecken oder beim Verkauf knapp unter 2000€ rausbekommen war dann ganz einfach. Das Teil ist nun auf dem Weg nach Polen.

Mein Fazit LPG

Gas hat sich wieder mal gelohnt. Laut Kostentracking habe ich 12.8l LPG bzw. 8.66€ auf 100km gebraucht. 67 Cent/l gemittelt, hab leider oft im sautueren grenznahen Süddeutschland tanken müssen. Lokal waren es immer 10 Cent/l weniger. Dazu kamen als Start- und Reservebenzin 0.5l bzw. 81 Cent/100km (Durchschnittspreis 1.41€/l). Größtenteils einem etwas längeren Einsatz in der LPG-freien Schweiz geschuldet, da war die Strecke weiter als der LPG-Tank an Reichweite ermöglicht hat (500km).

Was hab ich gespart bzw. nicht ausgeben müssen: 170.000 km mit 10.9l gemitteltem BC Verbrauch bei 1.41€/l wären 26.100€ gewesen. Tatsächlich habe ich "nur" 14.600€ für LPG zzgl. 1160€ Startbenzin ausgeben müssen. Also 10.300€ Brutto bzw. nach Abzug der Anlage, deren "Service" (Filterwechsel) und 20€ TÜV Aufpreis für die Gasanlagenprüfung runde 7500€ Reinertrag.

Mein Fazit Audi

Der A4 gilt als solide und ich hatte den letzten Vollverzinkten der Baureihe (MJ2002). Rost war kein Thema. Aber was das Ding in der Werkstatt gekostet hat - irre. 10k€ im Einkauf zzgl. Winterreifen, Felgen... der Kurs war ok. Kraftstoffkosten wie oben gerechnet sind gerade mal 9.2 Cent/km, Abschreibung für den Wagen an sich waren etwa 8500€ Wertverlust/170.000 km bzw. glatte 5 Cent/km. Fixkosten Steuer/Versicherung ca 200€ Steuer und gemittelt 500€ Versicherung - 7000€ bzw. 4.1 Cent/km.

Und nun das wirklich teure, denn dazu kamen diverse Werkstattausgaben: 2600€ Gasanlage plus 400€ für die Nachrüstung des Tempomaten (neues Steuergerät, neuer Lenkstockhebel ... war bei 40k€ Listenpreis damals offenbar immer noch aufpreisplichtig). Für Reparaturen und Instandhaltung im engeren Sinn kamen fast 12.000€ dazu, also so viel wie das Ding mit Anschaffung und Gasumbau zusammen gekostet hat. Zwei Zahnriemenwechsel, Fahrwerk, Bremsen tutti kompletti, Querlenker eineinhalb-mal plus jedesmal "Kleinkram". Davon war der einzige Luxus die Eibach-Federn samt Koni FSD Dämpfern und S4 Stabilisatoren. Tolles Fahrwerk, eine Liga besser als "ab Werk". Etwa 1000€ Aufpreis gegenüber der "Minimallösung", aber die waren mir es wert. Und haben den Braten nicht fett gemacht. Reifen ca 2500€ (fünf Sätze zu je 500€, der letzte war keine 5000 km alt) ... Und das bedeutet, OHNE Gasanlage hat der Wagen etwa 8.6 Cent/km "Instandhaltung/Verschleiß/Wartung" gekostet. Nicht gerechnet, dass ich diverse Sachen wie defekte Antennenverstärker (Diversity), Rear-Verstärker und sonstigen Kleinkram wie Schiebedachmotor samt dessen Schalter selbst gemacht habe. Das wären beim Vertragshändler sicherlich 1500€ geworden. Der lokale Audi-Fuzzi (Leasingwagen-Betreuer im Glaspalast, aber ohne Peilung) wollte statt den Dachantrieb zu wechseln gleich das ganze Schiebedach austauschen und weils so teuer ist, mir freundlicherweise einen neuen Wagen verkaufen. Tolle Wurst. Wieso die Fensterheber und Kleinzeugs wie Lichtschalter und Elektronikteile sterben müssen weiss wohl auch nur der Audi Einkäufer. Musste wohl Geld sparen, damit die Designer ein paar Chromringe im Sichtbereich des Fahrers unterbringen können.

Zusammengefasst:

9.2 Cent/km Kraftstoffkosten, 5.0 für die Abschreibung, 4.1 Fixkosten, 8.6 Instandhaltung macht 27 Cent/km. 1/3 für die Werkstatt, 1/3 Kraftstoff und 1/3 "sonstiges incl. Wertverlust".

Wäre der Wagen einen theoretischen Liter sparsamer gewesen, hätte das auch nichts gemacht - statt 9.2 Cent/km wäre ich bei 8.5 Cent gelandet. Verbrauch wird wirklich überbewertet. Einfacher zu wechselnde Zahnriemen bzw ne Steuerkette, die auch hält wären hingegen 2400€ weniger gewesen - oder 1.5 Cent/km.

Aus dem Grund ist dessen Nachfolger auch kein Audi geworden - diesmal wurde es was weiss-blaues aus München. N52B30 Motor, der letzte "richtige" Reihensechser mit Saugrohreinspritzung. Ja, gebaut in Spartanburg und US typisch bescheiden verarbeitet. Dafür ist wenig drin was kaputtgehen kann. Abgesehen vom Umstand, dass es bei Audi nix LPG taugliches mehr gibt. Die Erdgaskarren will ich nicht und LPG taugliches gibts in gescheitem Alter und moderater Laufleistung (ich kaufe um 80.000 km herum) auch nicht. Das Ding war vom Service bzw. "Servicefreundlichkeit" her genau so lausig wie der Wagen motorisch-konzeptionell aufgesetzt worden ist. Ohne Sinn und Verstand. 92.8mm Hub und dann 6500 RPM ist bei einem Sauger irre. Ein VW Einheits-Langhuber macht mit einem kurzen Getriebe wenig Sinn. Das sind in dem 3.0i die gleichen 92.8 mm Hub, im 3.0 TDI verbaut wurden, was der berüchtigte 3.2 FSI im A4/A6 sowie der 4.2 FSI im RS4/R8 hat. Und die bei Lamborghini als V8 bis V10 auf 25 m/s bei Nennleistung getrieben wurden ... Was das soll kann wahrscheinlich nur ein Manager erklären. Ein Ingenieur kommt nicht ohne nennenswerte Mengen Alkohol auf solche Lösungen.

Vergleiche ich diesen Audi mit dem geschmähten Vectra-B als dessen direktem Vorgänger - der Vectra gewinnt klar. Der Audi hatte geile Sitze und einen netten Motor, aber was Instandhaltung und Defekte anging kann der dem Vectra nicht mal ansatzweise das Wasser reichen. Zahnriemenwechsel beim Vectra - zwar alle 60 tkm statt 120, dafür kaum 200€ Aufpreis. Und nicht 1200€ plus X... Defekte Elektrik? Beim Vectra Null. Ungeplante Werkstattaufenthalte? Null. Dafür ein paar mal Pendelstützten, 2 mal Auspuff - alles billiger Kleinkram. Die "kritischen" Teile haben gehalten. ja, die Stichprobe ist zwei mal "n=1" und damit nicht repräsentativ. Nur erwarte ich bei einem Auto für 40k€ Listenpreis (2002) qualitativ etwas mehr als beim Vectra (BJ 1999) mit damals 36 kDM Liste minus großzügigem Rabatt. Für 20k€ Unterschied im Listenpreis hätte ich den Vectra bei z.B. Recaro neu ausstatten lassen können. Die Sitze im Astra/Insignia ("AGR-Sitze") sind ne Liga über den aus dem Vectra bzw. Astra G bekannten Sesseln.

LPG? Ja, kommt. Bald. Wieso auch nicht wenn ich mir oben die Zahlen ansehe. LPG war das einzige, was an der Karre nicht irgendwann rumzickte, klapperte oder durch Fehlfunktionen nervte.

NOx und Autogas

[GaryK]

Angesichts der aktuellen Diskussionen um Stickoxide und den Abgasskandal der Diesel möchte ich euch eine Studie aus dem Saarland nicht vorenthalten. Auch wenns heißt: "Welches Schild erlaubt das Wenden auf der Autobahn? WILLKOMMEN IM SAARLAND", hier haben die was nützliches gemessen. Nämlich Stickoxide im gesamten Lastbereich von Otto- und Dieselmotoren und nicht nur "im NEFZ" Zyklus.

Link zur Studie, aus der auch die Bilder entnommen sind: http://www.dvfg.de/fileadmin/user_upload/Downloads_Infothek/Untersuchung_HTW-Saarland-NOx-Pkw-final.pdf

Zitat:

* Die geringsten NOx-Emissionen werden bei allen Kraftstoffen bei Betriebspunkten erzielt, die im Betriebsbereich des gesetzlich vorgeschriebenen NEFZ liegen. Außerhalb des NEFZ steigen die NOx-Emissionen ca. um den Faktor 2 bis 5 oder auch höher an, falls das Fahzeug im NEFZ besonders gut abgeschnitten hat.

* Die NOx-Emissionen des Dieselfahzeugs sind weitgehend unabhängig vom Betriebsbereich um mehr als das Hundertfache höher als die NOx-Emissionen des Autogas- und des Benzinfahrzeugs.

* Autogas- und Benzinfahrzeug liegen bedingt durch die gleichartige ottomotorische Verbrennung und Abgasreinigung mit Drei-Wege-Kat auf einem sehr niedrigen, ähnlichen NOx-Emissionsniveau.

* Testsieger ist im Betriebsbereich des NEFZ mit 2 mg NOx/kWh und im Betriebsbereich des RDE mit 10 mg NOx/kWh das Autogasfahrzeug, gefolgt vom Benzinfahrzeug mit 11 mg NOx/kWh im NEFZ-Bereich und 18 mg NO/kWh im RDE-Bereich. Das Dieselfahrzeug liegt in denselben Bereichen bei 512 bzw. 1740 mg NOx/kWh.

Anmerkungen neben "mg/kWh als Einheit und nicht mg/km"

(a) Warum es beim getesteten LPG-Astra zwei dicht beisammenliegende "Spots" im NOx Diagramm (mg/kWh) gibt hab ich noch nicht verstanden und vor allem nicht, wieso der in einem sehr engen Bereich höher ist als im Benzinbetrieb. Alltagsrelevant sind diese außer bei "Knallgas" sowieso nicht. Leider wurde die Abgastemperatur nicht gemessen, das wäre interessant gewesen um ggf. auftretenden Schwächen (Zündanlage) als Ursache auszuschließen.

(b) Den im Benzinbetrieb anfallenden NOx Schwerpunkt bei tiefen Drehzahlen kapiere ich auch nicht. Der 1.4T Astra ist ein Saugrohreinspritzer, inhomogenes Gemisch als Ursache der NOx Werte ist bei tieferen Drehzahlen somit eher nicht zu erwarten.

Bedeutet aber:

* Mit LPG kann man berechtigt annehmen, dass die NOx Werte aus dem NEFZ im Alltag tatsächlich eingehalten werden. Wenigstens etwas.

* An den Gedanken, dass über 30 dieser LPG/Otto-Astras nötig sind um die Alltagsemissionen eines einzigen Diesels zu erreichen muss man sich erst mal gewöhnen. Dass die unter höheren Lasten derartig schlecht sind hatte ich befürchtet, aber nicht belegt gefunden.

* Auch bei Autobahn-Vollgas liegen die Ottos in den NOx Emissionen rund Faktor 10 unter denen des Diesels.

Anhaltspunkt: Bei Tempomat 160 und 20x Spitze liegen etwa 75% der Nenndrehzahl an. Wind- und Rollwiderstand bedeuten etwa 25-30% Last. Emissionen laut Diagramm: LPG unter 20 mg/kWh, Superbenzin unter 40 und beim Diesel (Nenndrehzahl 3500) gerade mal "500". Autsch.

Sauberes Elektroauto?!

[GaryK]

So, nach diversen Diskussionen mit resistenten / renitenten Stammtisch-Wissenschaftlern hab ich mir an einem fürs Motorradfahren und Fliegen nicht nutzbar kalten und diesigen Wochenende die Mühe gemacht, eine persönliche "Ökobilanz" eines Elektrofahrzeugs aufzustellen. Wie dreckig oder sauber sind die nun?

Vorwort / Editorial: Ökobilanzen sind immer heikel - je nach Bilanzraum kommt am Ende immer das gewünschte Ergebnis raus. Betrifft spätestens "externe Kosten" wie Umweltschäden am Arsch der Welt. Wo zum Beispiel beim Erzabbau ein Riesenloch im Boden ist. Wertminderung von Grundstücken durch z.B. Lärm und andere bilanztechnische Kunstgriffe sind auch ein probates Mittel. Vergessen wird, dass die leisen Grundstücke am verkehrstechnischen Ende der Welt nix kosten. Oder volkswirtschaftliche Kosten der Verkehrstoten. 'Vergessen' wird gegenzurechnen, wie viele Menschen überleben WEIL ein Krankenwagen jemanden in die Notaufnahme fahren kann. Die 'älteren Säcke und SäckInnen' unter uns werden sich noch an die Grünen mit der "Benzin muss 5 DM/l kosten" Studie des UPI Freiburg erinnern, die passend zu einer Wahl rausgekommen ist. Da war auch der Posten "Lärmschaden" und "Verkehrstote" enthalten, die Beispiele sind nicht aus der Luft gegriffen.

Ebenfalls toll: die "Berechnung der Atom- und Kohlesubventionen", wo die verringerte bis nicht existente Steuer auf Kohle/Nulkearmaterial als Kraftwerks-Brennstoff mit der aus Ende der 70er Jahre stammenden "Strafsteuer" auf das Verstromen von Mineralölen als 'Subvention' (weil Einnahmeausfall des Staates) verrechnet wurde. Wäre der gesamte Strom aus Öl gekommen, hätte der Staat xxx Mrd Euro eingenommen, mit der geringeren Steuer auf Kohle und Nuklearmaterial wars weniger. Die Differenz wird als Subvention betrachtet. Formal korrekt, denn Mineralöl hat nunmal den höchsten Steuersatz aller Energieträger. Diese Brennstoff-Steuer sollte allerdings Ölkraftwerke Ende der 70er Jahre unattraktiv machen - nicht dass bei einer nächsten Ölkrise der böse Scheich dem deutschen Wähler nicht nur das Auto stilllegt, sondern auch den TV und Herd mit abschaltet. Also wie immer bei Studien jeglicher Art: Bilanzräume beachten. Originalartikel suchen und lesen hilft. Denn sonst ist selbst schwefelarmes Benzin "subventioniert". Schwefelreich kostet dieses nämlich einen deutlichen Steueraufschlag. Siehe §2(1) Energiesteuergesetz.

Sarkasmus bei Seite, ich machs mir also einfach: Treibstoff (Benzin/Strom) wird ab Eingang Raffinerie berechnet, Herstellung der Fahrzeuge und z.B. Akkus sowie deren Erzeugung sind außen vor. Und ich guck mir neben CO2 auch die aktuell in der Presse dominierenden NOx Emissionen an. Das macht den tollen (Sommer)Smog und kommt auf der Lunge (vor allem als Stickstoffdioxid) richtig gut. So viel Energie geht in der Akkuherstellung gar nicht drauf. Und einmal produziert lässt sich das Lithium-Geraffel gut recyceln.

Erste Frage: Wieviel verbrauchen eigentlich Autos?

Glaubenskrieg. Hier nehme ich der Einfachheit halber den Spritmonitor und schränke die Suche auf alle Fahrzeuge ein, deren Verbrauchswerte für mindestens 20.000 km gepflegt wurden.

Benziner: Siehe http://www.spritmonitor.de/.../0-Alle_Modelle.html?... und der Mittelwert liegt bei 7.87 Litern. 61.000 Datensätze. Großzügig runde ich auf 8l auf. Ob Durchschnitt oder Medianwert spielt hier faktisch keine Rolle.

Diesel: Siehe http://www.spritmonitor.de/.../0-Alle_Modelle.html?... ... 7.03 Liter im Mix, ich runde auf 7l ab. Deckt sich übrigens mit der ca 14%igen Dichtedifferenz der Kraftstoffe - 7.8l Super zu 0.74 kg/l sind etwa 5.8 Kilogramm Brennstoff, 7l Diesel mit einer Dichte von 0,85 kg/l sind 5.9 Kilo. Der theoretische Wirkungsgradvorteil des Diesels scheint praktisch im Fahrprofil nebst Gewicht und Gasfuß zu verpuffen.

Elektro: Hier habe ich erheblich weniger Datensätze. Sortiere ich die "fahrenden Gartenstühle" aus und filtere ab 30PS (Chance auf ein wetterfestes Dach), dann sind es 51 Datensätze: http://www.spritmonitor.de/.../0-Alle_Modelle.html?... ... die Statistik sagt 17 kWh/100km. Der Chevy Volt/Opel Ampera bzw. Tesla Model S sind in den USA mit 20-23 kWh/100km angegeben. Schöne Übersicht: https://www.fueleconomy.gov/feg/bymodel/2015_Tesla_Model_S.shtml ... der US Zyklus ist viel dichter an den realen Verbrauchswerten wie die europ. NEFZ Norm.

Einschub: Mein "Dicker" 3.0 V6 Benziner mit einem Normverbrauch von knapp unter 10l wird von mir im Alltag mit 10.8l Superequivalent überwiegend Autobahn mit Tempomat gefahren (Mittelwert über 'lediglich' 130 tkm). In der Stadt eher 13 komma X und X ist eher eine Neun als eine Vier. Seht selbst: https://www.fueleconomy.gov/feg/Find.do?action=sbs&id=18465&#tab1 ... man kanns mit dem "Peronalize Link" auf l/100km umstellen um nicht mit Indianer-Maßen rechnen zu müssen. Wer der NEFZ Norm nicht traut, die Werte aus dem Land der Spritvernichter passen besser.

Zurück zum Thema und zusammenfassend betrachtet: statistische Verbrauchswerte

• 7l Diesel / 100km
• 8L Benzin / 100km
• 17-23 kWh Strom. 17 im Schnitt, 23 stehen im US "Highway" Zyklus auf der Uhr.

Zweite Frage: Wie hoch sind die CO2-Emissionen?

Die Umrechnung Verbrauch -> CO2 ist simpel:

• Benzin: 1l gleich 2.32 kg CO2. 8l je 100km sind folglich 185 g/km.
• Diesel: 1l sind 2.65 kg CO2. 7l sind 185 g/km.
• Elektro: 1 kWh im DE mix sind incl. Atom und Öko bei 17 kWh je 100km sowie 576 g/kWh somit 98 g/km. Mit "Kohle" das doppelte, mit Wind/Solar gerechnet "nix". Mit mehr Überlandanteil und ggf. "Klimaanlage im Sommer" landen wir bei ner "tiefen hundert Gramm je km CO2".

Soviel zum Thema, dass Diesel deutlich CO2 einsparen. Im Normzyklus vielleicht, im Alltag ist davon nach Spritmonitor nicht viel zu sehen. Ganz davon abgesehen, dass der Verkehr insgesamt 15% der CO2 Emissionen ausmacht. PKW vielleicht die Hälfte. Von den PKW haben Diesel etwa ebenfalls die Hälfte der CO2 Emissionen aller PKW. Und von dieser "Hälfte der Hälfte" werden wenige Prozent (wenn überhaupt) eingespart. Also am Ende nix.

Dritte Frage: Wie hoch sind die Stickoxid-Emissionen der Fahrzeugtypen?

Benzin/Diesel: Bei "fossilen" Fahrzeugen rechne ich ab Raffinerie. Supertanker brauchen einiges an Sprit (je nach Speed 50t/Tag), aber bei 250.000t Zuladung fallen bei 30 Tagen Reisedauer rund 1500t kummulierter Schwerölverbrauch kaum ins Gewicht. Selbst wenn der 10 bis 20 mal mehr NOx emittiert wie ein Diesel (siehe unten), bei 5 Promille des transportierten Öls als Eigenverbrauch geht das trotzdem unter. Die lokal emittierten NOxe gehen zudem mangels Bevölkerung gesundheitlich unter.

Raffinerie: Die Raffinerie Ingolstadt emittiert bei 4.2 Mio Tonnen verarbeiteter Materialien 700t Stickoxide bei ca 4 Mio Tonnen Produkten (Eigenverbrauch etwa 6% des Öls). Somit reden wir über 166 ppm der Öl- und damit Brennstoffmasse, die bereits in der Raffinerie als NOx endet. Und 5% des Brennstoffs sind somit ganz grob als Raffinerieverlust aufzuschlagen.

Bei 8l Benzin / 7l Diesel und damit rund 59 Gramm Brennstoff je km müssen somit 10 Milligramm NOx je km für die Raffinerie aufgeschlagen werden.

Wieviel emittiert der Wagen? Je nach Last und Messzyklus sowie "Regelstrategie" des Herstellers (siehe VW Skandal) unterschiedlich. Ottomotoren kommen unabhängig vom Hersteller unter 100 mg/km raus. UPDATE: Siehe http://www.motor-talk.de/.../nox-und-autogas-t5624549.html ...

Emissionen von Ottos/Dieselmotoren: Wer mag kann sich die Literatur der "Real World Driving Emissions" reinpfeifen, dazu gibts seit etwa 10 Jahren brauchbare Untersuchungen. Bei denen Diesel nicht zum ersten mal im Alltag negativ aufgefallen sind. Hat nur die Politik nicht interessiert und in den politischen Stabsstellen der Amtsstuben wurde tief und fest geschlafen. Bzw. an der eigenen (politischen) Karriere gearbeitet, man muss Prioritäten setzen.

Siehe http://www.transportenvironment.org/.../...osition%20paper%20FINAL.pdf sowie http://www.theicct.org/.../..._NOx-control-tech_revised%2009152015.pdf neben http://publications.tno.nl/.../TNO-2015-R10702.pdf und http://www.seefed.eu/uploads/5/5/1/2/5512416/lbna24697enc_002.pdf als Einführung.

Das "80 mg" Limit ist beim Diesel für die Füße, Überschreitungen bis Faktor 10 sind keine Ausnahme. Je höher die Last des Diesels, desto dreckiger. Das betrifft vor allem "kleine" Diesel, die ganz schnell in Bereichen arbeiten, wo innermotorische NOx Verminderung durch Abgasrückführung und/oder Mehrfacheinspritzung nicht mehr funktioniert. Je größer der Motor und je entspannter / langsamer gefahren, desto sauberer. 200-500 mg/km sind bei den meisten Dieselmotoren kein Problem, bis 2000 mg/km bei Vollgas durchaus "Peak" drin.

Ottos liegen auch bei höherer Last als im Prüfzyklus eher um/unter 100 mg und halten die jeweiligen Grenzwerte auch im Alltag ein.

Zitat:

By comparison, on-road NOx emissions of gasoline vehicles as well as CO and THC (total hydrocarbon) emissions of both diesel and gasoline vehicles generally stay within Euro 3-5 emission limits.

Hat sich bis heute auch nichts dran geändert: http://www.duh.de/.../...richt_NOx_und_CO2-PEMS-Messungen_20160913.pdf ... der 1.8er Prius liegt real gemessen bei 15 mg/km. Die Astra 1.4T wurden im Saarland mit 1/100stel der NOx Emissionen eines Diesels gemessen. Siehe im Blog einen Artikel weiter oben.

Zwischenfazit: Ottos sind auch im Alltag relativ sauber und haben tiefe bis mittlere zweistellige Milligramm NOx je km, beim Diesel hängts stark am Lastprofil und der Strategie des Herstellers wie die Abgasnormen am Ende eingehalten werden. Hoch dreistellige mg/km und bei den ganz heftigen auch satt vierstellig sind die Regel. Im Vergleich zu den Motoremissionen kann man die Anteile der Raffinerie "knicken".

NOx bei "Strom": Hier rechne ich mit dem deutschen Strommix, also Wind, Sonne, Fossil/Gas und Atom zusammen. In jedem Moment muss genau so viel Strom erzeugt wie verbraucht werden, egal ob wir formal Atomstrom nach Norwegen verkaufen und zugleich dessen Wasserkraft unter "grünem Logo" zurückkaufen. So als kleines Beispiel wie Strom administrativ 'saubergewaschen' werden kann. So lange jemand als Endverbraucher 'ökologisch' äh blöd genug ist für sauberen Strom mehr zu bezahlen als die Transaktion am Strommarkt kostet wird sich daran auch wenig ändern. Einzelne nur heimische Wasser/Wind/Solarstrom aufkaufende Anbieter explizit ausgenommen.

Unsere Energiewirtschaft hatte 2012 360 Mt CO2 produziert und 329 kt NOx produziert. Strommenge 2012: 629 TWh laut (Wikipedia, https://de.wikipedia.org/wiki/Stromerzeugung). Das sind etwas über 570g / kWh CO2 (incl. Sonne/Wind/Atom, deckt sich mit allen offiziellen Zahlen), daher sind 0.9 Promille der CO2 Masse am Ende die Stickoxide.

Bedeutet: die typischen 17 kWh Strom je 100km eines Stromers sind mit statistischem Strom im DE Mix geladen 97 g/km CO2 sowie 90mg Stickoxide. Damit mehr als ein Prüfzyklus-konformes Fahrzeug nach Euro-4 (Otto) bzw. Euro-6 (Diesel) ausstoßen darf/dürfte. Bei 23 kWh/100km wie beim US Highway Zyklus ist der NOx Unterschied zum statistischen Otto deutlicher - zu Lasten des Elektroautos. Mit Fossil erzeugtem Strom (egal wie) sowieso.

Die Stickoxide der Kraftwerke sind nahezu unabhängig von der Brennstoffart, da Erdgas, Kohle/Braunkohle ALLE gemäß TA Luft und anderer kraftwerksrelevanter technischer Regelwerke die jeweiligen Abgase entsticken müssen. Es sind analog zu den Euro-Normen der PKW Grenzwerte je m³ emittierter Luft vorgeschrieben. Die NOxe je kWh Strom sind alle im selben Bereich und hängen mehr am Baujahr/Technik als am Brennstoff.

Vorteile Stromer: Der Nissan Leaf wurde in der Stadt mit 21 kWh je 169km gemessen, siehe https://en.wikipedia.org/wiki/Nissan_Leaf ... 12 kWh/100km - auch bei 40% Kraftwerks-Wirkungsgrad und rein fossiler Feuerung wären das 30kWh Brenn-/Primärleistung, was gerade 3.6l Benzin entspricht. Abzüglich "Ökostrom". Klare technische Vorteile durch Rekuperation und einen nahezu lastunabhängigen Wirkungsgrad des Antriebs. In der Stadt ist der Stromer emissionstechnisch kaum zu schlagen, die Abgase entstehen halt auf der grünen Wiese und die Abwärme verpufft im Kühlturm.

Mein Fazit

• Stromer sind nicht zwingend sauber bzw. bezüglich NOx und CO2 sparsam. Vor allem wenn fossile Energieträger verstromt werden.
• Stromer sparen hauptsächlich in der Stadt, je mehr "Strecke" desto "dreckiger" werden die.
• Die Emission an NOx ist beim Strom dezentral, eine Verbesserung / Nachrüstung von Kraftwerken nunmal leichter möglich als bei einem KFZ Bestand. Naturgemäß sind die Stromer-Emissionen unabhängig vom Lastprofil.
• NOx Emissionen der Raffinerie und Ölverluste bei der Brennstoff-Herstellung sind nahezu vernachlässigbar.
• Auf Strecke geht aktuell beim NOx wenig über einen modernen Ottomotor. Beim CO2 vom Stromer um etwa Faktor zwei geschlagen, beim NOx schlägt dieser den Stromer um Faktor zwei. Hätte ich aus dem Bauch heraus übrigens nicht erwartet.
• Auf Strecke hat der Diesel beim CO2 eigentlich Vorteile, die statistisch jedoch nicht wirklich auffallen. Beim NOx liegen die besten Diesel im Alltag ca Faktor zwei bis drei über den gleich alten Ottomotoren, auch der Stromer schlägt den Diesel beim NOx deutlich. Vor allem bei Knallgas. Ein Diesel bei Knallgas emittiert je km genau so viel wie 10-20 Fahrzeuge mit Ottomotor.

Was ich noch suche: Kurve mit NOx in g/km versus Geschwindigkeit in km/h. Die Daten müssen als Rohwerte existieren, sind jedoch bisher nicht auffindbar bzw. publiziert worden.

Übrigens emittieren Diesel eher NO2 als NO. NO ist relativ "tot", das NO2 hingegen agressiv. Diese Agressivität wird bei Dieselpartikelfiltern ausgenutzt, denn NO2 fackelt den Ruß ab - NO macht nichts. Der Oxi-Kat vor dem DPF tendiert jedoch dazu eher NO2 zu produzieren und somit schlüpft das nicht Genutze durch. Dieses kann jedoch bei einem nachgeschalteten SCR Kat ('Bluetech'/Harnstoff) entfernt werden. Den erst wenige Euro-6 Fahrzeuge haben.

Schlussbemerkung:

Ich bin nicht gegen Stromer oder Diesel. Man baue mir einen max. 1600kg Hybrid mit 10-15 kWh Akku (deckt die Masse meiner Fahrten ab) und etwa 100-150kW elektrischer Peak/Antriebsleistung mit einem etwa 30kW Range Extender. Die kW ziehen meine Mundwinkel nach oben und der RE deckt auch die längeren Fahrten ab, für die der "Alltags-Akku" nicht reicht. Zudem ist ein Akku teuer und mit 0.1 kWh/kg gespeicherter Energie schwer. Benzin mit 11 kWh/l sind auch bei 25-30% Wirkungsgrad bereits 3 kWh Strom je Kilo - auf "Strecke" ein klarer Vorteil. Achja, und bitte das "Benzin" durch LPG/CNG/Ethanol ersetzen.

Wer auf die Kosten schaut ... wir zahlen alle zusammen über das EEG etwa 9 Mrd Euro für 27 TWh Solarstrom. Bei über 600tWh total sind das aufgerundet 5% der Gesamtstromerzeugung, die jedoch dem Erzeuger im Mittel mit Netto(!) 33 Cent/kWh vergütet wird. Für die 'Mäuse' wären CAES Stromspeicher um den weit günstigeren Wind zu puffern sinniger gewesen. Der "Windspargel" sieht in der Landschaft scheiße aus, kostete aber beim Strom nur die Hälfte an EEG Subvention wie Solar und das bei über 50 TWh Jahresstromerzeugung. Macht je kWh etwa 1/4 der Kosten von Solarstrom. Wenn die 17 kWh eines Stromers also aus Wind erzeugt werden, so stecken dort bei 4.5 Cent/kWh Börsenpreis etwa 17 kWh mal (8,5-4,5 Cent) und damit 68 Cent Nettosubvention über das EEG drin. Bei Solar sprechen wir von 17 kWh mal 33-4,5 Cent und damit 4,84€ je 100km als EEG-Nettosubvention. Strom extra.

Wer lachen will: Wenn jemand ein Pumpspeicherkraftwerk oder CAES bauen würde um Wind/Sonne zu puffern, dann muss dieser für seine Speicheranlage die volle EEG Umlage auf den verbrauchten Strom bezahlen. Was bei 6 Cent/kWh Umlage, 4.5 Cent/kWh Börsenerlös und Wirkungsgraden der Anlagen unter 100% richtig weh tut und den Gedanken an eine irgendwie geartete Rendite im Ansatz tötet. Zwar ist die EEG Umlage bei Großverbrauchern gedeckelt, aber ein paar Prozent Bruttomarge kostet sowas und viel mehr ist bei der Idee nicht drin. Auf so eine grandiose Idee kommen auch nur deutsche Verwaltungsfachbürokraten.

Gerade CAES Speicher wären in der norddeutschen Tiefebene lokal machbar und sehen nicht mal hässlich aus. Weil unterirdisch. Im Ruhrgebiet könnte man sogar stillgelegte Bergwerke als Druckluft-Speicher nutzen. Wer sich damit beschäftigen mag - http://...umsicht-suro.fraunhofer.de/.../..._speicher_energiewende.pdf als Einführung. Ohne Aufwand fast 50% Wirkungsgrad bei CAES, mit adiabater Wärmerückgewinnung sind 70% denkbar. Auch ein Akku liegt kaum bei 80%, Elektrolyseanlagen für "Wasserstoff" haben 70-75% praktisch. Allerdings Richtung "Brennwert" des Wasserstoffs und nicht von Strom -> Puffer -> Strom.

Das größte Einsparpotenzial an CO2 hätten wir übrigens bei einer stärkeren Verbreitung von BHKW und Nahwärme. Die Abwärme eines BHKW reicht locker für Warmwasser im Nahbereich - somit wird die Abwärme der Großkraftwerke nimmer auf der grünen Wiese weggekühlt und zugleich heizt der kleine Otto Normal seinen Warmwasserkessel um nicht kalt Duschen zu müssen. Nur hätte er dann "seine" Stickoxide für den Strom des Elektro-Autos wieder vor der Nase. Bei Neubaugebieten wäre "Nahwärme" plus BHKW kein großes technisches Hindernis. Kanalisation und Strom muss sowieso gemacht werden und jeder spart sich seine eigene Hausheizung - mehr als ein Wärmetauscher und ne Umwälzpumpe wird im Haus nicht gebraucht.

PS: Der Spruch zur hiesigen kompetenten Energiepolitik lautet Ein Pessimist ist ein Optimist mit Lebenserfahrung. Gerade bei den Grünen ists mit Fachkompetenz nicht weit her. Kunststück wenn gefühlt die Hälfte der Mitglieder Sozialpädagogik studiert hat und beim Staat arbeitet. Morgens haben die recht, nachmittags frei und das Geld ist am Monatsende pünktlich auf dem Konto. Da kann man es sich leisten unsinnigen ökologischen Aktionismus zu bezahlen, Hauptsache es hört sich gut an.

200.000 km sind "rum", 120.000 km LPG. Kurzes Fazit nebst Kostencheck

[GaryK]

2014-10-28-kompression

So, 200.000 km auf der Uhr und 120.000 km mit LPG sind nun durch. LPG macht keine Zicken, die Kompression ist sauber und vor allem besser, als diese beim Kauf nach 80.000 km und sieben Jahren Longlifeöl je gewesen ist. Öldurst hat die Kiste immer noch, aber immerhin weniger als zum Kaufzeitpunkt. Die Zylinder 4 und 5 mit knapp über 10 bar waren übrigens noch nie besser - auf der Bank ist dem Vorgänger der Kat im wahrsten Wortsinn abgebrannt nachdem zwei Zündspulen zugleich aufgegeben haben. Die Kompression war wohl vorher nicht so prall und das waren dann die ersten, die auch beim Zünden keinen Bock mehr hatten.

Auf 120.000 km werde ich aktuell recht genau 9,30€ /100km LPG und 0.84€/100km Start- und vor allem Reservebenzin bezahlt haben. Durchschnittlicher Spritpreis laut Aufzeichnungen: 1.46€ seit 2009. Mit 10.6-10.9l Super (der BC stimmt einwandfrei wenns denn Benzin wäre) ergeben somit sehr exakt 18.300€. Bezahlt habe ich 10.800€ für LPG - viel teurer Sprit an der DE-CH Landesgrenze getankt, +10 Cent/l gegenüber Bundesdurchschnitt. Zuzüglich 823€ Start und Reservesprit, der gerade in der Schweiz durchaus nennenswert geflossen ist. Anlageneinbau: 2.600€, Inspektionen und TÜV Gebühren aufgerundet 400€. Macht ein Plus von abgerundet 6.000€ brutto, die Einbaukosten vollständig abgeschrieben bleibt ein Plus von mindestens 3400€. Bin mir sicher, dass die Gasanlage beim Verkauf der Kiste mehr als Null bringt. Was in Summe übrigens etwa den Kosten des Zahnriemenwechsels plus dem neuen Fahrwerk und Ersatz defekter Querlenker entspricht. Apropos entsprechen - aktuell muss ich 7€/100km nicht ausgeben, auch ein nettes Gefühl. Also quasi alle drei Tage kann ich einmal in der Kantine "umsonst" essen.

Klingt gut, ist aber irgendwie ein gemischtes Gefühl. Die Sitze sind nach 200.000 km immer noch spitze, mit dem neuen Fahrwerk (Koni FSD / Eibach Kombination) liegt der besser als je zuvor auf der Straße. Das Kurvenverhalten ist vor allem auch Dank der S4 Stabis richtig klasse. Für einen 1.6t Pampersbomber geht das Ding richtig zügig ums Eck. Die teuersten Einzelposten am Audi waren der Zahnriemenwechsel @120.000 km nebst neuen Bremsen sowie einem neuen Fahrwerk mit teilweisem Ersatz der Querlenker und neuen Stabis (vom S4) bei etwa 180.000 km. Das Schaltsaugrohr hat auch was, das nächste Teil was fällig sein wird. Der Motor zieht obenrum ab 5000 nicht wirklich gut, ich hoffe mit etwa 600€ hinzukommen.

Kosten: Sind etwa 10€/100km für Sprit/Gas, in die Werkstattbesuche sind sicherlich 6000€ plus X geflossen, 10k€ Einkaufspreis, etwa 1500€ für Reifen, ca 700€ p.a. Steuer/Versicherung - ganz grob geschätzt 25-27 Cent/km. 2/3 ist Wertverlust nebst Instandhaltung und Unterhalt. Mit den anstehenden Querlenkern hinten werde ich die 30 Cent/km knacken und das trotz LPG und günstig-gebrauchtem Einkauf. Zahnriemen kommt auch wieder in 20.000 km auf, nochmal 1000€. Ob ich den noch machen lasse? Mal sehen, viel wert ist der Karren nimmer. Zwischen Listenpreis und meinem Einkauf bei 80.000 km haben sich etwa 25-30 k€ verflüchtigt - bzw. 31 Cent/km alleine an Wertverlust bei den Vorbesitzern. Plus Sprit/Versicherung und Inspektionen... also real sicherlich 50 Cent/km.

Die Verarbeitungsqualität ist im Detail teilweise unterirdisch und einer ehemals 40k€ Kiste nicht würdig - Softlack hat die Blätterpest, mittlerweile ist der dritte Antennenverstärker drin (kalte Lötstellen sind Serie), der zweite Rear Verstärker des Concert-II Radios, der Lichtschalter war gebrochen, Scheibenwischergestänge "hin", die Kontakte des Positionswahlschalters fürs Schiebedach zicken und diverse Clipse haben sich bei u.a. Tausch von Fensterhebern verabschiedet. Ich glaub es ist keine einzige Verkleidung ungeöffnet weil was dahinter rappelte oder gleich ganz kaputt war. Obendrauf hab ich seit 70.000 km ein last- und drehzahlabhängiges Klappern im Armaturenbrett, das Geräusch ist nicht zu finden.

Kurz gefasst: Auch die Leute in Ingolstadt kochen nur mit Wasser. Und wie man einen Motor mit 93mm Hub (83 mm Bohrung, also eher Langhuber) durch Fünfventiltechnik auf 6500 Touren abstimmen kann und diesem dann noch ein kurzes Getriebe verpasst um Sportlichkeit vorzutäuschen - das müsste mir einer der Produktstrategen erklären. Das Ding könnte einen deutlich längeren fünften Gang bzw. lang übersetzten "Cruise" Gang vertragen, die anderen passen eigentlich gut.

100.000 km mit LPG

[GaryK]

Moin,

die 100.000 km auf LPG sind nun mehr als voll. Auffälligkeiten? Keine. Long Term Fuel Trims nahe bei Null und somit so gut wie es kaum besser geht.

Kurz gerechnet: Laut Spritmonitor hab ich 12.9l LPG verbraucht, was 10.8l auf Super entspricht. Einsparung bei typisch 71 Cent/l LPG (Mittelwert aller Betankungen) und 1.45€/l (Start)Benzin: 6500€ Brutto. Abzüglich 2600€ Umbaukosten sind das freundliche 4.000€ Differenz, die sich noch in meiner Tasche befinden statt in der vom Finanzminister oder einem der heißgeliebten 'hochdefizitären' Ölkonzerne.

Entjungfert. Und mittendrin statt nur dabei.

[GaryK]

Moin,

also - ich bin nun keine Jungfrau mehr. Nun ist es raus. Es hat $29 Jahre gedauert bis ichs das erste mal an den Ring geschafft habe. KO, aber happy um es kurz zu machen. Ganz großes Dankeschön an Dörr-Motorsport, Pirelli und Motor-Talk. Geiles Wochenende!

Langfassung: Letzte Woche kam ein Anruf. Motor-Talk war dran, ich hab gewonnen. Fand ich gut, nur die Frage "was?" kam spontan auf. Und die dumpfe Erinnerung, dass da sowas wie eine Verlosung war. VIP beim 24h Rennen an der Nordschleife, zu Gast bei Pirelli und Dörr-Motorsport beim McLaren Team. Äh ja. Ob ich Zeit hätte? Blöde Frage, das mit dem Urlaub war anfangs unsicher, aber dann zügig geklärt.

Willkommen in der EifelEndlich, es ist Freitag und ab zum Ring. Echtes Ringwetter, auf den letzten 50 km zwei fette Schauer, am Ziel 8/8tel Bewölkung. Fängt gut an, aber so solls gerüchteweise in der Eifel öfter sein. lauter VerrueckteRaeucherhuetteRund 150.000 Verrückte und ein paar Motor-Talk'ler mittendrin. Hab mich spontan wie zu Hause gefühlt. Naja, nicht ganz, diese seltsamen Pfeifchen aus der Räucherhütte stehen in meinem Heim nicht wirklich

Zur Begrüßung der frisch eingetroffenen VIPs kamen von einem britischen Rennen zwei Mercedes SLS im Formationsflug die Zielgerade hinunter. Die Dinger sind persers, man hat das spontane Bedürfnis in Deckung zu springen. Pervers laut und ein pervers geiler Klang, im Video ist ansatzweise der Unterschied zwischen "normalen" Motoren und dem Mercedes zu hören.

das-harte-leben-als-vipAls VIP hat man es am Ring nicht leicht. Setzt man sich in die Lounge und schlägt sich die Wampe voll, fährt man mit dem Shuttle irgendwo an die Strecke oder doch in die Box? Eigentlich ist der Überblick auf dem Tower viel besser. Und der Liegestuhl mit Ausblick auf die Schikane ist auch nicht zu verachten. Schwere Entscheidungen. Sehr schwere Entscheidungen.

Nummer69Bei Pirelli und McLaren standen ein paar der neuen MP4-12C zur allgemeinen Belustigung^Ansicht rum. Sehr nett anzuschauen, besonders die Pirelli Mädels daneben. Deren Fahrwerk war definitiv höher wie das des McLaren, womit der elegante Bogen zurück zum Thema geschafft ist. Gepflegte 5xx bis 6xx PS, je nach Ausbaustufe, dazu Pizzateller große Bremsen. Geld für die Türgriffe war nicht mehr vorhanden, dafür gibts in der Straßenversion viel gelochtes Leder und sehr nette Details. Ich wäre sehr gespannt, wie viele Prozent aller Käufer dessen Potenzial auch nur ansatzweise nutzen können.

PizzatellerFahrwerkdas-wichtigstepolnischer-wagenheberApropos VIP, als solcher versucht man nicht im Weg zu sein und hat trotzdem Zugang wie z.B. zum Montagezelt, wo diese Boliden auf das Rennen vorbereitet werden. Dörr Motorsport war mit sechs Fahrzeugen angetreten - zwei McLaren MP4-12C, einem Porsche GT3, einem Z4, einem M3 und nem niedlichen kleinen Seat Cupra, das Nesthäkchen. Dieser gefahren u.a. von Klaus Niedzwitz, der den "ewigen" Trainingsrekord auf der Nordschleife hält. Keine aktuellen Profis am Steuer, aber erwähnenswert 'schlechter' sind die garantiert nicht. Auch wenns so aussieht, die polnischen Wagenheber unter dem Leon waren nicht unfreiwillig

Nun zum spannenden Teil. Die Besichtigung der Boxen war klasse, einen im Renntrimm komplett ausgeräumten Porsche GT3 von innen zu sehen wirklich nett. Funktional um es positiv auszudrücken, Spaltmaße interessieren dort keinen.

Wetter StartDicht dranbeinahe MittendrinDas Wetter wurde deutlich besser, weit besser wie die Prognosen behauptet haben. Das Rennen wurde gestartet und genauso klasse wie das Wetter war es während des Rennens ab und zu in die Box zu schauen. Null auf 100% in Sekunden, auch wenn die Stops der Langstreckenrennen per Durchflussbegrenzung der Tankanlage eher gemütlich waren. Das gibt genug Zeit, den Fahrer nebst Reifen zu wechseln. Wir durften als Boxengäste sehr dicht dran und haben zugesehen, bloß nicht im Weg zu stehen. Noch dichter dran und wir hätten den Schlagschrauber selbst führen müssen. Diese blitzschnelle, aber dennoch konzentriert-kontrollierte Arbeit ist wirklich beeindruckend. Harakiri-Aktionen nach dem Motto "wird schon gutgehen" riskiert dort weder ein Mechaniker noch ein Fahrer.

Ach ja, die vor Stunden noch in Highheels rumstaksenden dauergrinsenden Gridgirls putzen im Arbeitsanzug nach dem Reifen- und Fahrerwechsel die Scheiben. Nein, keine wet T-Shirt Aktion. Das hätte die Fahrer zu sehr abgelenkt Übrigens waren das keine "gekauften" Models Typ GNTM mit IQ wie 10qm Feldweg im Hochsommer. Die arbeiten tatsächlich bei Pirelli und nicht als Dekoration der Chefetage oder am Empfang.

Das mit dem gemütlich kontrollierten Boxenaufenthalt erledigt sich, sobald ungeplante Stops kamen. Beide McLaren sind viel zu früh an die Box - der eine mit Bremsdruckproblemen und der andere einen Defekt am Gaspedal. Der Hechtsprung der Mechaniker über die Beifahrertür ins Auto unters Lenkrad war gerüchteweise sehr sehenswert.

Also, ein paar Worte zum Rennen. Alle drei eingesetzten McLaren von Gemballa Racing und Dörr Motorsport sind binnen Stunden ausgefallen. Zwei durch Unfälle beim Überholen langsamer Fahrzeuge total zerstört, der von Gemballa recht heftig. Spektakuläres Video hier , im TV sag das viel langsamer aus wie ein paar Meter neben der Strecke. Der nur leicht verunfallte zweite McLaren von Dörr war leider nicht zu bergen, damit war das Rennen auch für diesen zu Ende.

mantamanta-ueberholmanoeverDie "kleinen" Wagen hatten mehr Glück und sind gut durch das Rennen gekommen. Apropos Rennen, es gab einige spektakuläre Fahrzeuge. Mit Ausnahmegenehmigung startete u.a. ein Opel Manta 400. Stilecht nur mit Fuchsschwanz und sauschnell unterwegs. Leicht und deutlich über 200PS, auf dem Nürburgring ist das ein Wort. Das Teil hat am Pflanzgarten einen der langsameren Porsche 997 sehr artgerecht versägt. Am Ende gabs Platz 53 von 111 gewerteten Fahrzeugen. Beste Zeit war eine 10'11 min.

z4Apropos langsam, die Jungs waren durch die Bank weg nicht gerade langsam unterwegs. Der im Bild gezeigte Z4 mit der Startnummer 19 mit den Fahrern Jörg Müller / Dirk Müller / Uwe Alzen und Dirk Adorf hat eine 8,49 in den Asphalt gebrannt, die Werbung hat eine 8'19 versprochen. Aber: Mit komplettem GP Kurs und Anbindung nebst Verkehr, also fast 4 km MEHR. Übel schnell, das ist ein 172 km/h SCHNITT. Immerhin 152 km/h wenn die gesamten 24h betrachtet werden, mit allen Boxenstopps, Reparaturen und Nachtfahrten. Äh, ja. Da muss man lange für üben befürchte ich. Auf der Touri-Strecke schaffen viele Fahrer unter 10 min, allerdings für rund 21km. Im 24h Rennen mit Anbindung und GP Kurs sind das 25 km. In der gleichen Zeit wie ein ambitionierter Fahrer der Kategorie Jeremy Clarkson hat z.B. der Renn-Manta in der kleinen SP3 Klasse fast 4 km Vorsprung auf diesen herausgefahren!

Nacht in der EifelApropos Nachts, da kam das Rennen subjektiv am besten, leider nicht für die Taschenknipsen. Die Jungs und Mädels sind immerhin 10-15 Sekunden je Runde langsamer geworden. Diese Rücksicht auf die Bedingungen hat angesichts des Restlichts nicht gerade für scharfe Bilder gereicht.

sieginteressiert-nicht-alleSiegerphotoDörr kann mit dem Rennen übrigens zufrieden sein. Der M3 GT4 kam in seiner Klasse auf den 7. Platz (9'32 als schnellste Runde), Porsche GT3 CUP wurde in der Klasse SP7 fünfter mit deutlich schnelleren 8'53 min, der Seat Leon Supercopa schaffte es auf Platz 3 der Klasse (9'42 min) und Platz 1 in der Klasse der SP6 schaffte mit Startnummer 98 der Z4. Irre 9'12 als schnellste Runde, fast auf dem Niveau der GT3 CUP Porsches. Entsprechend war die Freude am Ende. Naja, nicht bei allen - die waren einfach nur müde.

thumbs-upThumbs up gabs unfreiwillig beim Piloten eines der verunfallten McLaren. Kahnbeinbruch und Gips nebst gedämpfter Stimmung. Apropos Stimmung, wenn Peter Posavac auftauchte wurde es garantiert nicht langweilig. Essener können feiern

wetter-endeZum Ende kam das Eifelwetter doch noch zurück. Wie im Hintergrund gut zu sehen hat es lokal wie aus Eimern geschüttet.

Mein Fazit: Geil wars. Wirklich geil.

Schaler Beigeschmack: Wie man allerdings an der Strecke über 400 Millionen Steuergelder verbuddeln kann, eine Achterbahn ohne Chance auf TÜV Abnahme baut .... Vibrationen sind bei Achterbahnen nämlich ne unerwartete Überraschung. Diese Vibrationen ans Fundament der Gebäude abgegeben rüttelt diese Fundamente erstaunlicherweise kaputt. Wer kann damit schon rechnen, also ohne ne Promotion in Schwingungstechnik ist das wohl unmöglich.

Aber den Fans angesichts der ganzen Millionen für "Center" und Tribünen am Ende nicht mal Videoleinwände für ein live-Bild und Überblick über das Renngeschehen zu gönnen ist wirklich arm. Mein herzlicher Dank an die beteiligten Politiker. Mögen diese bis zu den Knien im Matsch stehen und außer einem Streckensprecher keine amtliche Info bekommen was gerade los ist.

OBD2, Bluetooth und ein Smartphone oder "Was sind eigentlich Fuel Trims?"

[GaryK]

Nachdem ich seit einigen Wochen bereits mit meinem Smartphone (Nokia S60R5) und OBD2 Spass hab, möchte ich euch diesen nicht vorenthalten. Zutaten: Smartphone, OBDSCOPE für recht exakt 10€ und ein Bluetooth Adapter aus China mit ELM Chipsatz (bzw. dessen PIC Kopie, nur der Vollständigkeit halber) für etwa 30€ incl. Versand. Sinn und Zweck der Übung: Dem Steuergerät während der Fahrt über die Schulter schauen. Wer einen Wagen vor 2000 (Benziner) bzw. 2004 (Diesel) hat, der sollte unbedingt schauen ob sein Fahrzeug OBD2 unterstützt. Besitzer älterer Fahrzeuge haben leider verloren. Bei Euro-4 ist OBD2 recht sicher verfügbar.

Edit JUN-2014: Wer Youtube gucken mag - https://www.youtube.com/watch?v=5WnM_NsOtd8 .. achtung, das sind alleine Video-Tutorials von etwa 20 min bis hin zu einer Stunde aufwärts, dieses nur als Beispiel. Daher ist dieser Artikel ein "Kondensat" und hat keinesfalls Anspruch auf irgendeine Vollständigkeit

mainmenu messwerte Nach dem Bluetooth Pairing sieht das ganze so aus wie nebenan gezeigt. Idealerweise sieht man "verbunden", ob Trouble Codes gespeichert sind und ob die MKL an ist. Ok, das würde man auch ohne Blauzahn sehen. Man kann nun zu den Messwerten gehen und schauen, was einem alles angeboten wird. Das schwankt von Fahrzeug zu Fahrzeug, nicht überall sind alle Werte verfügbar.

Die Adaptionswerte bzw. "Fuel Trims" als hochinteressante Live-Daten sind Korrekturwerte zwischen der vom Hersteller als Referenz erwarteten Einspritzdauer/Kraftstoffmenge, die das Steuergerät aus den Messdaten des Luftmassenmessers, der Ansauglufttemperatur und Drosselklappenstellung (neben anderen Werten) erwartet und der Dauer, die nach Messung der Lambdasonde über den Regelkreis am Ende effektiv erforderlich wurde. Idealerweise ist diese Korrektur Null. Praktisch schwanken alle Motoren etwas, die Düsen sind nicht perfekt im Bohrungsdurchmesser und auch der Luftmassenmesser hat eine kleine Mess-Unsicherheit. Praktisch liegen diese Langzeitwerte im tief einstelligen Prozentbereich. Positive Werte: Es muss länger eingespritzt werden wie erwartet, negative bedeuten dass verkürzt werden musste. Diese grundlegenden Korrekturen werden in der Langzeit-Korrektur gespeichert, diese ist "immer" anwendbar.

Die Kurzzeitwerte oder "Short Term Fuel Trims" sind eine Kurzzeitkorrektur (Überraschung!) und beinhalten zumindest bei meinem Audi die (gewollte) Schwingung der Lambdaregelung. Durch das relativ lange Abtastintervall dieses OBD2-Systems kann man nicht jeden Wert messtechnisch mitbekommen. Wichtig ist etwa die Mitte dieser Schwingung zu erwischen. Auch diese sollte im einstelligen Prozentbereich liegen und sich nicht nennenswert lastabhängig verschieben. Kurzzeitige Abweichungen im zweistelligen Prozentbereich sind auch unter Benzin nicht unnormal. Deswegen immer gucken, was das Auto bei diesem Zustand im Benzinbetrieb macht und obs unter LPG nennenswert abweicht.

Deutlich weglaufende Adaptionswerte sind ein Hinweis auf ein kommendes Problem. Eine sterbende Benzinpumpe bzw. versiffte Filter / Düsen sorgen für zu wenig Druck vor der Einspritzanlage (bzw. unter Last wegbrechenden Druck) und damit gibts über die Lambdakorrektur auf einmal positive Adaptionswerte - es muss länger eingespritzt werden. Bei Falschluft durch Undichtigkeiten im Ansaugtrakt bzw. vor der Lambdasonde laufen diese Werte ebenfalls nach oben, denn es wird bei Saugern am Ende zu viel Sauerstoff gemessen, der kompensiert werden will. Bei Leckagen im Turbobereich sind durch Luftverluste auch negative Adaptionswerte möglich. In diesem Fall kommen von z.B. gemessenen 150g/s Luft nur 120 g/s im Brennraum an. Der eingespritzte Kraftstoff war zu viel, es muss weniger werden - die Einspritzzeiten werden verkürzt, Trims werden stark negativ. Wenn beim Sauger zum Beispiel das Tankentlüftungsventil (geht zum Ansaugtrakt) nicht richtig schließt, gehen die Dämpfe aus dem Tank auch in den Ansaugtrakt, dann laufen die Werte nahe Leerlauf (höchster Unterdruck) ggf. deutlich ins Minus.

livescreen-1 Man kann sich nun eine einzelne Anzeige als Vollbild-Display holen oder wie ich es im folgenden gemacht habe deren sieben auf einen Streich. Als Saug-V6 Fahrer hab ich zwei unabhängige Bänke und daher kann man sich die Lanzeit- und Kurzzeit-Adaptionswerte beider Bänke auf den Schirm holen. Dazu fand ich das Lambda der beiden Bänke ganz interessant, vor allem da mein Wagen eine Breitband-Sonde verbaut hat. Man sieht also sehr gut wann wie sehr angefettet wird um die Abgastemperatur im Griff zu halten. Wenn lambda=1 verlassen wird ist zudem die Reinigungsleistung des Katalysators im Eimer, ab diesem Zeitpunkt mutiert jeder Benziner zur "Drecksau". Nicht ganz so schlimm wie die Diesel mit Sommersmogrelevanten NOx Emissionen, aber Kohlenmonoxid und unverbrannte Kohlenwasserstoffe müssen auch nicht unbedingt sein. Bei LPG/Erdgas sind zumindest die Kohlenwasserstoffe leidlich harmlos.

livescreen-3 Auf dem Hauptdisplay (als große Zahl, Chart mit MIN/MAX Speicher bzw. als Balken-Diagramm) kann jeder sich Parameter wie Zündzeitpunkt, GPS Geschwindigkeit (falls verfügbar), Geschwindigkeit wie OBD2, Motortemperatur und andere Werte holen. Jederzeit kann einer der "kleinen" Werte aus der rechten Hälfte mit dem Finger ins große linke Feld gezogen werden um sich dort z.B. den zeitlichen Verlauf anzusehen. Min/Max Werte der Charts sind editierbar um eine bessere Höhen-Auflösung zu bekommen. Bei manchen Werten kann man auch zwischen verschiedenen Einheiten umschalten. Beim Verbrauch zwischen l/h, l/100km und km/l. Beim Lamba steht das "Lambda", das "A/F Ratio" und das Equivalence Ratio Phi (Fuel/Air) zur Verfügung, die Geschwindigkeit kann in m/s, km/h und mph angezeigt werden.

Wozu ist das ganze gut? Als Gasfahrer kann man nun live Adaptionswerte bestaunen und gucken, ob diese beim Umschalten von Gas zurück auf Benzin auf einmal einen Wanderpokal gewinnen wollen. Dies ist neben völlig kaputten Langzeit-Trimwerten ein gutes Anzeichen einer lausigen Abstimmung. Zudem lässt sich kontrollieren, ob sich die Adaptionswerte bei Gas anders verhalten wie bei Benzin. Ja, die schwanken und nein, die sollten nicht ganz woanders liegen. Bei meinem liegen diese Langfrist-Werte durchaus im Bereich +/-5%, das ist also völlig ok. Bei Volllast durch eine tendenziell leichte Schutzanfettung etwas im negativen, im Normalfall irgendwo stabil bei +/-3%. Die leichte Abweichung der Bänke untereinander hab ich übrigens auch unter Benzin. Im Zweifel bitte schauen, was der Wagen auf Benzin macht bevor man panisch den nächsten Umrüster beleiert und ihm Pfusch unterstellt. Wenn man allerdings je nach Last satt zweistellige Trimwerte hat, so kann man mittels Screenshot bzw. Datenlog sehr gut zeigen wo die Abstimmung suboptimal ist und seinem Umrüster aufs Dach steigen. Beim Spruch "da muss sich das Steuergerät noch einlernen" ist physische Gewalt allerdings angezeigt. Aufgabe der Abstimmung ist es, dass es eben keinen nennenswerten Unterschied zwischen Gas- und Benzinbetrieb gibt. Hier trennt sich die Spreu vom Weizen. Sollte das Steuergerät der Gasanlage ans OBD System angeschlossen sein (wie manche Öcotec, KME) ist der Diagnose-Port übrigens blockiert, dann ists nix mit "auslesen". Ein guter Grund diese Art der Anbindung einer Gasanlage zu unterlassen.

Weiterhin kann man die Umschalttemperatur unter Gas mit der Motortemperatur vergleichen. Ein Thermofühler, der mehr den Fahrtwind wie das Kühlwasser misst, wird im Winter zu unnötig langen Umschaltzeiten führen. Wer den Motor auf 60° hat und noch nicht auf Gas fährt, der hat in der Regel einen Fehler in der Verdampfereinbindung bzw. Temperaturmessung.

Was kann man noch? Man kann z.B. die echte Motortemperatur bestaunen und nicht das "ich zeig dir 90°C, also alles ok" im Kombiinstrument. Dies kann man nutzen um z.b. einen hängenden Thermostaten etwas früher zu sehen wie eigentlich üblich. Apropos üblich, die übliche Tachovoreilung lässt sich auch ermitteln. So ist z.B. die von den ABS Sensoren abgeleitete Geschwindigkeit wesentlich dichter an der GPS gemessenen Geschwindigkeit wie die auf dem Tacho angezeigte. Bei meinem Nokia mit internem GPS kann man sich auch GPS gegen OBD Geschwindigkeit auf den Schirm holen. Über 10 km/h Voreilung sind nicht zwingend eine Meßungenauigkeit, das ist bei Audis dieser Baujahre "Absicht". So darf man sich nicht wundern wie sparsam und schnell der Wagen ist, wenn man real rund 10 km/h langsamer fährt wie vermutet. Tacho 250 zu GPS gemessenen 238 würden real immerhin einem Leistungsunterschied von (250/238)^3 und damit 15% entsprechen! Die Luftmasse lügt weniger, meistens streuen Sauger deutlich nach unten. Meinem dürften nach 150.000 km bereits 10% zur Nennleistung fehlen.

livescreen-2 Apropos Luftmasse (162g, siehe nebenstehendes Bild), diese Software bietet auch eine Leistungsmessung an. Allerdings ist diese bei meinem A4 ziemlich für die Füße. Die aus wahrscheinlich der Luftmasse und dem Lambda abgeschätzten Newtonmeter (stehen für Neugierige auch als Live Daten incl. Chart zur Verfügung) und die aus diesem Drehmoment wiederum abgeleitete momentane Motorleistung passt bei meinem Audi nicht wirklich, diese Werte sind deutlich zu niedrig.

Wahrscheinlich liegt das daran, dass meiner keinen MAP Druck bereitstellt und als Fünfventiler einen höheren Druck im Ansaugtrakt bereitstellt wie der interne Schätzwert des OBDScopes für den statistisch zu erwartenden Vierventiler vermutet. Wer einen Turbo nebst MAP Sensor sein eigen nennt, der wird hier hoffentlich sinnvollere Werte ermitteln können - sofern diese per OBD2 exportiert werden. Der Luftmengenmesser spuckt bei mir bis zu 170 g/s als Maximalwert aus, was für 220PS und 150.000 km noch akzeptabel ist. Auf dem Screen sieht man zum Zeitpunkt des Screenshots 162 g/s, das war ca. bei 6000 UPM knapp vorher. Das Lambda dort ist mit knapp über 0.82 reichlich "fett", auf beiden Bänken quasi gleich, passt also, bin erfreut. Weniger erfreulich ist der Momentanverbrauch, der lag bei etwa 33l / 100km.

Zudem lässt sich gut messen, ob der Massen-Sensor noch alle "Nadeln an der Tanne" hat. Mit falschen Luftmassenwerten sind die TRIM Werte beim Benziner meistens auch für die Füße bzw. die Luftmasse steigt trotz steigender Drehzahl nicht mehr weiter an. Das im Fehlerfall prophylaktische "wir wechseln mal den LMM" für rund 150€ kann man sich ggf. schenken. Alleine hierdurch rechnet sich das OBD Scope ziemlich gut.

OBDScope unterstützt auch eine Loggingfunktion. Wer mag kann also fahren, den Wagen ein paar mal hochscheuchen und hinterher in ruhe gucken, was beim Luftmengenmesser maximal durchgegangen ist bzw. wie warm der Motor so wird. Das ist vor allem interessant, wenn der Wagen ab und zu etwas zickt. Mehr wie "um wieviel Uhr war das Gezicke" braucht man sich dann nicht zu merken. Ein "Freundlicher" wird bei diesem Engagement nicht erbaut sein, aber eine leidlich detaillierte Fehlerbeschreibung nebst OBD2 Logdaten spart bzw. verkürzt ggf. eine Meßfahrt bzw. sensibilisiert diesen Spezialisten für bestimmte Phänomene.

Mein fazit: Thumbs up. Das Ding hier kann einen preiswerten OBD2-Reader wie den Creader-V nicht ersetzen. Diese China-Teile sind bei der Kommunikation laut Web ziemlich "Glückssache", während die Handhelds wie Creader recht zuverlässig Kommunikation aufbauen können. Aber das Teil ist ein sehr nettes Gimmick und ergänzt sich prima mit einem Standalone-Gerät. Schön ist, dass man OBD Scope als Testinstallation eine Woche ab Installationszeitpunkt nutzen kann. Sollte der China-Kram also nicht am eigenen Auto gehen, so hat man wenigstens die paar Euro für die Software gespart.