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Wie sieht denn jetzt die Energiebilanz der E-Autos aus?

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szenario-1

Hallo,

als Nachfolger zu dem "Wirkungsgrade im Vergleich" jetzt mal zur Bilanz des Lebenszykluses. Bekanntlich ist die Produktion der E-Autos aufgrund des hohen Energieverbrauches bei der Akkuherstellung ein häufig geäußerter Punkt, wenn es bei Diskussionen um dieses Thema geht. Meist dreht sich die Diskussion ja auch eher um den Betrieb und anhand dessen werden vielfach Einparpotentiale genannt die auch gerne mal bis Faktor 6 (also 83%) gehen. Um das Thema aber mal etwas besser abschätzen zu können hab mal versucht den Energiebdarf von Produktion bis zur Fahrt zum Schrottplatz.

Zunächst mal die Eingangsdaten:

Für die Produktion einen Autos finde ich Werte um die 20000kWh für ein Kompaktfahrzeug mit Verbrennungsmotor

https://de.wikipedia.org/wiki/Graue_Energie

(Wobei ich mich frage was ein VW Golf A3 gegen ein Golf A4 ist)

Darin ist einmal das Auto selbst, welches ich mal mit 15MWh annehme und dem Motor den ich mal mit 3MWh für einen einfachen Basisbenziner und 5MWh für einen aufwändigeren aktuellen Motor nehme.

Den E-Motor nehme ich mal ebenfalls mit 3000kWh an. (weniger Teile heißen nicht zwangsläufig weniger Energie!)

Für die Produktion der Akus finden sich im Netz leider meist CO2 Angaben hinter denen ein unbekannter Faktor CO2/kWh steht!

Nach langer Suche nehme ich 250kWh/KWh Kapazität an:

https://sedl.at/Elektroauto/Lithium-Akkus/Graue_Energie

Darin ist die ganze Kette enthalten. Recycling wurde nicht betrachtet, dafür scheint aber auch nicht gefragt worden sein, wo der elektrische Strom für die Produktion herkommt.

Die WTW Wirkungsgrade sind Abschätzungen die auf meinen vorherigem Artikel beruhen.

Nun habe ich mir eine Excel Datei gebaut um an den variablem Parametern spielen zu können. Die Diagramme sehen folgendermaßen aus:

X-Ache: gefahrene kilometer

Y-Achse 1: Energieeinsparung in % (durchgezogenen Linie)

Y Achse 2: minimale Ladezyklen (gestrichelete Linien)

gelber Kasten: Abschätzung, wann das Fahrzeug 15-20Jahre alt wird (Batterie hat max Lebenszeit erreicht, Weiterverwendung als Speicher fraglich, aber auch der Rest vom Auto wird langsam marode bzw Reperaturaufwand steigt)

Ich hab mal ein paar Szenarien duchgespielt und möchte diese kurz erläutern

Fangen wir mal an mit einem Kleinwagen für die Stadt/etwas Überland. Der Verbrenner ist ein kleiner Basisbenziner.

Der Wirkungsgrad des E-Auto selbst nehme ich mit 80% an um Stop&Go zu berücksichtigen und zudem nehme ich jetzt mal an das Auto wird immer Effizient mit Ökostrom beladen (wäre in Norwegen vielleicht sogar denkbar).

Aufgrund der i.d.R eher geringen Fahreleistungen wird hier das Alter der begrenzende Faktor. Die Ladezyklen sind auch bei für diesen Zweck passenden 28kWh Akku (Hyundai IONIQ) unkritisch. Hiermit lassen sich durchaus realistisch Einsparungen bis Faktor 2, also 50% erreichen. Allerdings sieht man am 2. Akku, bei großem Akku kommen evtl nur noch unter 20% raus, was schon arg mau wäre.

Jetzt (Szenario 2) nehmen wir mal als Grundlage für die Rechnung unser (Netto)Strommix.

Man sieht, das die Kurve deutlich sinkt,beim großen Akku wird u.U. schon knapp überhaupt in den positiven Bereich zu kommen.

In Szenario 3 wird der Verbrenner durch einen Hybrid ersetzt (z.B. Yaris). Der Produktionsaufwand dafür steigt natürlich, aber bei diesem Profil lässt sich eine deutlich Steigerung des Wirkungsgrades erreichen. Damit fällt es dann sogar beim kleinen Akku schwer in den positiven Bereich zu kommen.

Das Szenario, laden mit Kohlestrom, das ich derzeit in D für am nächsten der Realität betrachte, lass ich mal weg, das Ergebnis kann man sich denken.

Szenario 4 soll mal den Langstreckenpendler wie mich darstellen. Also balente sparsame Fahrweise, wenig Stadt, viel Überland und AB. Der kleine Akku ist auf 50kWh angewachsen um eine einigermaßen akzeptable Reichweit zu garantieren. Strom kommt aus dem Mix, Der Wirkungsgrad des E-Auto wird aber wegen der geringeren Rekupation etwas steigen.

Aber auch hier, Einsparpotential eher mau.

Szenario 5 soll mal meine Einschätzung für die Zukunft sein, wenn der Verbrenner und auch das E-Auto ausgereizt, was da realitisch erreichbar wäre. Aber auch hier lässt sich kaum mehr als 25 Prozent Benefit erwarten!

Man könnte jetzt noch reichlich Szenarien durchrechnen (z.B. E-Autos aus Kohlestromland China) aber ich denke auch so ist es schon relativ klar, das das Einsparpotential stark von der Nutzung und dem Vergleichspartnern abhängt. Sicher kommt fast immer ein Benefit für das BEV raus, aber viele Nebenverluste (Heizen im Winter, Stand-By Verluste der Autos und Infrastruktur, Zusatzladeverluste für Laternenparker, Reboundeffekte usw.) sind hier noch nicht berücksichtigt so das die real zu erwartende Ersparnis noch kleiner ist. Die Frage, die sich an der Stelle stellt ist, lohnt der Aufwand (Investition) in Relation zum Nutzen? Ich würde für Deutschland behaupten: Meist nein!

Klar, für den klassischen Zweitwagen, der nur wenig bewegt wird und das hauptsächlich in der STadt würde sich ggü einem reinen Verbrenner schon ein ordentlicher Einspareffekt erzielen, ggü einem Hybrid sieht das dann schon etwas anders aus.

Für die Langstrecke, insbesondere Fernverkehr, sehe ich hingegen kein Einsparpotential, das einen solchen Invest rechtfertigt. Eineseits ist die Effizienz durch Schnellader (die auch noch den Akku schädigen) und Zwischenpuffer herabgesenkt und zweites wäre genau hierfür eine große Investition notwendig (https://www.fool.de/.../ 200k$ für eine Ladestation!). Und ganz an die Flexibilität des Verbrenners käme das BEV immer noch nicht ran.

Wie immer, wenn da jemand genauere Daten hat immer her damit! Vieles lässt sich leider nur schätzen und je besser die Eingangsdaten desto höher die Wahrscheinlichkeit des Ergebnisses.

[mozartschwarz]

Es finden sich durchaus andere Studien dazu:

https://www.n-tv.de/.../...os-sind-kein-Schwindel-article20984374.html

[LtLTSmash]

Klar, je nach Eingangsdaten und Annahmen kann man von Weltuntergang zu Weltrettung alles ermitteln. Deswegen gibt es ja zu einem Thema auch meist zig Studien. Und schon in den ersten Zeilen kann man das ja lesen. Frauenhofer rechnet mit den aktuellen 30 kWh, Ifo mit 75kWh. Frage, was wird wohl auf Dauer realistischer sein, bzw. wo liegt der Trend? größere Akkus oder konstante Kapazität?

Das lustige ist dann, das diese Annahme von konstanten Faktoren obwohl der Trend was anderes zeigt, im zweiten Kritikpunkt angeprangert wird, da der Strommix ja stetig besser werden (das natürlich auch der Verbrauch der Verbrenner stetig besser wird wird scheinbar wieder ignoriert?). würde. Gut, wenn man unbedingt E-Autos will und einem der Gesamtaustoß egal ist kann man natürlich den bisherigen EE Anteil der anderen Verbraucher verringern um es den E-Auto zuzurechenen damit man in Summe ggü einem Verbrenner vielleicht etwas besser aussieht, der Gesamtaustoß wird aber steigen, weil Toaster, Waschmaschine & Co (und ggf auch die Produktion des E-Autos) rechnerisch dreckiger wird. Dieser Aspekt wird verständlicherweise ignoriert. E-Auto produzieren kein EE, sie benötigen Energie und der Strommix wird folglich schlechter, ist leider so. Aber egal, ich weiß das du auf dem Ohr taub bist, also glaub einfach was du meinst, Hauptsache es jammert nachher keiner rum das man das wohl nicht ahnen konnte.

[mozartschwarz]

Ich würde davon ausgehen das die Akkuentwicklung noch deutliche Fortschritte macht.

Klar sollte aber sein das E-Gas und Wasserstoff die höheren Hürden haben. Bestenfalls Nischen gut bedienen können.

[LtLTSmash]

Sehe ich nicht so, gerade da wo die meisten km geschrubbt werden der Wirkungsgradvorteil der E-Mobilität am geringsten ist. Wie der technische Fortschritt sich entwickelt ist natürlich schwer vorherzusagen und kann natürlich Lösungen ganz anders aussehen lassen. Wenn Exxon z.B. sein Algen für eine guten Preis hinbekommt, gibt es keinen Grund überhaupt noch an E-Mobile zu denken.

[mozartschwarz]

Der Verbrenner wird urban immer mehr als Problem in den Fokus rücken. Da hilft anderer Treibstoff auch nicht allumfänglich. Gary hat schon nicht unrecht wenn er den Plug in Hybriden da als Zukunft sieht. Steht ja auch in dem Artikel...

Aktuell halte ich jedenfalls 0,0 von Wasserstoff und seinen weiterführenden Produkten. Schlicht weil der Strom für die emensen Verluste nicht da ist, nicht aus regenerativen Quellen und nicht dort wo die Anlagen sind....

Ändern kann sich da noch vieles, die nächsten Jahre...

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Wasserstoff wäre eh nicht sinnvoll, das auch hierfür die komplette Infrastruktur fehlt. Wenn dann CH4, da ist Prinzipiell alles da und natürliche CH4 Quellen gibt es auch. Der Wirkungsgrad ist nur ein Faktor. Wenn ich das gleiche erreichen kann für die Hälfte an Geld, was juckt mich dann ein nominelle geringerer Wirkungsgrad? Aber ich glaub eh nicht das der Unterschied so signifikant ist, wenn die Flexibilität nicht eingeschränkt werden soll.

[mozartschwarz]

Das waren die weiterführenden Produkte... Synthetisches Methan basiert erstmal auf Wasserstoffherstellung, genau wie sämtliche anderen Sunfuels oder wie der Kram noch so heißt.... Die Wasserstoffherstellung ist aber derart Energieintensiv das am Ende bestenfalls 10-15% am Rad landen. Im Gegensatz zu den 70-80% bei den E-Fahrzeugen...

Ich weiß ja das du gern die Abwärme einrechnen möchtest, nur wird man die nicht immer wirklich sinnvoll und zu 100% nutzen können. Selbst wenn hätte man aber immertnoch die ersten 30% Verlust bei der Herstellung des Wasserstoffs... Solang also nicht immer und zu jeder Zeit Strom im Überfluss vorhanden ist bringt das nicht viel...

[LtLTSmash]

70-80% bei E-Fahrzeugen ist eine Best Case Betrachtung die wenig realistisch ist. Schon ein Supercharger allein verursacht gut und gerne 30% Verlust, laden an der Straße im Winter liegt schon bei normalen Ladeströmen da, aber da verweise ich gerne auf meine anderen Artikel.

Und was die Abwärme angeht, ich persönliche berechne die nicht ein sondern das KIT behaupte damit einen Prozesswirkungsgrad von 76% erreicht zu haben und geht davon aus, das man realistisch 80, evtl. sogar mehr erreichen kann. Die Abwärme wird zur Verbesserung der Effizienz der Wasserstoffelektrolyse verwendet und nicht wie bei KWK als Fernwärme eingerechnet. Wäre dem so, wäre der Einwand berechtigt. Den Wirkungsgrad der Hochtemperaturelektrolyse haben auch andere gezeigt:

https://www.ee-news.ch/.../...olyse-mit-solarthermisch-erzeugtem-dampf

Wobei hie die notwendige Wärme aus Solarthemie bezogen wird und der Gesamtwirkungsgrad natürlich hinterfragt werden muss. Hier kommt die Wärme aber aus der Methanisierung, die nun mal exotherm ist (was ja der Verlust ist)

und eben zurückgeführt wird und die Elektrolyse effiziente macht.

Auch diese Quelle gibt das an:

https://www.energie-lexikon.info/methanisierung.html

Jetzt haben wir also 3 Quellen, die im Prinzip alle sagen, dass das was das KIT macht plausibel ist, nur einer behauptet geht nicht. Sorry das ich dann wohl eher denen glaube, zumal die Story ja auch schlüssig ist.

Ob die 80% + dann am Ende wirklich immer erreicht werden oder inwieweit das Hoch und runterfahren diese am Ende wieder verschlechtert bleibt sicher noch ein offenen Punkt und muss man abwarten.

Zudem kommt Methan eben nicht nur aus Wassertoffelektrolyse, dies lässt sich leicht zumischen (ginge bei Wasserstoff schon nicht mehr.

[mozartschwarz]

Jo und wenn du den Artikel zu der Anlage liest findest du den Fehler... Ausserdem ist da die Energie noch nicht am Rad. Macht nochmal 60-70% Verlust beim Verbrenner.

Also selbst wenn man synthetisches Methan mit 80% Wirkungsgrad herstellen könnte, was definitiv und auch nach deinen Quellen eher nicht möglich ist, hast du am Ende nur 15-20% der einstigen Energie am Rad... Da dürfte verheizen mehr bringen...

Du neigst dazu das eine schlecht zu reden um das andere besser aussehen zu lassen. 80% wären Optimum, nicht 70. Der Supercharger darf nicht die Regel sein, bringt das Netz garnicht...

[LtLTSmash]

Dann teil mir den Fehler doch einfach mit. Aber stimmt, die Energie ist dann noch nicht am Rad und aktuell wirst du mit den 60-70% recht haben, ist aber ja nicht in Stein gemeißelt und bei weitem nicht Systemgrenze. Dafür gewinnst du Flexibilität und sparst dir ganz viel Geld. Und die Ladeverluste des Supercharger sind ja nur ein Punkt, wobei ich mir kaum vorstellen kann wie das bei manchen Profilen nicht der Standard sein soll. Laden bei kälte ist kaum besser und die wenigsten haben ein beheizte Garage wo sie ganz langsam ihr Auto laden können. Die Heizung benötigt auch viel mehr Energie, Selbstentladung (Tesla gibt 1% pro Tag an!) , da sind noch ganz viele kaum abschätzbare Posten. Und damit muss dann der Produktionsaufwand erst mal reingeholt werden. Aber das hab ich ja oben vorgerechnet und ich schätze die Ersparnis i.d.R. in keiner Relation zu den Kosten ein, gerade wenn PtG auch für die Energiewende eingesetzt wird. Leider wird gerade Silodenken von der Polotik veorgeschrieben, aber eigentlich sollten die Sektoren an einem Gesamtkomnzept arbeiten.

[mozartschwarz]

Das von idealisierten Bedingungen ausgegangen wird. Das von erreichbaren Wirkungsgraden die Rede ist, die aber nicht erreicht werden... Mit meinen 80% bin ich dir aber sogar bis zu deren Idealbild entgegengekommen..

Meinst du ernsthaft das man den Wirkungsgrad eines Verbrenners noch deutlichst steigern kann? Selbst bei Hochoktan Methan im Atkinson Motor wäre ich da nicht übereuphorisch. Vielleicht 50% bei einem Hybrid ala Prius. Vergeigst du immernoch 60% der Energie bis ans Rad...

Ich sag ja nicht das es das nicht geben wird. Sinnig ist es aber nur in der Nische. Besagten Prius als Plug-in z.B... Haupttreibstoff ist dann Strom aus der Dose, auf der Langstrecke halt CNG. Aus welcher Quelle mal aussen vor...

[LtLTSmash]

Na die Aussage im ideal sind 85%, erreicht hat Helmeth in einer kleinen Anlage 76% und geht davon aus 80% im großen Maßstab zu realisieren. Was da am Ende wirklich rauskommt weiß ich natürlich nicht, aber wenn es über 70 sind, dann istdas ein gutes Ergebnis das ja anderweitige Vorteile bietet, welche eine schlechtere Effizinz rechtfertigen können.

Und zum Verbrenner selbst, der Wirkungsgrad des Verbrenner selbst wird keine 60% erreichen, das stimmt, aber beim GUD erreicht ja auch nicht die Turbine oder die Dampfmaschine die 60% sondern erst die Kombination. Es gibt durchaus schon Lösungen wie den Turbosteamer von BMW, das System hat halt derzeit nur 2 Probleme, es kostest Geld und kann seinen Vorteil im WLTP nicht wirklich zeigen. Bei der richtigem Fahrprofil (Langstrecke und Hochlast, das betrifft als primär den Fernverkehr, aber auch ein Teil der PKW, insbesondere die, die km machen) bin ich mir sicher das da auch mal 60% erreicht werden können, vielleicht sogar mehr wenn Mazda Erfolg haben sollte und schon beim Motor selbst 56% schafft.

https://www.motor-talk.de/.../...-sauber-wie-ein-e-mobil-t6257269.html

Das wird natürlich nicht bei allen Autos passen, aber wenn man auch ansonsten mit guter Hybridsierung bei 40% landet muss ein E-Auto schon schauen nicht zuviel Zusatzverluste zu haben um nicht ins Hintertreffen zu gelangen. Und ohne odrentlichen Benefit ehe ich keinen Grund irgendwelche größen Investitionen in eine Infratsrtuktur gutzuheißen. Die BEVs werden stellen zwar richtig eingestezt sicher eine Möglichkeit dar gewisse Verbrenner sinnvoll zu ersetzen, und rein zahlenmäßig vermutlich auch nicht wenige, aber das sind i.d.R. Wenigfahrer. Sinnvoll wäre es erst mal die ganzen kleinmotoren durch E-zu ersetzen, also Roller und Co, da hier selbst mit Kohlestrom ein Benefit zu erwarten ist und keine große Infrastruktur nötig ist, aber über PKWs braucht man jetzt noch nicht groß nachdenken sondern erst mal wie man saubere EE produzieren und dem Bedarf entsprechend zur Verfügung stellen kann. Daraus ergibt sich dann die optimale Lösung für die Verkehrswende.

[mozartschwarz]

Aber nicht bis zum Methan mit über 80%, daß sind eher feuchte Träume. Selbst die 80 glaub ich nicht. Ist wie mit den 120% Wirkungsgrad bei Brennwertheizungen, nett fürs Papier... Schöngerechneter physikalisch unmöglicher Blödsinn. Ich geh da eher von 60% aus... Wie auch immer, der Verlust bis zum Rad ist zu groß, dafür haben wir den Strom garnicht... Schon garnicht überschüssigen erneuerbaren Strom, wie die Audiwerbung zu versprechen sucht... Brauch also auch dafür die Infrastruktur... Das Gasnetz allein reicht wohl eher nicht.. Mal von existentem Biomethan das verstromt wird ganz zu schweigen...

Ich geb dir aber recht das es spannend bleibt. Wirklich deutlich bessere Wirkungsgrade kriegt man nurnoch mit Maschinen hin, die nur im idealen Betriebspunkt laufen. Die können letztlich aber nur Generatoren betreiben oder brauchen sehr aufwendige Getriebe bzw Antriebsstränge.. Bin ich wieder beim Plug-in Hybrid als eierlegende Wollmilchsau... Die sind auch heute schon eine durchaus gute Lösung. Reine E-Autos im großen Stil brauchen ein weit bessere Infrastruktur, auch klar. Die muß und wird auch kommen, auch wegen den Erneuerbaren, egal was man von denen hält.

[LtLTSmash]

Wir warten es einfach mal ab ob das KIT lügt bzw. sich irrt oder recht behält. Das mit der Brennwertheizung ist ubrings kein physikalisch unmöglicher Blödsinn sondern formal völlig korrekt, bzw. wenn das müsste man eigentlich richtigerweise die alten Werte runterrechnen, Es gibt ja 2 Heizwerte, einmal den unteren der klassischerweise benutzt wird und beschreibt wieviel Wärme direkt bei der Verbrennung frei wird und den oberen Heiwert. Bei dem kommt noch die Wärme hinzu, die beim Kondensieren des Wasserdampfs, der bei der Verbrennung entsteht, frei wird. Das die nueren Heizungen auch diesen teilweise nutzen können kommt es zu diesen auf den ersten Blick falschen Werte. Aber es ist auch ein gutes Beispiel, das in der Technik auch nicht alles immer so eindeutig ist und man aufpassen muss, über was genau man redet.

Ob die Strommenge wirklich ein begrenzender Faktor bei der PtG Frage ist galube ich nicht. Bei energy charts kann man sich ja jetzt schon ansehen wie die EE Erträge schwanken und daran wird der EE AUsbau erst mal nix änderen. Es sind also riesige Strommengen zu Puffern, und das Pumspeicher in D Flachfallen und Batteriewerke in der benötigten Kapazität Kosten in Billionehöhe bedeuten bleibt PtG die bes Option aus meiner Sicht, Das Erdgasnetz hat, je nach Quelle ein Kapazität um den Energieverbrauch 1-3 Monate zu decken,, wenn ich mich recht erinnere. Ich denke das das ist schon mal ein guter Start. Wenn mehr Speicher nötig sein sollten lassen die sich aber auch recht kostengünstig dazubauen.

Und bei den Wirkungsgraden, mal schauen was da geht. Ich glaube nicht das der ideale Bereich so eng ist. Bislang gibt es dazu ja nur recht wenig öffentlich zugängliches Material, sicher zu wenig um jetzt eine wirklich fundierte Abschätzung zu machen. Ich gehe zwar davon aus, das diese Motoren dann tatsächlich Hybride wären, da der Übertrag der Dampmaschine direkt auf die Kubelwelle vermutlich auch nicht ganz einfach ist und ein E-Motor da sicher leichter zu integrieren ist. Da ich jetzt aber mal annehme, das keine großen Akkus benötigt werden (und auch nicht sollten da das ja kontraproduktiv wäre) ist die Frage was so ein Plug-In bringen soll. Gut, ich weiß nicht wie aufwändig die Intergration des Ladesystems ist. Wenn das quai kaum ein Mehraufwand ist kann man das ja machen, wenn nicht, muss man abschätzen, ob das lohnt.

[mozartschwarz]

120% gehen halt nicht, sehen aber gut aus. Man hätte auch den klassischen Kessel auf reale 75% senken können. Ein ähnlicher Blödsinn sind die Energieeffizienzen ala A++++++++++++++++++++++++++++. Wahrscheinlich weil das Alphabet nicht genug Buuchstaben hat, egal....

Bei E-Autos führst auch du gerne an, so ich nicht irre, das nicht genug Strom zur Verfügung steht. Braunkohlestrom wäre auch definitiv kontraproduktiv. Auch das gibst du als Argument gegen das E-Auto raus. CO2 ist schon auch ein Prob.. Die riesigen Strommengen die zu puffern sind, sind auch garnicht so groß bzw. nicht 24/7 vorhanden. Macht den Betrieb von PtG Anlagen zur Mogelpackung... Das Laden von E-Autos wäre da leichter steuerbar, schon über den Strompreis. Wie dazumal die Nachtspeicherheizung...

Wirkungsgrade in den behaupteten Bereichen können nur idealisiert sein..

[LtLTSmash]

Also bei ersten, rein formal wäre dein Vorschlag sicherlich der richtigere Ansatz, die Problematik ist wie bei den Energielabeln die Historie und der zu dem Zeitpunkt übliche Stand. Jetzt muss man einen Tod sterben. Man kann wie beim NCAP immer wieder den Maßstab an den Fortschritt anpassen, dann ist das Ergebnis ein Relation zum Stand der Technik zum Testzeitpunkt, oder du machst es wie bei den Energielabeln und behältst den Maßstab bei, wodurch die Ergebnisse immer vergleichbar sind. Das ist jetzt so eine Sache, ich könnte mich da nicht für eines entscheiden, wichtig ist halt nur, das es transparent ist, wie das Ergebnis zustande kommt.

Beim zweiten, nein das behaupte ich so nicht. Die Strommenge an sich ist kein Problem, der EE Anteil ist aber bereits verbraucht, es gibt keinen Überschuss, der sich mit einem sich unkoordinierten Verbraucher effektiv nutzen ließe. Das gilt natürlich für E-Auto und Methananlage. Eine jetzt permanent laufende Anlage würde natürlich auch nur Braunkohle in Methan wandeln was absolut kontraproduktiv wäre.

Was die zu puffernden Strommengen angeht schau mal hier rein:

https://www.energy-charts.de/energy_de.htm?...

Ich hab mal als Bild die wöchentliche EE Produktion aus PV und Wind dargestellt. Der Verbrauch ist einigermaßen konstant, steht aber erst mal in keinem Zusammenhang mit der Produktion.

Wenn ich mal grob Überschlage kommt da im Mittel 2,5-3TWh pro Woche raus. wenn ich da z.B. in KW 42 ausgleichen will müsste ich schon min 1 TWh vorhalten um das auszugleichen. Die Überschüsse in die andere Richtung sind genauso wechselhaft und folgen auch keinem Muster. Dazu kommt, das ist EE heute, was ca 1/3 der aktuellen Gesamtproduktion ausmacht (Brutto), d. h. um den aktuellen Bedarf zu decken müssten die Balken 3 mal so hoch sein. Die bedeutet für KW 42 schon min 3 TWh Bedarf! Und Wenn du alles elektrifizieren willst (mal als Extrembetrachtung) dürfte der Bedarf sich locker verdoppeln also im Prinzip müsste der Balken 6 mal so hoch sein womit wir hier schon bei min 6TWh Puffer sind, mit Sicherheit brauchen wir also unter 10TWh gar nicht anfangen. Wenn man dies in Form von Batterien machen wollte würde die, mal ganz abgesehen von den Kosten, allein schon einen Mehrverbrauch von 5-6TWh p.a. erfordern wegen Selbstentladung. Die geht bei Methan gegen 0.

Jetzt hast du recht, wenn ein E-Auto koordiniert geladen würde, könnten man hier ein Teil der Überschüsse wegpuffern, ob das allerdings einfacher zu steuern ist als, ich sag mal 10-20 Großanlagen PtG, halte ich doch für etwas unwahrscheinlich. Zudem brauchst du das entsprechende Netz um den Strom zu verteilen, die Großanlagen kannst du nahe der Produktion errichten.

Die Sache mit dem Strompreis funktioniert sicher in einem gewissen Rahmen, aber wenn der Zusatzverbrauch beim erreichen gewisser Preisschwellen plötzlich massiv ansteigt könnte das Netz erst recht aus den Fugen geraten, mal ganz abgesehen davon, das man das System auch schützen muss, was bei zig Mio Geräten wohl schwieriger sein dürfte als bei ein paar Großanlagen. Und der nächste Nachteil ist dann, das du u.U. nicht drauf vertrauen kannst, das du am Ende Strom bekommen hast, kann also sein, das vielleicht mal ne Woche auf 3 kaum Überschüsse da waren. Dann muss man entweder Zwangsladen, wo da natürlich die Frage ist, aus welcher Quelle dann der Strom kommt oder man kann nicht fahren. Ich glaube nicht, das all zuviele solche Einschränkungen haben möchten. Aber für einen gewissen Teil sicher eine denkbare Option, da würde ich sogar weiter gehen und smarte Ladeboxen fördern, die vom Versorger gesteuert werden und bei Überschüssen kostenlos laden, Zwangsladen aber richtig teuer machen.

Aber das sind generelle Themen die für jetzt kaum Relevanz haben was die praktische Umsetzung betrifft, die wichtigste Herausforderung jetzt ist EE und die alten Kraftwerke kompatibel zu bekommen, damit der EE Ausbau sinnvoll weitergehen kann. Wenn wir mal in 10-15Jahren eine Ende absehen können (was natürlich deutlich leichter fällt wenn der Stromverbrauch nicht ansteigt), dann wird auch die Systemfrage beim Verkehr interessant.

Bild

• Strom2018
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[mozartschwarz]

Spätesten ab dem 2ten Absatz brauch man nicht weiterlesen, sorry... Ich habs aber gemacht. Selbstentladung in dem Maß halt ich eher für einen Witz. Bei Stehzeugen vielleicht. EE enthält weiterhin im gr0ßen Maß Biogasverstromung. Selbst wenn E-Gas erstmal keine Verluste in der Speicherung bringen mag, bringt es die im hohen Maß bei der Herstellung und erstrecht bei der Nutzung...

Solche Methananlagen werden nicht gebaut um stillzustehen. Das behaupten auch die aktuellen Betreiber nicht, auch Audi nicht... Baut man spezielle Windräder oder sonstwas, nur um Methan zu produzieren ist es Augenwischerei und hat nichts mit puffern zutun... Großanlagen wären akut nur wirtschaftlich mit konventionellem Strom zu betreiben, ich behaupte sogar das die aktuellen Kleinen letztlich teils damit betrieben werden.

Wichtig wäre es die alten Braunkohlebrenner abzuschalten, besser heute als morgen. Die paar Arbeitsplätze seh ich da unverbissen. Ähnlich wie bei Steinkohle wäre da 100% Arbeitslosengeld billiger. Die Frage ist bestenfalls wie man die Dreckschleudern schnell ersetzt bekommt. Die alten Atommeiler haben wir ja schon teuer zurückgebaut. Ich tendiere ja zum schnellen Brüter, betrieben mit Atommüll. Den baut man aber auch nicht in ein paar Tagen. Dürfte aber auch gesellschaftlich schwierig durchzusetzen sein.

Jeder will halt viel, solang andere es ausbaden. Egal ob vernünftige Tierhaltung, weniger CO2 oder besseres Stromnetz, saubere Autos, weniger Schadstoffe. Ich nehm mich da nicht aus...

Das Steuern des Ladeverhaltens ist eigentlich recht leicht. Spätestens wenn die Ladestation den gerade gültigen Preis zeigt bzw. programmierbar ist bei welchem Preis geladen werden soll. Man könnte sogar eine Rückspeisung honorieren... Ist ja nicht zwanghaft so das die Masse laufend volle Akkus brauch.

[LtLTSmash]

Also ich bin mir sicher, das eine Batteriespeicherwerk, von dem ich da ja geschrieben hab, ein Stehzeug ist. Und die Selbsentladung ist numal proportional zur Kapazität da beißt die Maus keinen Faden ab. Bei der Speichergröße kommt halt so ein Verlust raus, google es nach. Beim E-Auto das genug fährt mag das relativ gesehn wenig sein (wobei Tesla für sein Model S 1% Stand-By Verluste pro Tag angegeben hat, gar nicht mal so wenig) aber in Summe muss dieser Strom halt auch produziert werden. Und Biogasverstomung ist eh energetisch grenzwertig zum E-Autos laden, da hast du den VErbrennungsmotor nur woanders hingestellt und die Abgasreinigung entfernt. Effizienz verliert man dabei eher.

Und zu den Methanalagen, ich weiß nicht wie genau die Pilotanlagen betrieben werden, aber derzeit ist ja eher Forschung das Ziel, nicht so sehr die Produktion. Grrenpeace bietet übrigs auch PtG an, glaubst du wirklich, das die das nicht bedenken? Und ob eine EE Quelle genau dafür zu bauen Augenwischerei ist, liegt dran wo das Ding steht. Wenn der Strom direkt verbraucht werden kann sollte man das natürlich tun, aber wenn man an Orten ist, die extrem lukrativ sind bezüglich EE Produktion aber nur wenig Verbrauch aufweisen ist das ein praktikabler Ansatz.

Zu den Kohlekraftwerken sind wir ja schonmal d'accord, wobei AKWs derzeit für mich keine Alternative wären, das viel zu teuer und mit ungewissem Gefahrenpotential.

Beim letzten Punkt mal ein Gedankenexperiment. Jetzt nehmen wir mal an, da sind 30Mio E-Autos die aufs Laden warten, jetzt kommt eine Preisschwelle und 1Mio Autos fangen an zu laden, mit moderaten 4kW wären das schon 4GW an Leistung, die das ganz schnell benötigt werden, das sind 5% der üblichen Gesamtleistung Deutschlands! Mehr Autos oder mehr Ladeleitung erhöht das dann natürlich. Also ganz so einfach ist die Sache nicht, das müssten schon die Versorger koordinieren. Technisch machbar sicher, aber ich glaube wenig attraktiv für die meisten, genauso wie die Rücksteisung. ABer das kann man ja den Markt entscheiden lassen und dann wird sich das ja rauskristalisieren. Wichtig ist jedoch, das man da jetzt schon mit anfangen sollte. Es gibt zwar wohl die ersten Tarife dazu, aber da wird es wohl vom Versorger gesteuert soweit ich weiß. Wäre aber mal interessant zu sehen wieviel % des verbrauchten Gesamtstroms darüber geladen wird.

[mozartschwarz]

Auch ein Festspeicher ist kein Dauerlager. Die Verluste wären höchstens ähnlich. Denk auch an den sowieso hohen Anteil an Biogasstrom.

Die momentanen Anlagen sind Produktionsstätten mit Gewinnorientierung. Versuchsanlagen gibts aber auch.

Da ist mein Gedanke immer der Atommüll der eh weg muß. Bei klassischen AKW bin ich auch skeptisch. Haben halt eine gute CO2 Bilanz. Über billig reden wir eh nicht.

[LtLTSmash]

Wie meinst du das mit dem Biogasstrom? Ich würde das Biogas einfach mit ins Netzt geben und bei Flaute in einem GUD Kraftwerk verbrennen. Momentan laufen die ja 24/7 einfach durch was nicht so der Burner ist.

Gut, bei den bisherigen Methananlagen weiß ich nicht, ob die wirklich schon mit direkter Gewinnorientierung laufen, ich hatte die immer als Versuchsanlagen abgespeichert. Gut, die von Greenpeace bei Mainz (H2) wird schon das Ziel haben möglichst viel zu produzieren, aber ich kann mir nicht vorstellen das Greenpeace die 24/7 laufen lässt. Sie werben zumindest mal so:

https://www.greenpeace-energy.de/.../windgas.html?...

[mozartschwarz]

Die meisten Biogasanlagen produzieren Strom aus Gas, sie speisen nicht alle ins Gasnetz ein, werden dann den Erneuerbaren zugerechnet. Sind immerhin 12% der Gesamtstromversorgung, etwa halbsoviel wie Windenergie..

https://www.umweltbundesamt.de/.../erneuerbare-energien-in-zahlen?...

Die Frage ist ja wie die denn 24/7 verkaufen, wo die 24/7 Überschussstrom in Mainz herholen wollen??? Wenn die das Ding wenigstens an die Küste gestellt hätten. So muß tatsächlich teils die Braunkohle hochgefahren werden wenn an der Küste viel Strom produziert wird, einfach um die zu kleinen Nor-Südtrassen nicht zu überlasten. Auch deshalb muß Strom teils verschenkt werden...

Auf die Werbung zu dem Zeug geb 0,0. Tolle Sache wenn man wirklich Strom im Überfluss hat, ein supertolles Netz und die Anlagen an der richtigen Stelle. Zieht ja sogar CO2 aus der Atmosphäre... Ich bin aber voll bei @GaryK das es eben aktuell völlige Energieverschwendung ist und es sicher noch 20 Jahre brauch bis wir die Infrastruktur soweit haben das es richtig Sinn macht. Aktuell dürften die Anlagen vielleicht 20-30h Stunden im Jahr laufen, halt an sonnigen Feiertagen u.Ä...

[LtLTSmash]

Zu 1, Stimmt, und damit könnte man auch genauso gut CNG Fahrzeuge "laden", wäre meist effizienter.

Zu 2, ich verstehe die Frage nicht. Was hat denn der Zeitpunkt des Verkaufs mit der Produktion zu tun? Das ist doch eben der Vorteil. Dem Gas ist es völlig egal ob es eine Stunde oder ein Jahr vor dem Verkauf produziert wurde, das Problem hast du nur beim Strom, wo Produktion und Verbrauch immer gleich sein müssen. Das es sich heute im großen Maßstab noch nicht lohnt weil wir andere Probleme haben stimmt und niemand behauptet was anderes, aber ich geh jetzt mal davon aus, das Greenpeace sich hier schon eine positive Umweltbilanz verspricht. Es geht ja immerhin um Greenpeace, wenn das jetzt RWE o.ä. wäre OK, aber Greenpeace kann man da wohl einigermaßen vertrauen.

[GaryK]

Ähm, in Europa gehen etwa 10% des gesamten Erdgasverbrauchs in die Ammoniakproduktion, woraus Dünger gemacht wird.

Welchen Sinn macht es also aus Strom Wasserstoff zu erzeugen, der dann zu Methan umgewandelt ins Netz gespeist wird wenn zugleich recht konstant 10% des Erdgases wieder Wasserstoff macht, der im Ammoniak und damit als Dünger endet?

Schlaue Leute würden den Wasserstoff aus Strom direkt in Raffinerien und Ammoniakanlagen speisen, in diesen Zeiten die Reformer runterfahren und gut ist. Man spart sich den Umweg übers Methan. Was blöd ist - dieser Wasserstoff aus Strom ist ein vielfaches teurer wie der aus Gas. Anlagenbetreiber können nämlich im Gegensatz zu unseren superschlauen Politikern gut rechnen.

[LtLTSmash]

Ähm, und wer schreibt das man das nicht auch kann bzw. wer fordert H2 in CH4 zu wandeln um daraus dann wieder H2 zu machen? Wo schließt denn das eine das andere aus? Wo ist die Verbindung zur Abwägung BEV vs. Verbrenner? Es ist höchstens ein Frage der Reihenfolge, bei der man natürlich von Effektiv nach weniger effektiv geht, aber keine Unvereinbarkeiten.

[mozartschwarz]

Warum baut Greenpeace die Anlage nicht dort wo es wirklich "zuviel" Windstrom gibt? Mainz ist Rhein Main und nicht Flensburg...

Leider kenn ich nicht die Produktionsdaten von der Anlage. Aber ich geh nicht davon aus das immer gewartet wird bis negative Strompreise auftauchen, also wirklich Überschuss da ist. In dem Moment wo einfach produziert wird nutzt man beim heutigen Strommix Atom und Kohlestrom.

[LtLTSmash]

Zu den genauen Details kann ich dir da nicht sagen, aber Windkraft gibt es auch bei Mainz. Hier mal ein Webseite vom Energiepark:

http://www.energiepark-mainz.de/projekt/energiepark/

Hier sieht man auch das die H2 Lieferung an die Industrie durchaus bereit eingeplant ist.

Zudem gibt es wohl mittlerweile mehrere Anlagen:

https://www.greenpeace-energy.de/.../sailershaeuser-wald.html

Aber das ist eh alles noch am Anfang, die Mengen eher klein, aber solange das hier:

https://www.greenpeace-energy.de/.../...to-gas-anlage-in-hassfurt.html

nicht gelogen ist, ist es eben kein Atom oder Kohlestrom, sondern EE Strom aus Wind und PV. Wobei wir wie bereits gesagt im Moment eher einen direkten Stromspeicher brauchen, der kurzfritige Schwankungen in beide Richtungen ausgleichen kann und da kommen fast nur Batteriekraftwerke in Betracht. Dafür bräuchte es dann aber auch keine so froße Kapazität da wir hier vielleicht über Überbrückungen im Stundenbereich reden, die die Kraftwerke brauchen um dem schwankenden EE Strom zu folgen. Das kann PtG nicht so leicht bzw. dafür wäre die Effizienz im Vergleich zum Invest der Alternativlösung zu gering. Also sowas hier:

https://www.ndr.de/.../...-in-Schwerin-am-Netz,energiespeicher124.html

Da reicht vielleicht Bundesweit schon wenige GWh und ich denke mit Kosten von ca 1Mrd € pro GWh geht das dann.