Interessengemeinschaft zur Förderung der Elektromobilität im Unterallgäu
Energiebilanz E-Auto vs. Verbrennungsmotor
Nachdem immer mehr an sich recht intelligente Menschen sich dazu hinreissen lassen, zu behaupten, daß ein E-Auto energetisch genauso schlecht wäre, wie ein verbrennungsmotorisch betriebenes Fahrzeug, wird es Zeit, das mal genau zu berechnen, statt stupide nur gebetsmühlenartig diese Behauptung zu wiederholen. Also, stimmt das denn ? Ist 1+1 wirklich 3 ? Kann man über Wasser laufen ?
Nach dem Beitrag „Wieviel CO2 erzeugt ein Verbrennungsmotor ?“ => Link und „CO2 Bilanz E-Auto vs. Verbrennungsmotor“ => Link folgt der 3. Bericht der Reihe
Kraftstoff z.B. Benzin fällt ebenso nicht so einfach vom Himmel, wie elektrische Energie, naja mal abgesehen von Gewitterblitzen... und so wollen wir mal berechnen was energetisch aufgewendet werden muß, bis eine vergleichbare Menge an Energie zum Antrieb eines PKWs bereitgestellt werden kann.
Also gehen wir mal naturwissenschaftlich an das Thema heran.
Als vergleichenden Maßstab, um die in Kraftstoff gebundene chemische Energie mit reiner elektrischer Energie vergleichen zu können, ziehen wir die Menge des bei der Energieerzeugung anfallenden CO2 heran. Also vereinfacht ausgedrückt:
Wieviel Abfall wird zur Bereitstellung von Energie zwangsläufig erzeugt?
Elektrische Energie:
In Deutschland wird elektrische Energie im sog. Drittelmix generiert, d.h. zu etwa 44% aus Braun- und Steinkohle, zu 10% aus Erdgas, zu 27% aus erneuerbaren Energien, zu 16% aus Kernkraft und zu 5% aus sonstigen Energieträgern.
Wie im Bericht „CO2 Bilanz E-Auto vs. Verbrennungsmotor“ => Link ausführlich und leicht nachvollziehbar bewiesen wird, liegt der Gesamtausstoß an CO2 bei Erzeugung von „elektrischem Strom“ im Drittelmix bei 490 g/kWh.
Chemische Energie z.B. Benzin:
Zur „Herstellung“ von einem Liter Benzin mit einem Energieinhalt von etwa 11,5 kWh je kg bzw. 8,8 kWh je Liter fällt nach Angaben Deutsche Energie-Agentur aus dem Jahr 2011 allein durch den Energieanteil der Raffinerien etwa 8,7 % also etwa 0,77 kWh an sog. Grauer Energie an. Bezieht man gem. Well-to-Wheel Verbrauch den zusätzlichen Energieaufwand zur Förderung, Distribution und Transport mit ein, so steigt der Anteil auf 18 % also etwa 1,6 kWh pro Liter an.
Da diese 1,6 kWh ebenfalls einen CO2-Anteil erzeugen berechnet sich dieser aus o.g. Drittelmix zu 776 g je Liter Benzin.
Bei der eigentlichen Nutzung von Benzin als Kraftstoff zum Antrieb eines PKWs fällt additiv ein weiter CO2-Anteil an.
Wie im Bericht „Wieviel CO2 erzeugt ein Verbrennungsmotor ?“ => Link ausführlich und leicht nachvollziehbar bewiesen wird, liegt der Ausstoß an CO2 bei Verbrennung von 1 Liter Benzin im PKW-Motor bei 2,36 kg = 2360 g.
Insgesamt mit dem Anteil zur Erzeugung macht das 776 g + 2360 g = 3136 g/Liter.
Bezogen auf den Energieinhalt von 8,8 kWh je Liter Benzin errechnen sich lediglich nur 356 g/kWh.
„Damit ist Benzin zum Antrieb „besser“ geeignet als elektrische Energie.“, möchte man jetzt verständlicherweise voreilig meinen.
Tja, glauben Sie denn, daß der Ottomotor aus 1 Liter Benzin tatsächlich den kompletten Energiegehalt des Kraftstoffs nutzt? Zudem haben wir noch nicht die Verbräuche der beiden Antriebsarten mit einberechnet, unsere Kalkulation ist noch nicht zu Ende. Was man jetzt aber schon erkennen kann, ist die Tatsache, daß es sich bei elektrischer Energie um die höher veredelte Energieform handelt, denn gemäß den anwendbaren und allgemein gültigen Naturgesetzen muß bei jedem Veredelungsschritt ein bestimmter Anteil an Energie aufgewendet werden, den wir hier zum besseren Vergleich in CO2 Massen umgerechnet haben.
Wieviel Energie fällt denn jetzt an, um einen PKW eine bestimmte vordefinierte Strecke z.B. 100 km zurück legen zu lassen?
Ein E-Fahrzeug, das auf 100 km etwa 17kWh elektrischer Energie benötigt, würde für die Strecke von 100km knapp über 8 kg an CO2 ausstossen.
Bei Betrieb desselben E-Autos mit rein regenerativ erzeugter Energie fällt dieser Wert auf 0,17 kg emittiertem CO2
Ein Fahrzeug, das auf 100 km etwa 5 Liter Benzin verbraucht, würde für die Strecke von 100km knapp 12 kg an CO2 ausstossen.
Während der Verbrauch von 17kWh auf 100km ein realistischer Wert für ein E-Auto darstellt, sieht das bei Verbrennungsmotoren schon etwas anders aus, denn der Durchschnittsverbrauch aller in Betrieb befindlichen Ottomotoren lag 2016 bei 7,9 Litern und damit lag der CO2 Ausstoß bei 18,6 kg. Der Durchschnittsverbrauch eines Ottomotors lag 2016 bei 5,6 Litern und damit lag der CO2 Ausstoß bei 13,2 kg
Nochmal zum Nachlesen: 8 kg zu 18,6 kg pro 100 km beim E-Auto zu Benziner. Bei Neuwagen und Herstellerangaben immerhin noch stattliche Werte 8 kg zu 13,2 kg pro 100 km beim E-Auto zu Benziner.
An den Wert von 8 kg an emmitiertem CO2 pro 100km kommt nur ein 3-Liter Auto heran, aber das ist realistisch derzeit gar nicht auf dem Markt erhältlich.
Übrigens für diejenigen Verfechter von unwirtschaftlichen Verbrennungsmotoren, die weiter hilflos Argumente suchen und dabei die naturwissenschaftlichen Gesetze gerne beiseite schieben, sich jedoch panisch für den verbrauchsärmeren Diesel einsetzen, habe ich noch eine Zahl eines Ölkonzerns zum Nachrechnen:
7,2 kWh an Energie wird zur Herstellung von 1 Liter Diesel benötigt (Angabe BP).
Nimmt man nun den durchschnittlichen Verbrauch laut Herstellerangaben bei Diesel-PKW aus dem Jahr 2016 zur Grundlage von weiteren Berechnungen, dann werden alleine zur Herstellung von 4,8 Liter Diesel zum Zurücklegen von 100 km satte 34,56 kWh Energie benötigt. Damit ist ein Elektroauto jedoch bereits 200 km weit gefahren, während der Diesel-PKW noch immer an der Tankstelle steht und nicht einen Meter zurück gelegt hat. Nach 100 km Strecke hat der Diesel-PKW mit 9,97 kWh je Liter Energieinhalt und nach Herstellerangaben einem Verbrauch von 4,8 Litern auf 100 km satte 82,4 kWh aufgewendet.
Persönlich halte ich diese Zahl für überhöht. Ich schätze einen Wert von etwa 50 bis 70 kWh eher als realistisch ein.
Hier verweise ich nochmals auf den naturwissenschaftlichen Grund für diesen 1:3 Quotienten: den Wirkungsgrad von E-Motoren und Verbrennungsmaschinen.
Rechnen Sie mal selbst nach.
Thomas Scharpf
Freitag, 4. August 2017
Energiegehalt von Benzin und „elektrischem Strom“
