Es gibt sicher viel berechtigte Kritik, die man an Elektroautos üben kann. Aber deswegen ist noch längst nicht jede Kritik berechtigt. Ja, es gibt auch Abgase bei der Stromerzeugung. Aber es ist in den seltensten Fällen mehr als bei einem Auto mit Verbrennungsmotor. Ein Motor der ein Fahrzeug bewegen muss, muss immer klein sein und mit ständig wechselnden Drehzahlen arbeiten. Das sind verheerende Nachteile.

Um so kleiner ein Motor ist, um so größer werden im Verhältnis die Reibungskräfte und die Abwärme.  100 kleine Verbrennungsmotoren können nicht so effizient sein, wie ein großer Motor mit der 100fachen Leistung. Wenn man einen Motor konstant laufen läßt, dann kann man ihn auch auf diese eine Drehzahl optimieren. Ein Motor für ein Auto muss dagegen darauf optimiert werden, über einen breiten Bereich hinweg möglichst effizient zu sein. Das läuft natürlich auf einen Kompromiss hinaus und geht nicht so gut, wie die Optimierung auf genau einen Punkt. Das Resultat ist, dass die Effizienz von Verbrennungsmotoren in Autos im Bereich von 25% oder knapp darüber liegt. Ein guter, großer Dieselmotor schafft dagegen das doppelte. Wenn man Batterien aufläd und den Strom mit Elektromotoren benutzt, kommt man auf Effizienzen um die 90% – und zwar fast egal in welcher Größe. Ein Elektromotor ist eben keine Kraft-Wärme Maschine, deren maximale Effizienz von den Gesetzen der Thermodynamik begrenzt wird.

Im Extremfall könnte man also immer folgendes tun:

Man nimmt den Treibstoff, den die normalen Fahrzeuge verbrauchen würden und betreibt damit große zentrale Dieselkraftwerke, die den Strom für die Elektrofahrzeuge erzeugen. Man würde dabei ungefähr ein Drittel bis die Hälfte des Treibstoffs bei der Energieerzeugung einsparen. Das Problem ist also lösbar ganz ohne zusätzlichen Resourcenverbrauch.

Eine ganz andere Frage ist natürlich die Herstellung des Autos und vor allem der Batterien. Die brauchen Energie und stellen auch eine gewisse Belastung für die Umwelt dar. Aber auch das ist heute noch längst kein Problem. Dieser Tage ist die Herstellung noch schlicht zu teuer. Aller Beteuerungen zum Trotz sind Elektroautos immernoch vor allem ein Spielzeug für wohlhabende. Die fordern dann Steuervergünstigungen, was den Herstellern natürlich nur recht sein kann, aber auf Kosten der Allgemeinheit geschieht. Und sie fordern Bevorzugung im Straßenverkehr, natürlich nicht für sich selbst. Nein, natürlich fordert man es nur, damit sich Elektroautos durchsetzen. (Man kann sich jetzt selbst ausdenken, was wohl passiert, wenn alle Elektroautos auf Busspuren fahren dürfen und sich diese irgendwann weiter verbreiten.)

Natürlich gibt es auch bessere Wege Strom herzustellen, als einfach den Treibstoff der Verbrennungsmotoren zu benutzen. Aber dieses naive Modell klärt ein für alle Mal die Frage, ob Elektroautos überhaupt zur Einsparung von Emissionen und Energie dienen können. Ja, können sie. Ohne wenn und aber. Sie sind nur heute kaum leistbar.

Kommentare (12)

  1. #1 Chemiker
    11. Juli 2015

    Das Resultat ist, dass die Effizienz von Ver­bren­nungs­motoren in Autos im Bereich von 25% oder knapp darüber liegt. Ein guter, großer Diesel­motor schafft dagegen das doppelte.

    Damit hast Du mich jetzt ein bißchen abgehängt.

    Die 25% beziehen sich wohl auf das Ver­hält­nis zwischen dem Energie­gehalt des Treib­stoffes (=Ver­bren­nungs­wärme) zur kineti­schen Energie (minus Reibung) beim Auto, wenn ich das richtig ver­stan­den habe.

    Ein guter Dieselmotor kann demnach 50% der Ver­bren­nungs­energie in kineti­sche Energie um­wandeln. Aber damit Dein Argu­ment funk­tioniert, müßte das auch der Wir­kungs­grad eines Diesel­genera­tors bzw. eines kalori­schen Kraft­werkes sein.

    Ist das so? Wenn ja, sollte das vielleicht im Text kurz er­wähnt werden, um Dumpf­backen wie mir das Mit­denken zu er­leich­tern (und ein Grund warum das so ist). Wenn es nicht so ist, dann bitte Erklärung.

    • #2 wasgeht
      11. Juli 2015

      Ja ist so. Deswegen habe ich ja auch den Artikel zu den Dieselmotoren verlinkt.

  2. #3 Karl Mistelberger
    11. Juli 2015

    > Aller Beteuerungen zum Trotz sind Elektroautos immer noch vor allem ein Spielzeug für wohlhabende. Die fordern dann Steuervergünstigungen, was den Herstellern natürlich nur recht sein kann, aber auf Kosten der Allgemeinheit geschieht.

    http://www.manager-magazin.de/unternehmen/autoindustrie/neuzulassungen-tesla-model-s-mischt-eu-oberklasse-auf-a-1042929.html

    Die Allgemeinheit ist selber schuld, wenn sie diese Dinger subventioniert.

  3. #4 Wolfgang Stutz
    Mülheim an der Ruhr
    11. Juli 2015

    Wenn es um nur um die Effitienz und den Schadstofausstoß ginge, ist das Elektroauto überlegen und wird diese Überlegenheit eher ausbauen. Warum? Bedenken wir:
    1.) Elektrischer Strom lässt sich prinzipiell Schadstoff- und CO2-frei erzeugen – mit Wind, Wasser, Sonne und, jawohl, Kernkraft. Und langfristig Kernfusion (vielleicht).
    2.) Auch konventionelle Kraftwerke werden tendenziell immer sauberer.
    3.) Bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen lässt sich die Entstehung von Schadstoffen nicht verhindern, und nicht alles kann herausgefiltert werden.
    4.) Was bislang noch jeder E-Auto-Skeptiker schamhaft verschweigt, wenn er genüsslich die Energieverluste auf dem Weg vom Kraftwerk in die Batterie vorrechnet: Der Weg des Erdöls von der Förderung über Transport und Verarbeitung zu den Tankstellen erfordert Energie und sorgt für direkte wie indirekte CO2-Emissionen, bevor das Zeug im Autotank landet. Zahlen dazu lassen sich selbst im Internet nur schwer finden.
    Gravierender als Effizienzfragen wird sein, wie weit sich die Akkutechnik in Sachen Kosten und Energiedichte entwickeln kann (denn die Akkus sind das Teure in batterieelektrischen Autos) und wie eine flächendeckende Ladeinfrastruktur auch für Bordsteinparker aussehen kann.

    Was die Subventionen angeht: Die Elektromobilität schafft es entweder auch ohne Subventionen oder gar nicht. Wer sich auf den Staat verlässt, ist verlassen.

  4. #5 Franzl Lang
    11. Juli 2015

    @Karl Mistelberger:

    Die Allgemeinheit wird nicht gefragt.

  5. #6 Herbert Weseler
    12. Juli 2015

    Wie immer, wenn man unbedingt die Vorteile des Elektroautos schönreden will, vergleicht man hier Äpfel mit Birnen. Natürlich schneidet das Elektroauto mit knapp 100% Energieeffizienz (Batterie –> Bewegungsenergie) besser ab als das Dieselfahrzeug mit 25% (Dieselkraftstoff –> Bewegungsenergie).
    Ehrlicher wäre es gewesen, wenn man sich gefragt hätte:
    Soll ich meine 100 Liter Diesel lieber direkt in den Tank meines Dieselautos stecken oder soll soll ich sie lieber in einem Großkraftwerk in Strom verwandeln, der dann meine Autobatterie auflädt.
    Wenn man sioch ein bißchen in Wikipedia umschschaut, kommt man auf folgendes:

    Ein Dieselmotor hat etwa einen Wirkungsgrad von 33%.

    Ein Ölkraftwerk mit Schweröl oder Heizöl (bzw. Diesel) kommt auf einen Wirkungsgrad von etwa 45%. Davon gehen noch ein paar Prozente als Leitungsverlust ab, bevor der Strom bei meinem Auto ankommt (die lass ich hier mal weg, da ich sie nicht genau ermitteln konnte). Beim Aufladen des Akkus gehen nochmal etwa 30% verloren. Damit bleiben dann noch 31,5% des eingesetzten Diesel übrig. Diesen Rest kann mein Elektroauto dann mit dem sagenhaften Wirkungsgrad von 100% umsetzen.

    Damit hätten dann Elektroauto und Dieselauto in etwa denselben Wirkungsgrad.

    Ich würde trotzdem ein Dieselfahrzeug vorziehen, denn das liefert noch genügend Abwärme, damit ich im Winter nicht frierend mit zugefrorenen Scheiben herumfahren muss.

  6. #7 rolak
    12. Juli 2015

    Ein Dieselmotor hat etwa einen Wirkungsgrad von 33%.

    Als aufgeladener Direkteinspritzer sogar >40%, Herbert, jenseits des Straßenverkehrs wird es sogar noch besser. Die Sache hat allerdings einen gewichtigen Haken: Diese Maximalwerte gelten nur für VollLast, bei Teillast sackt die Effizienz auf 15%..10% ab. Und diese Minimalwerte gelten immer dann, wenn bei relativ wenig Widerstand kaum beschleunigt wird, egal ob nun bei Tempo 50 oder 130 im Verkehr mitgeschwommen wird.

    Allein damit verschiebt sich Deine Rechnung schon gewaltig…

  7. #8 Alderamin
    12. Juli 2015

    @Frank

    Man nimmt den Treibstoff, den die normalen Fahrzeuge verbrauchen würden und betreibt damit große zentrale Dieselkraftwerke, die den Strom für die Elektrofahrzeuge erzeugen.

    Was hälst Du von Range Extendern wie im Opel Ampera? Die laufen auch mit der optimalen Drehzahl und erzeugen Strom zum Nachladen der Batterie. Prinzip ähnlich (ist allerdings beim Ampera ein Benziner, und der Motor kann auch direkt die Achse mit antreiben). Vorteil: Man hat immer Strom, ohne lange Ladezeit vor dem Losfahren / nach dem Auftanken.

    Fand ich eigentlich eine gute Idee. Kann sicher nicht mit dem Wirkungsgrad zentral erzeugten Stroms mithalten, aber bei KFZ-Betrieb geht’s ja auch um praktische Aspekte, und 1-2h an einer Ladestation aufladen, die man erst mal finden muss, ist nicht praktisch auf einer längeren Strecke, selbst wenn man eine solche nur gelegentlich fährt (von Range Extendern im Anhänger habe ich auch mal von gehört, aber nicht jeder mag/kann mit Anhänger fahren und rangieren).

  8. #9 dgbrt
    12. Juli 2015

    Ich habe das jetzt nicht weiter nachgeforscht, aber die Bahn setzt dort, wo es keine Elektrifizierung gibt Dieselaggregate in den Triebwagen ein, um den Strom zu produzieren, der für den Antrieb benötigt wird. Mit Wirbelstrombremsen wird dann beim Bremsen auch noch Energie zurückgewonnen. Der Diesel läuft bei optimaler Leistung und das scheint wohl effektiver zu sein.

    Ein Auto ist aber einfach zu klein und Batterien sind im Verhältnis dazu einfach zu groß,

  9. #10 rolak
    13. Juli 2015

    moin dgbrt: Dieselelektrischer Antrieb ist (neben einigen dieselhydraulischen) Standard bei allen größeren (möglichst autarken) Systemen von Bahn, Muldenkipper über UBooten zu Schiffen, insbesondere wenn ein verteilter Antrieb zu versorgen ist und unter Last angefahren werden muß.

    Da ‘mein’ in-die-Stadt-Fahrzeug damals™ in den 60ern ein winziger Schienenbus mit Diesel-E-Hybrid war, der den Großteil der Zeit elektrisch fuhr und nur selten den knötternden Vibrator einschaltete, wunderte mich der Hype um die ersten PKW-Hybride doch ziemlich…
    Auch bei diesen Teilen war bei entsprechender Nähe zum Führerstand zu erkennen, daß beim Bremsen die StromAnzeige auf die andere Seite der 0 wechselte.

  10. #11 Dr. Klaus Trophobie
    13. Juli 2015

    @dgbrt: Mit Wirbelstrombremsen wird keine Energie zurückgewonnen. Die Bewegungsenergie wird (wie bei herkömlichen Bremsen auch) in Wärme umgewandelt.

    Das Problem Range Extender im PKW ist nicht nur eines im Bezug auf die Baugröße, die Kosten werden ja auch nicht geringer wenn man zu Elektromaschine und Batterie auch noch einen Verbenner verbaut.

  11. #12 rolak
    13. Juli 2015

    keine Energie zurückgewonnen

    Dieser Klops ist erst so gegen 8 auf Arbeit bei mir geistig angekommen, DKT, 3h nach dem Lesen, peinlich…