Priusfreunde.de

Grundlegendes: Wer sich Gedanken über unsere Mobilität machen möchte, der sollte zuerst einmal ein paar Randbedingungen zusammentragen:

- Wir können niemandem verbieten, das zu tun, was wir tun.
- In den wirtschaftlich weit entwickelten G8 Staaten leben etwa 13,5% der Weltbevölkerung. Dort kommen auf ein Einwohner etwa 0,5 PKWs.
- in China und Indien leben etwa 37% der Weltbevölkerung. Dort kommen auf ein Einwohner etwa 0,05 PKWs.
- In 15 bis 20 Jahren wird es doppelt so viele PKWs auf der Welt geben.
- Ein PKW hat eine Lebenserwartung von 15 bis 20 Jahren.
- Der weltweite Konsum wird weiter zunehmen.
- Die Weltbevölkerung wird weiter anwachsen.
- Die aktuelle, weltweite Umweltbelastung ist vermutlich nicht dauerhaft tragbar.

--> Langfristig sollte die weltweite Mobilität deutlich weniger umweltbelastend sein, als sie es heute ist.

Vergleich der Umweltbelastung eines Batterie-PKWs mit einem Vollhybrid-PKW:

Infrastrukturbedarf:
- Straßen
- Parkplätze (Parkhäuser, ...)
- Verkehrssysteme (Ampeln, ...)
- Tankstellen / Ladeinfrastruktur
- Werkstätten
--> gleichwertig

Herstellung (u.A. Erzabbau, Erzverarbeitung, Fahrzeugherstellung, ...):
(Als grober Ansatz kann bei in etwa vergleichbaren Produkten die Umweltbelastung über das Gewicht des Produkts abgeschätzt werden.)
- über Gewichtsansatz
--> etwa gleichwertig

Instandhaltung und Reparaturen (incl. Motoröl, Batterie, ...):
Die benötigten Ersatzteile und Betriebsstoffe dürften über die Fahrzeuglebensdauer etwa auf das gleiche Gewicht kommen.
- über Gewichtsansatz
--> etwa gleichwertig

Verschrottung:
- über Gewichtsansatz
--> etwa gleichwertig

Energiebedarf (CO2 Ausstoß):
(genauere Erklärung weiter unten)
--> aktuell in Deutschland Vorteil Vollhybrid
--> langfristig ist ein Vorteil für Batteriefahrzeuge zu erwarten

Abgase vor Ort:
--> Vorteil Batteriefahrzeug

Lärm:
Verursacht durch:
Motor, Reifen, Luftgeräusche, ...
--> geringer Vorteil Batteriefahrzeug

Verkehrsprobleme (Stau, Unfälle):
--> etwa gleichwertig

Feinstaub:
Verursacht durch:
Reifenabrieb, Fahrbahnabrieb, Bremsenabrieb, Kupplungsabrieb, Direkteinspritzung Verbrennungsmotor
--> gleichwertig (bei gleicher Fahrweise) oder
--> Nachteil Batteriefahrzeug (bei E-Spass Fahrweise mit erhöhtem Radschlupf)

Tierwelt:
- "Fliegenklatscheneffekt"
- Wildunfälle
--> gleichwertig

Die von PKWs verursachte Umweltbelastung hat viele Ursachen. Der Energiebedarf ist dabei eine bedeutende, aber bei weitem nicht die einzige Ursache. Auch die regenerative Energieerzeugung belastet die Umwelt.
--> Selbst wenn wir jegliche Energieerzeugung auf erneuerbar umstellen, so wird ein Batterie-PKW die Umwelt immer noch etwa halb so stark belasten, wie ein heutiger Vollhybrid.

Annahme: 100% aller ab heute weltweit neu zugelassenen PKWs sind Batterie-Fahrzeuge, diese werden zu 100% mit regenerativer Energie betrieben.
Es würde etwa 15 bis 20 Jahre dauern, bis alle heutigen PKWs ersetzt sind. In diesem Zeitraum wird sich der weltweite PKW-Bestand verdoppeln.

--> Batterie-PKWs können, selbst unter unrealistisch positiven Annahmen, die weltweite, vom PKW-Verkehr verursachte Umweltbelastung nicht reduzieren.
In jedem realistischem Umstiegsszenario wird die von PKWs verursachte weltweite Umweltbelastung stetig weiter ansteigen.

Eine sinnvolle Energiewende sollte so ablaufen:
Zuerst wird der bestehende Stromverbrauch auf erneuerbare Erzeugung umgestellt.
Ist das zu etwa 75% abgeschlossen, dann können wir uns Gedanken über zusätzliche Stromverbraucher machen.

Wie funktioniert unsere "Energiewende"?
Nachdem wir den Anteil der Erneuerbaren von 5 auf 25% erhöht haben, stoßen wir auf die ersten Probleme.
Probleme, die schon bei 25% erneuerbar auftreten, liegen auf der Erzeugerseite. Sie sollten auch dort gelöst werden.

Können zusätzliche Verbraucher der Energiewende helfen?
Wenn wir bei 25% erneuerbar auf Probleme stoßen, dann müssen wir unseren Verbrauch vervierfachen, um 100% erneuerbare Erzeugung zu ermöglichen. Bei vierfachem Verbrauch währen wir dann allerdings wieder nur bei 25% erneuerbar. Da sind wir schon heute.

Die von den Lobbyisten propagierte Verbrauchserhöhung zur Unterstützung der erneuerbaren kann nicht funktionieren. Dazu besonders ungeeignet sind Verbraucher, die im Winter mehr Strom als im Sommer und Nachts mehr Strom als Tags verbrauchen. Batterie-PKWs schaden unserer "Energiewende".

Aktuell fließt über 50% der EEG-Förderung in die PV.
Ob wir mit oder gegen unsere "Energiewende" leben, hängt stark davon ab, ob wir mit oder gegen den von der PV erzeugten Strom leben.

Kann ein Batterie-PKW mit einer PV-Anlage betrieben werden?
Stromverbrauch Batterie PKW:
Sommer: 100%
Winter: etwa 125%
- hoher Nachtverbrauch

Stromerzeugung PV-Anlage:
Sommer :100%
Winter: 20%
- nur Tagerzeuger

Deutscher Stromverbrauch:
Sommer: 100%
Winter: 125%

Stromerzeugung Kernenergie und Kohle:
Sommer: 100%
Winter: 125%
- Problematisch für Kernenergie- und Kohlekraftwerke ist es, in den Nachtstunden genügend Abnehmer zu finden.
--> Problemlösung: Batterie-PKW

Das passt sehr gut zusammen:
- Battierie-PKWs mit Kohle und Kernkraftwerken

Das passt denkbar schlecht zusammen:
- Battierie-PKWs mit PV-Anlagen

PV und E-Mobil Lobbyisten versuchen uns einzureden: Batterie-PKWs passen gut zu PV-Anlagen. Die Realität beweist das Gegenteil.

Speicherproblem
Aktuell verschieben wir unsere Stromerzeugung in Richtung Sommererzeugung.
Der Anteil von PV-Strom steigt.
Aktuell verschieben wir unseren Stromverbrauch in Richtung Winterverbrauch.
Der Anteil von Wärmepumpenheizungen und Batterie-PKWs und steigt.

Energiespeicher Batterie-PKW?
Hilft uns der Energiespeicher eines Batterie-PKWs bei der Energiewende?

Zur Umsetzung unserer Energiewende sind, aus heutiger Sicht verschiedene Speichertypen notwendig.
Ein Batterie-PKW fällt dabei in die Kategorie Tagesspeicher.

Welche Tagesspeicher stehen uns z.Zt. zur Verfügung?
1. Wahl: Pumpspeicher (bewährt, preiswert, umweltschonend)
2. Wahl: stationäre Batterien
3. Wahl: mobile Batterien in PKWs

Welche Vorteile haben stationäre (PV) Batterien gegenüber Batterien in PKWs?
- Sie sind rund um die Uhr mit dem Netz verbunden
- Sie sind nicht auf einen bestimmten Füllstand angewiesen (PKW-Batterien müssen vor Fahrtantritt ausreichend gefüllt sein)
- Sie müssen nicht frosttauglich sein (preiswerter, längere Lebensdauer)
- Sie müssen nicht unfallsicher sein (preiswerter)
- Sie verursachen kein Folgegewicht (jedes kg mehr Batterie führt zu Mehrgewicht bei Karosserie, Fahrwerk, Bremsen, Antrieb, ...)
- ...

Wenn wir uns zu 100% erneuerbar versorgen, wird es regelmäßig längere Phasen (z.B. 4 Wochen) geben, in denen wir weniger Strom erzeugen, als wir verbrauchen. Zur Deckung dieser Lücken benötigen wir Jahreszeitenspeiecher. Aktuell gibt es noch keine praktikable Lösung für dieses Problem. Jahreszeitenspeicher sind die größte Herausforderung der Energiewende.

Für jeden Batterie-PKW, der sich nicht 4 Wochen lang selbst versorgen kann, benötigen wir zusätzliche Jahreszeitenspeicher.

Fazit:
- Batterie-PKWs können uns als Tagesspeicher helfen, sind dort aber nur 3. Wahl.
- Batterie-PKWs benötigen zusätzliche Jahreszeitenspeicher.

Speicherlösung
Zur effizienten Lösung des kommenden Jahreszeitenspeicher-Problems, bieten sich zwei Ansätze an:
- Verbraucher, die Strom passend zum Angebot nutzen
- Die Nutzung von vorhandenen Speicherkapazitäten

Wer einen Beitrag gegen unsere "Energiewende" leisten möchte, sollte folgendes tun:

- in PV investieren
Eine PV-Anlage erzeugt im Juni-Juli etwa 5 mal so viel Strom wie im Dezember-Januar. Das passt nicht zur Nachfrage. Die ist im Winter höher, als im Sommer.
PV-Strom ist der vom EEG am höchsten subventionierte Strom. Das Kapital ist der begrenzende Faktor unserer "Energiewende".

- einen Batterie-PKW mit Schnellladung kaufen
Batterie-PKWs benötigen im Winter mehr Strom als im Sommer.
Batterie-PKWs sind ganzjährig auf das Stromnetz angeweisen. Sie können sich nicht an die Stromerzeugung anpassen.
Schnellladungen mit hohen Spitzenleistungen machen unser 50Hz Netz instabil.

- eine Wärmepumpenheizung installieren
Der Winterverbrauch ist (je nach Auslegung) etwa 20 mal so hoch wie der Sommerverbrauch.

Wer mit unserer "Energiewende" leben möchte, sollte folgendes tun:

- einen Stromverbraucher betrieben, der folgende Eigenschaften besitzt:
Verbraucht im Sommer mehr Strom als im Winter
Ist nicht zwingend auf das Stromnetz angewiesen

--> Ein Verbraucher, der zukünftig sehr gut zu unserer "Energiewende" passt, ist ein Plug-In Hybrid.

Ein Plug-In sollte dabei passend zum Angebot betrieben wird. Im Sommer mit hohem Stromanteil, im Winter mit hohem Anteil an Ottokraftstoff. Ein Plug-In bietet den großen Vorteil, dass er, anders als ein Batterie-PKW, nicht auf Strom angewiesen ist. Er kann Strom nutzen, wenn das Angebot sauber ist. In Zeiten mit zu wenig sauberem Strom im Netz ist er mit Ottokraftstoff sauberer unterwegs, als ein Batterie-PKW mit Kohlestrom.

Wenn wir Plug-Ins als variable, anpassungsfähige Stromverbraucher einsetzen, hilft das der Energiewiende.

Seit der Ölkrise 1973 hat sich Deutschland eine strategische Öl- und Kraftstoffreserve für 3 Monate angelegt. (Die Kosten dafür sind im Benzinpreis enthalten.) Bisher haben wir diese Speicherkapazität noch nie wirklich ausnutzen müssen.

Zukünftig wird unser Kraftstoffverbrauch durch Plug-Ins jahreszeitlich stärker schwanken. Wir können dazu zum Ausglich auf vorhandene Öl- und Kraftstoffspeicher zurückgreifen. Das erlaubt es uns, das ganze Jahr über konstant weniger Öl zu importieren. Nachfrageschwankungen werden über die vorhandenen Speicher ausgeglichen.

Plug-Ins helfen regenerativen Stromerzeugern und reduzieren die Öl-Importe. Sie tun sie das, ohne negative Nebenwirkungen. Weder belasten sie in kritischen Zeiten das Stromnetz, noch benötigen sie zusätzliche Jahreszeiten-Stromspeicher. Es ist deutlich sinnvoller, im Winter PKWs mit Ottokraftstoff zu betrieben, als Batterie-Fahzeuge mit Strom aus Kohle.

Wir brauchen keine Angst zu haben, dass uns bei geringem Speicherstand das Öl ausgehen wird. Deutschland ist Exportweltmeister. (Anders ausgedrückt: Wir importieren zu wenig.) Rein wirtschaftlich betrachtet, wird Deutschland das letzte Land der Welt sein, dem das Öl ausgeht.

Etwa gleichwertig zu einem Plug-In dürfte die Kombination aus einem Hybrid-PKW und einem Batterie-Kleinkraftrad sein.

Ein Batterie-Zweirad passt gut zur Energiewende. Durch den Entfall der Innenraumheizung fällt der Mehrverbrauch bei Kälte gering aus. Auch sinkt die Reichweite bei Kälte nicht so stark, wie bei einem Batterie-PKW. Da Zweiräder In der Praxis bevorzugt bei schönem Wetter genutzt werden, ist ein Batterie-Zweirad ein Sommerverbraucher. Zur Schnellladung genügt eine Schuko-Steckdose. Eine Fahrt mit einem Batterie-Zweirad ist immer umweltfreundlicher, als eine Fahrt mit einem Batterie-PKW.

Die Kombination Hybrid-PKW und Batterie-Kleinkraftrad oder ein Plug-In bieten folgende Vorteile:
- mehr Stromverbrauch im Sommer, kein zusätzlicher Stromverbrauch im Winter
- Stromverbrauch flexibel steuerbar
--> weniger Jahreszeitenspeicher im Stromnetz notwendig
- weniger Kraftstoffverbrauch im Sommer
--> Jahreszeitenspeicher für Kraftstoff sind schon vorhanden

Kann ein Verbrennungsmotor regenerativ betrieben werden?
Ja, dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Eine Variante, die zukünftig interessant werden könnte ist der Betrieb mit Wasserstoff / Gas aus regenerativem Strom.

Jeder neue Batterie-PKW ist ein zusätzlicher Stromverbraucher.

Ein Batterie-PKW wird zum Laden mit dem Stromnetz verbunden.
Woher kommt, physikalisch betrachtet, der zusätzliche Strom, der zum Laden benötigt wird?

Aus der PV (die Sonneneinstrahlung erhöht sich plötzlich)? --> Nein
Aus Windkraft (es weht plötzlich mehr Wind)? --> Nein
Aus Laufwasserkraft? --> Nein (Wasserkraftwerke sind Grundlastkraftwerke)
Aus Biomasse? --> Nein (Biomassekraftwerke sind Grundlastkraftwerke)
Aus Kernkraft? --> Nein (Kernkraftwerke sind Grundlastkraftwerke)
Aus Speichern? --> Nein (kurzfristig ja, langfristig wird der Speicherhaushalt wieder durch Kohlekraftwerke ausgeglichen)
Aus Kohleverstromung? --> Ja

Physikalisch betrachtet werden Batterie-PKWs aktuell praktisch zu 100% mit Kohlestrom betrieben. Es geht nicht anders:
- Die einzige Möglichkeit, auf einen höheren Strombedarf zu reagieren, ist es mehr Kohle zu verbrennen.
- Die sinnvollste Möglichkeit, auf einen niedrigeren Strombedarf zu reagieren, ist es weniger Kohle zu verbrennen.

Die Physik unterscheidet dabei nicht, ob der Verbraucher einen Vertrag mit einem Ablasshändler (=Ökostromanbieter) besitzt oder nicht. Vor der Physik sind wir alle gleich.

Was kann ein "Ökostrom"-Kunde tun, damit weniger Kohle verbrannt wird?
--> Selber weniger Strom verbrauchen
Was kann ein "Ökostrom"-Kunde tun, damit mehr Kohle verbrannt wird?
--> Selber mehr Strom verbrauchen

Moderner Ablasshandel ist genauso sinnvoll, wie der historische Ablasshandel. Man mag sich ein gutes Gewissen kaufen, physikalisch bewirkt Ablasshandel nichts. (Erneuerbare Kraftwerke werden erbaut, weil sie durch das EEG gefördert werden, nicht weil es "Ökostrom"-Verträge gibt.)

Wer den deutschen Strommix auf Batterie-PKWs ansetzt, der rechnet sich die e-Mobilität schön. Aktuell ist es realistisch, mit etwa 1kg co2/kWh für zusätzliche Stromverbraucher wie Batterie-PKWs zu rechnen.

Wie sieht ein Schnelllader aus, der die Energiewende unterstützt?

Um die Energiewende unterstützen zu können, muss ein Schnelllader verbrauchslenkend sein. Dazu gibt es folgende Möglichkeiten:
- Über den Preis:
Je nach aktuellem Netzzustand, sollte der Preis von fast kostenlos bis zu sehr teuer schwanken.
Der tatsächliche Preis einer Schnellladung kann 24h im voraus festgelegt werden.
- Über die Leistung:
Je nach aktuellem Netzzustand, sollte die Ladeleistung von maximal bis auf 0 gedrosselt werden können.
Die tatsächliche Ladeleistung kann 24h im voraus festgelegt werden.

(Die Extremwerte sehr teuer / Ladeverweigerung würden dabei nur selten auftreten.)

Angebote, wie z.B.:
- Schnellladung immer kostenlos
- Schnellladung immer mit Maximalleistung
- Leasing, in denen zu 30% Schnellladung animiert wird
passen gut zur amerikanischen Stromerzeugung mit hohem Kohlestromanteil. Der deutschen Energiewende helfen sie nicht.

Sinnvolle Tagesreichweite:
Langstrecken, die unterwegs ein Nachladen erfordern, sind kritisch zu bewerten. Das Nachladen erfolgt dabei in der Regel mit hoher Leistung und ist zeitlich nicht verschiebbar. Auf den aktuellen Zustand der Energieerzeugung kann bei Langstreckenfahrten keine Rücksicht genommen.
Tagesfahrleistungen, die ohne Nachzuladen absolviert werden können, sind vorteilhafter. Die notwendige Aufladung kann variabel über einen längeren Zeitraum stattfinden.

Schnellladungen sollten die Ausnahme sein. Für Langstrecken bieten sich wahlweise Hybrid PKWs oder die Fahrdraht-e-Mobilität an.

Es wird gerne behauptet, die deutsche Automobilindustrie hat die e-Mobiltät verschlafen. Stimmt das?

Durchschnittlicher Antriebswirkungsgrad (ab Zapfsäule / Steckdose):
Konventioneller PKW:
Innerorts: 10%
Durchschnitt: 20%
Autobahn: 30%

Hybrid-PKW:
Innerorts: 20%
Durchschnitt: 25%
Autobahn: 30%

Batterie-PKW:
Innerorts: 65%
Durchschnitt: 70%
Autobahn: 75%

--> Batterie-PKWs haben energetisch ihre größten Vorteile Innerorts.
Auch die Vorteile lokale Emissionsfreiheit und leiser Antriebsstrang wirken innerorts am stärksten.

Ein Batteie-PKW für die Stadt ist sinnvoller als ein Batterie-PKW für die Autobahn.
Aktuell sind Batterie-PKWs wenig sinnvoll (= Kohlestrommobile). Die deutsche Automobilindustrie beginnt jetzt, sich auf die kommende e-Mobilität vorzubereiten.

--> Man darf durchaus behaupten: Die deutsche Automobilindustrie hat die e-Mobilität verstanden.

Energiebedarf pro Personenkilometer:
e-Fahrrad: 5Wh
e-Kleinkraftrad: 40Wh
e-ÖPV: 80Wh
e-PKW: 160Wh

Wie sieht eine sinnvolle e-Mobilität aus?

0. (Das ist konkurrenzlos):
- Mobilitätsvermeindung
- zu Fuß gehen
- Radfahren
1.: e-Fahrrad
2.: e-Kleinkraftrad
3.: e-ÖPV
4.: Stadt e-PKW
5.: Autobahn e-PKW

In Deutschland laufen an 8760 Stunden im Jahr Kohlekraftwerke. Ein Zeichen dafür, dass wir mehr Strom verbrauchen, als wir sinnvoll erzeugen können. Solange das der Fall ist, sollten wir Strom dort einsetzen, wo wir pro kWh die größte Kraftstoffeinsparung erzielen können.

Für eine sinnvolle Mobilität sollten wir uns aktuell um die Punkte 0 bis 3 kümmern. Wenn diese Punkte abgearbeitet sind, können wir mit 4 und später mit 5 fortfahren.

Gewichtsvergleich:
- Mensch: 75kg
- Fahrrad: 12,5kg
- Kleinkraftrad: 125kg
- PKW: 1250kg

In einem aktuellen PKW kommen auf 1kg Nutzlast etwa 9kg Fahrzeuggewicht.
Ein aktueller PKW besitzt einen Antriebswirkungsgrad von etwa 25% (Hybrid) / 70% (Batterie).
Zum Transport einer Person ist eine Stirnfläche von 0,8m^2 ausreichend. Ein cw-Wert von 0,2 ist möglich. Ein aktueller PKW (= 1,5 Personen) besitzt eine Stirnfläche von etwa 2,25m^2. Der cw-Wert beträgt etwa 0,28.

Aktueller Batterie-PKW:
Gewicht: 10% Nutzen, 90% Verlust
Antriebsstrang: 70% Nutzen, 30% Verlust
Luftwiderstand: 25% Nutzen, 75% Verlust

--> Ein Batterie-PKW ist kein Effizienzwunder

Aktuell ist ein Hybrid der wohl sinnvollste PKW.
In ein paar Jahren werden Plug-Ins wahrscheinlich sinnvoller sein. (Sie sollten dann, jeweils entsprechend des Angebots, mit Strom oder Kraftstoff betrieben werden.)
Bis Batterie-PKWs (zuerst innerorts) in Deutschland sinnvoll werden, dürfte noch einige Zeit vergehen.

Mit der Einführung des neuen Prius im Jahr 2015 könnten Plug-Ins eine interessante Alternative zum Hybrid werden.
(Der Plug-In wird 2015 voraussichtlich für weniger Aufpreis, eine erhöhte Reichweite und einen etwas reduzierten Verbrauch bieten.)
2015 wird es sicher auch interessante Plug-Ins der Konkurrenz geben.

In Zeiten der weltweit wachsenden Mobilität, müssen PKWs langfristig deutlich leichter und deutlich aerodynamischer werden. Sonst wird die Welt unsere Mobilität nicht verkraften können.

Schnappie schrieb:
Aktuell ist ein Hybrid der wohl sinnvollste PKW.

Der sinnvollste PKW wäre der, der seinem Einsatzzweck angemessen dimensioniert ist.

Wieso gibt es z.B. keine Fahrzeuge mehr a la BMW Isetta? Verbrauch laut Wikipedia 3,3L. Würde mir für meinen Arbeitsweg völlig ausreichen.

Statt dessen sieht man immer mehr Leute alleine in SUV's, Vans etc. rumfahren.

DAS halte ich für die eigentliche Fehlentwicklung.