Weil unsere lieben Politiker gerade über hocheffiziente Verbrenner sprechen, ein wenig physikalischen Realismus zum Thema.
Passend dazu gerade in einem anderen Beitrag gesehen:
Die Lösung aller Probleme in Verbindung mit PKWs sind Züge, nicht andere PKWs. Züge. Sprecht mir nach: Z Ü G E
tschu tschuu
Tsch-ke-tsch-ke tsch-ke-tsch-ke tsch-ke-tsch-ke
Fun fact: dieses charakteristische Geräusch machen Züge schon seit fast 100 Jahren nicht mehr. Das kam zustande durch kleine Lücken zwischen den Schienen, damit diese sich bei Wärme ausdehnen können. Das heißt wir alle haben dieses Geräusch nie gehört. Es war für die Generation damals aber so einprägsam und charakteristisch, dass es kulturell weitergegeben wurde (und wir machen es immer noch mit unseren Kindern).
Und demselben Physikstudenten zerfickt unsere Bundesregierung nebenbei gerade die Zukunft.
Hat dieser linksgrün versiffte Nerd auch verdient. Was fällt ihm ein unserem Verbrenner Kult nicht beitreten zu wollen??
Ich habe ich ein Angebot, was man unserer Regierung (insbesondere unserem Weißwurst-Inhalator in München) offerieren könnte:
Ein Adiabatischer Sechszylinder mit Miller-Atkinson-Zyklus. Neben Umgebungsluft nutzen wir nicht etwa das so umstrittene Erdöl, Diesel oder sowas, sondern Dicyan in Kombination mit Lachgas. Dieser Motor wäre zudem ein Selbstzünder mit einem Wirkungsgrad von ca. 70%.
Okay, der Abgasstrahl aus dem Auspuff wäre ca. 4000 Grad heiß und hochgradig toxisch für alles Leben und sowohl Motor, wie auch alle anderen Komponenten müssten auch hochfester Keramiklegierung sein, um bei den ultraheißen Verbrennungen nicht zu schmelzen oder zu Plasma zu werden, aber DAS wäre dann WIRKLICH das Höchste der Gefühle, was Effizienz anginge. Schade nur, dass, wenn ein paar Dutzend dieser Motoren im Praxiseinsatz sind, sie keiner mehr erleben würde, da alle von den Emissionen getötet würden…
@gajustempus @D_a_X
…und sie trotzdem viel ineffizienter wären als Elektomotoren…nicht das IRGENDWER eine Vergleichsmessung überleben würde…aber ja, stimmt natürlich
Wenn dieser Elektrotrend vorbei ist, können wir unsere Flugtaxis mit geschmolzenem Lithium, grünem Wasserstoff und elementarem Fluor betreiben.
Die Art Erklärung kommt ja jetzt öfter, aber ich finde das ist etwas zu schnell geschossen. Also, natürlich nicht falsch, aber zu sehr auf einen Aspekt eingeschossen.
Erstens, der Carnot-Wirkungsgrad gilt wie üblich in der Physik für stark idealisierte Systeme die überhaupt nichts anderes tun. Also keine Interaktion mit der Umgebung etc. Da wären dann auch 80%-90% denkbar, aber in der Realität ist eine Kuh kein masseloser Punkt im Vakuum und reale Motoren haben entsprechend ca. 40%. Die sind also nicht von Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik begrenzt sondern vorher noch erstmal von ganz anderen Dingen.
Zweitens weiß ich nicht, wieso wir bei “effizient” überhaupt zuerst an den Wirkungsgrad des Motors denken. Klar kann man Autos effizienter, billiger und umweltfreundlicher machen indem man den Wirkungsgrad erhöht und dadurch mit weniger Treibstoff die gleiche Arbeit verrichtet. In der Realität haben wir Autos aber zu einem großen Teil mit besserer Aerodynamik effizienter gemacht. Und die hat mit dem Wirkungsgrad des Motors nichts zu tun. Oder mit der Art des Motors ansich.
Auch energiedichtere Treibstoffe wären denkbar, oder leichtere Materialien, usw. In der Realität hat sich das halt nicht rechtzeitig ergeben bevor die Elektroautos überholt haben, aber am Wirkungsgrad des Motors alleine hing das auf jeden Fall nicht.
Wenn der Wirkungsgrad des Motors alles entscheiden würde, könnten wir ja bei den Elektroautos jetzt aufgeben. Da ist der Wirkungsgrad ja schon hoch und mehr als 100% geht nicht, dementsprechend ist da eh nicht mehr viel zu holen. Das ist aber natürlich Quatsch, weil der Wirkungsgrad in der Realität eben nur einer von vielen Faktoren ist und nicht mal wirklich der wichtigste.
Wo der Wirkungsgrad dagegen wirklich ein Totschlagargument ist, sind die E-Fuels. Da haben wir einen direkten Vergleich was ein Elektroauto mit X Menge umweltfreundlich erzeugten Strom an Arbeit leistet, vs den Verbrenner mit Treibstoff der mit der selben Menge Strom hergestellt wurde. Weil da nicht nur der Wirkungsgrad vom Motor schlecht ist, sondern auch bei der Produktion des Treibstoffs der Wirkungsgrad schlecht ist, fällt der Vergleich natürlich katastrophal aus zu Ungunsten der E-Fuels.
Zweitens weiß ich nicht, wieso wir bei “effizient” überhaupt zuerst an den Wirkungsgrad des Motors denken
Weil die Politiker spezifisch von “hocheffizienten Verbrennern” gesprochen haben. Alle anderen Effizienzsteigerungsmaßnahmen wie Aerodynamik und Masse können ebenso auf batterieelektrische Fahrzeuge angewandt werden und sind dementsprechend in der aktuellen öllobby-getriebenen Kontroverse irrelevant.
Hocheffizient wäre vermutlich auch nur kleinere Autos zu fahren mit viel weniger (unnötigem) Gewicht. Vielleicht will die Bundesregierung ja nur noch Kleinwagen bei Verbrennern zulassen und SUV verbieten? /s
Da wären dann auch 80%-90% denkbar, aber in der Realität ist eine Kuh kein masseloser Punkt im Vakuum und reale Motoren haben entsprechend ca. 40%.
Na ja, der Student hat im Video die relevante Formel genannt. 1- kalt/warm (in Kelvin). Nachdem wir Autos nicht in der Nähe des absoluten Nullpunkts betreiben und Temperaturen in der Nähe des Schmelzpunkts von Alu (ca 930°K) auch nicht realistisch sind, sind 1- 200/700 schon absolut utopisch und das sind gerade mal 71%.
aber in der Realität ist eine Kuh kein masseloser Punkt
Willst du etwa sagen, dass @cows_are_underrated@feddit.org fett ist? /j
HAST DU MICH GERADE FETT GENANNT??!?!?
Ich nicht, aber möglicherweise @setsubyou@lemmy.world
Der Fokus auf den Wirkungsgrad greift auch zu kurz, weil der Strom natürlich erst erzeugt werden muss und dabei auch ein Wirkungsgrad zugrunde liegt. Vergleichen wir z.B. ein EAuto das mit Strom aus einem Ölkraftwerk geladen wird, dann ist die direkte Verbrennung im Automotor wieder besser. Und selbst grüner Strom aus Solarenergie muss erzeugt werden und aktuelle Solarzellen haben einen zahlenmäßig sehr niedrigen Wirkungsgrad. Das Gesamtsystem eines mit Solarenergie geladenen EAutos liegt im Wirkungsgrad <20% also deutlich unter dem Verbrenner. (Jedenfalls nach allgemeiner Lesart, wenn man die prähistorische Photosynthese außen vor lässt.) Ist das jetzt deswegen schlechter? Der Wirkungsgrad ist also eigentlich ziemlich egal. Es kommt auf die Umweltfolgen, die Energievorräte und auch die sozialen Folgen an! Wenn wir Solarenergie noch für Millionen Jahre im Überfluss haben dann ist das das Argument. Und zumindest energetisch können wir es uns dann auch erlauben dicke und ineffiziente Elektro-SUVs mit Mehrzonenklima usw. zu fahren. Beim Verbrenner ist peak oil halt schon vorbei und umweltmäßig ist der auch mies.
EAutos sind deswegen aber kein Freibrief, sondern auch die sozialen und die Umweltfolgen von EAutos müssen wir noch besser in den Griff kriegen. Kobalt in Afrika und seltene Erden in China werden halt aktuell extrem rücksichtslos abgebaut. Und in einer idealen Welt müssen wir eigentlich so konstruieren, dass alle endlichen Materialien (Stahl, Kunststoffe, …) 100% recyclet werden.
Und selbst grüner Strom aus Solarenergie muss erzeugt werden und aktuelle Solarzellen haben einen zahlenmäßig sehr niedrigen Wirkungsgrad.
Abteilung Äpfel mit Birnen
Dieser Wirkungsgrad beschreibt, wie viel wir von der Sonnenstrahlung abgreifen können. Wir bekommen von den ca. 1000 Watt/m², die die Sonne so liefert, ca. 200 Watt auf die Straße. Das heißt, wir erzeugen dafür keine zusätzlichen Emissionen oder Erwärmung.
Der Wirkungsgrad bei einem Verbrenner beschreibt den Wirkungsgrad der Wärme-Kraft-Maschine und lässt komplett außen vor, wie der Treibstoff aufbereitet und was dafür an Energie verwendet wurde. Und was dafür an Emissionen erzeugt wurde.
Das heißt, wir erzeugen dafür keine zusätzlichen Emissionen oder Erwärmung.
Genau das bildet der Wirkungsgrad halt nicht ab, weshalb es das falsche Argument ist. Genau das hab ich doch gesagt. Der Wirkungsgrad betrachtet nur die Energiebilanz. Eigentlich ist die Art der Energie wichtig und ob sie ohne endliche Ressourcen auskommt, nicht der Wirkungsgrad.
Abteilung Äpfel mit Birnen
Ist halt in beiden Fällen der Wirkungsgrad. Mir ist klar das das nicht vergleichbar ist, aber der physikalische Wirkungsgrad lässt alle anderen Aspekte außen vor sondern bricht die Energiebilanz auf eine Zahl runter und das war’s. Es ist dann halt das falsche Maß um diese Technologien zu vergleichen.
Da hast du recht. Ist aber auch Haarspalterei bzw. am Thema vorbei. Die Bundesregierung spricht ja von hocheffizienten Verbrennern und damit vom Wirkungsgrad. Natürlich kommt es nicht darauf an sondern auf die Klimafolgen. Aber da gibt es ja noch weniger zu diskutieren bzw. ist die Sachlage ja noch eindeutiger zu Gunsten von Elektroautos. Jedes Gramm Erdöl, dass nicht zu CO2 verbrannt wird ist ein Plus für die Elektroautos.
Die ursprüngliche Kritik des Physikstudenten wäre halt treffsicherer gewesen, wenn sie genau hier angesetzt hätte anstatt am Wirkungsgrad. Genau das war die Aussage vom ersten Kommentar.
Öl, Diesel und Benzin kommen auch nicht aus der Tankstelle, sondern werden raffiniert. Das allein ist schon ein riesiger Aufwand. Dazu werden sie um die halbe Welt transportiert, teilweise aus Ölsand aufbereitet etc.
Ist richtig, das sollte auch kein Argument für Ölsand sondern gegen den Fokus auf den Wirkungsgrad sein. Wie ich gesagt habe, eigentlich muss man für einen fairen Vergleich bei der Photosynthese der Urzeitpflanzen anfangen.
So ein Quatsch. Ein fairer Vergleich sieht so aus:
Verbrenner verbrennen Erdöl zu CO2, was zur Klimakatastrophe führt, abhängig macht von den produzierenden Ländern und sowieso in absehbarer Zeit aufgebraucht ist–> schlecht für das Überleben der Menschheit
Elektroautos nutzen Elektrizität, die aus Wind- und Sonnenkraft kommen kann, die praktisch unbegrenzt vorhanden sind ohne dabei CO2 freizusetzen und unabhängig von jedem Land (bzw. sogar von jeder Privatperson!) selbst produziert werden können --> gut für das Überleben der Menschheit
Ich meinte natürlich ein fairer Vergleich in Hinsicht auf die Energiebilanz, das war aus dem Kontext hoffentlich klar. Die Umweltfolgen sind natürlich ein anderer Aspekt und eigentlich der wichtigere, genau das war ja mein ursprüngliches Argument.
Die Frage ist doch, wie viel Primärenergie nötig ist, um das Auto 100km zu bewegen. Und da ist der Unterschied, ob die Energie einfach “geerntet” werden kann oder aus dem Boden geholt und mit CO2-Emission verbrannt werden muss. In beiden Fällen ist der Wirkungsgrad wichtig, weil er die Ressourcen für die Anlagen und die CO2-Emissionen bestimmt.
Beim Vergleich Ölkraftwerk -> E-Auto gegen Verbrenner wäre ich mir nicht so sicher. Das UBA gibt Wirkungsgrade von 39,1% und 43,1% für Braun- und Steinkohle an. Mit einer Kraftwerk->Rad-Effizienz eines E-Autos von 70% liegt man in der Bandbreite von 25% bis 30%, in der auch Verbrenner liegen. Wenn der Strom aus einem Gaskraftwerk (57%) kommt, ist der Wirkungsgrad mit 40% leicht höher als bei Verbrennern. Und Unterschiede in der Raffinierung von Öl für große Kraftwerke zu Benzin oder Diesel sind da noch nicht eingerechnet.
Wenn Energie “im Überfluss” da ist ist doch eigentlich die Energiemenge egal.
Bandbreite von 25% bis 30%
Der Verbrennungsmotor für sich hat laut Google 40-45%. Kraftwerk-Rad ist beim Verbrenner schwierig zu vergleichen weil es eben kein Kraftwerk gibt. Man müsste vergleichen welche Raffinerieprodukte ins Kraftwerk und welche ins Auto gehen und was das vom Wirkungsgrad für einen Unterschied macht. Laut Google geht ins Ölkraftwerk auch Diesel bzw. Heizöl. Dann kann ich mir nicht vorstellen dass die zusätzlichen Umwandlungen im Kraftwerk und in der Batterie den Wirkungsgrad nicht schlechter machen als bei einem Verbrenner.
ob die Energie einfach “geerntet” werden kann oder aus dem Boden geholt
Eben, es kommt mehr auf die Art der Energie an als auf die Energiemenge. Und vor allem beginnt die Bilanz nicht am Auto oder an der Tankstelle. Und darum ist sowas wie “EMotoren haben >90% Wirkungsgrad” zwar nicht falsch aber auch keine hilfreiche Aussage. Die Energie die ins EAuto geht ist halt schon deutlich mehr veredelt worden als beim Verbrenner. Und elektrische Energie ist bekanntlich deutlich wandlungsfähiger als Diesel oder Benzin. Das ist aber keine neue Erkenntnis und für sich genommen auch kein Argument für oder gegen eine Technologie.
Mal andersrum gedacht, wenn wir eine super Nutzpflanze hätten deren Photosynthese so viel besser wäre als Solarzellen, dass wir damit extrem günstig EFuels in rauen Mengen und super flächeneffizient und ohne Verdrängungseffekte für Nahrungsmittel usw. herstellen können. Und das wäre pro Kilometer Fahrenergie deutlich günstiger als EAutos und Solar. Wäre dann nicht der Verbrenner wieder die bessere Technologie ganz unabhängig vom Wirkungsgrad?
(Und bevor mir wieder etwas unterstellt wird: das sind ganz schön viele wenns und diese Pflanze gibt es natürlich nicht. Ich will nicht für den Verbrenner argumentieren, sondern dagegen alles am Wirkungsgrad festzumachen.)
Energie ist aber nicht im Überfluss da. Jede großskalige Extraktion hat Auswirkungen. Seien es bloß die Material- und Arbeitskosten für Windräder oder Solarzellen. Es macht einen Unterschied, ob wir das 2- oder 10-fache der benötigten Energie extrahieren müssen.
Ich stimme dir zu, dass mit Effizienzen viel Schindluder getrieben wird. Die Effizienz ist ein Bruch und man muss darauf achten, dass beim Vergleich im Zähler und Nenner die selbe Größe steht. Also muss man eben immer den Ausgangspunkt im Auge behalten. Deshalb habe ich die Werte so multipliziert, dass am Ende “Mechanische Energie pro Heizwert Brennstoff” herauskommt. Und mit einem combined-cycle Gaskraftwerk käme man mit einem E-Auto gegen einen Benziner ganz gut weg.
Ölkraftwerke scheinen nicht so wahnsinnig effizient zu sein, und Dieselmotoren sind verhältnismäßig gut. Also gewinnt man in dem Fall nichts mit dem Umweg über Kraftwerk und Batterie.
Selbst mit 100% effizienten Energiepflanzen kommst du nicht über das hinaus, was die Sonne pro Fläche liefert. Und mit den Verlusten durch die E-Fuel-Produktion (50% im besten Fall) landest du wieder bei 20% der eingestrahlten Sonnenenergie als mechanischer Energie, also nur ein Drittel besser als mit einer Solarzelle.
Ich würde also das Reden über Wirkungsgrade nicht per se verteufeln. Man muss halt immer genau hinschauen, worauf sich die Zahlen beziehen.
Genau deswegen sind solche Diskussion komplett am Thema vorbei und werden vermutlich von der Öl Lobby gepusht. Es geht doch eigentlich um die Klimafolgen und da ist ein E-Auto doch ganz klar besser als ein Verbrenner. (Punkt)
Alles andere ist nur die Verwirrungs- und Verwässerungstaktik der Ölkonzerne, genauso wie die erfolgreiche PR Kampagne, dass jeder zu Hause Energie sparen muss, in dem er das Licht aus macht usw. um den “Klimawandel” (die Klimakatastrophe) zu verhindern.
Ein guter Vergleich ist wenn man jetzt Vapes vergleichen würde mit einem Lutscher und dann argumentiert, dass Vapes ja gesünder sind als richtige Zigaretten und sowieso ein Lutscher ja auch gesundheitsgefährdend ist wegen dem Zucker und ausserdem hat der ja auch Plastik übrigens !!!einseinself
Genau deswegen sind solche Diskussion komplett am Thema
Schön das wir uns einig sind.
das Licht aus macht um den “Klimawandel” zu verhindern
Noch besser finde ich Fotos aus der Cloud löschen gegen den Klimawandel. Leute haben halt Null Gefühl welche Technik wieviel Energie verbraucht und wo der Hebel ist.
Danke an den Physik-Studenten. Das habe ich als Elektrotechnik-Student vor 30 Jahren auch so ähnlich gefühlt und dachte: “Super, das werden die dann ja bestimmt bald alles ändern!”
Danke!
Zudem ist es effizienter, Treibstoff bei bestem Wirkungsgrad mit einem Generator in Strom zu verwandeln, und damit mit einem Elektroauto zu fahren.
Die Effizienz von Elektroautos is crazy! Ein SUV verbraucht weniger als ein alter schrottier Kleinwagen (obwohl natürlich etwas mehr Reifenabrieb entsteht und vor allem sehr viele Ressourcen verbraucht werden)
Das mit dem Reifenabrieb ist einfach zu lösen: man baut Metallräder und lässt die auf speziellen Metallstraßen fahren: boom, sau wenig Abrieb.
Die Metallstraßen baut man so, dass viele Leute sie sinnvoll nutzen können, dann baut man die Autos größer, dann passen mehr Menschen rein und es muss gar nicht mehr jeder selbst fahren. Das könnte dann ein Fahry übernehmen 👌
Und sobald man das Reifenabriebsproblem mit den Metallstraßen gelöst hat, könnte man noch das Batterieproblem lösen, indem man die Metallradautos direkt mit Strom versorgt! Zum Beispiel mit einer Oberleitung.
Haha, nein, ist nur ein Witz, das wäre ja Science Fiction
Warte, du hast mich verloren, weil du in deinem Absatz kein einziges Mal das Wort Pods verwendet hast.
Ja, ausserdem muessen die pods in luftlehren roehren fahren, dann gibts bei 1000km/h weniger reibung!!11!
Das natürlich auch. In Großstädten zB. Aber in einigen Bereichen ist Individualverkehr noch immer effektiver, das muss aber halt klar begrenzt werden.
Bin 100% für autofreie Städte außer leisen, effizienten Nutzfahrzeugen. Große Radwege, Ruhe, Sicherheit, schnelles Vorankommen für wirklich dringende Transporte, kein Gestank, Gefahr für sämtliche Menschen, nutzbarer Freiraum…
In der Realität hat ein Verbrennen unter ungünstigen Umständen auch gerne mal einen Wirkungsgrad von deutlich unter 20%
Wenn man die Herstellung des Treibstoffes mit einbezieht ist 20% wahrscheinlich eher das Maximum.
Alles gebremste (was extremst viel ist), ist beim Verbrenner komplett verloren. Beim Elektroauto zumindest teilweise nicht. Also in der Realität noch mal ein riesen Unterschied.
Zum Glück hatte er dieses Oberteil an! Sonst hätte ich nicht gedacht oder geglaubt das er Physikstudent ist! 🥸
Die Antriebsart ist nur ein Aspekt bei der Mobilität und der ausschließliche Blick darauf greift imo zu kurz. Die Diskussion sollte sich nicht nur um das Auto als Fortbewegungsmittel drehen. Dieses hat als Baustein im Mobilitätskonzept seine Berechtigung, neben Öffis, Roller und (Elektro-) Fahrrad. Und ganz bestimmt ist es keine gute Idee eine Einzelperson im Dreitonner mit stop and go durch den Berufsverkehr zu transportieren, dafür ist auch der E-Antrieb nicht die Antwort. Die Ressourcen für Straße, Treibstoff und Fahrzeug müssen irgendwoher kommen und das belastet den Planeten. Schiene (Bahn, tram, u-Bahn) ist effizienter, Bus bestimmt auch. Bei Logistik und Rettungsdiensten hingegen, wäre es wieder eine Option.
Ich glaub bei der Diskussion im Video geht’s auch nicht darum, dass irgendjemand glaubt, es gäbe hocheffiziente Verbrenner. Es geht darum, dass es das ist, was die deutschen Autobauer gut beherrschen und das möchte man fördern. (Sinnvoll ist das nicht. Nur leider hat man die Entwicklung beim E-Antrieb verschlafen.)
Im Detail hat der Physikstudent recht. Aber.
Ich glaub bei der Diskussion im Video geht’s auch nicht darum, dass irgendjemand glaubt, es gäbe hocheffiziente Verbrenner.
Genau das versuchen uns gerade Politiker und die geneigte Industrie zu verkaufen.
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