Weil unsere lieben Politiker gerade über hocheffiziente Verbrenner sprechen, ein wenig physikalischen Realismus zum Thema.

  • smokeysnilas@feddit.org
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    4 days ago

    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.

    • D_a_X@feddit.orgOP
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      4 days ago

      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.

      • smokeysnilas@feddit.org
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        4 days ago

        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.

        • saimen@feddit.org
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          3 days ago

          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.

          • smokeysnilas@feddit.org
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            3 days ago

            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.

    • WalterLego@lemmy.zip
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      4 days ago

      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.

      • smokeysnilas@feddit.org
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        4 days ago

        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.

        • saimen@feddit.org
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          3 days ago

          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

          • smokeysnilas@feddit.org
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            3 days ago

            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.

    • renormalizer@feddit.org
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      3 days ago

      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.

      • smokeysnilas@feddit.org
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        3 days ago

        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.)

        • renormalizer@feddit.org
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          2 days ago

          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.

        • saimen@feddit.org
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          3 days ago

          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

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            3 days ago

            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.