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Elektroauto, Wasserstoff, E-Fuels - Berichterstattung in Medien


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Kaum ein Tag an dem nicht über neue Antriebstechnologien debattiert wird. Das wissen auch die Medien zu schätzen und es erscheinen in regelmäßigen Abständen Artikel zum Thema. Manchmal gut recherchiert, aber oftmals vor allem auch um Leser bei der Stange zu halten und um die Klickzahlen zu steigern. Viele dieser Artikel sind nicht grundsätzlich richtig oder falsch, aber sie verleiten schnell zu falschen Schlüssen. Gerne werden sie auch zur Bestätigung der eigenen Meinung verwendet.

Ein gutes Beispiel liefert aktuell ein Artikel der Schweizer Zeitung Blick. In der Ausgabe vom 25. Januar 2020 titelt er:

Zitat

Autobranchen-Experten fordern synthetische Treibstoffe - Nur Elektro reicht nicht

Branchenexperten sind sich an einem deutschen Kongress einig: Das Elektroauto allein könne das Klima nicht retten, die Politik müsse deshalb nun synthetische Treibstoffe fördern.

Damit auch wirklich möglichst viele Leser die Meldung anklicken wird auf der Frontseite zusätzlich auf das Banner geschrieben: 

Zitat

Auto-Experten fordern synthetische Treibstoffe
E-Autos retten das Klima nicht

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  • 2 months later...

Wasserstoff- und E-Autos .... der Versuch einer einfachen (Umwelt)Bilanz

Elektroautos sollen das Klima retten, indem sie den CO2-Ausstoß reduzieren.

So liese sich die "Bilanz" auf einen Satz verkürzt darstellen. Elektromotoren verursachen keinen CO2-Ausstoß und wenn man das nicht weiter hinterfrägt, dann stimmt das auch.

Das wäre nur die halbe Wahrheit, denn die Milch kommt von der Kuh, bevor wir sie "aus dem Tetrapack" im Supermarkt trinken können.
Für den Strom bedeutet das, dass dieser auch erst einmal hergestellt werden muss, bevor wir den "Stecker in die Steckdose" schieben können, um unseren PC zu nutzen oder unser E-Auto aufzuladen.

Woher kommt kommt denn der Strom und wie wird er denn hergestellt?

Strom kann auf verschiedene Art und Weise hergestellt werden.

  • In einem Atomkraftwert / Kernkraftwerk (lassen wir jetzt mal die "feinen Unterschiede" einfachheitshalber beiseite) wird mit Hilfe von radioaktiver Strahlung Wasser verdampft und damit eine Turbine betrieben, an die ein Generator angeschlossen ist, der den Strom erzeugt. Soweit ganz einfach. Nur irgendwann ist das Material, welches die radioaktive Strahlung erzeugt, "verbraucht" und muss erneuert werden. Wohin mit dem gefährlichen Abfall? Keiner will ihn haben - nur zu verständlich, aber irgendwo muss er hin. Dann eben in "Fässern" unter die Erde für viele Jahre und dann? Die Kraftwerke sind auch nicht sicher, wie die Beispiele von Tschernobyl und Fukushima zeigen.
     
  • Wenn genügend Strömung oder genügend Fallhöhe und immer genügend fließendes Wasser vorhanden ist, kann eine Turbine oder ein Wasserrad in das Gewässer "hineingehängt" werden, die einen Generator zur Stromerzeugung antreiben. Der Nachteil an Wasserkraftwerken ist, dass nicht genügend gebaut werden können, um unseren steigenden Energiebedarf zu decken und außerdem wäre irgendwann die "ganze Natur" mit Wasserkraftwerken zugebaut - also auch nicht die alleinige heilige Wahrheit.
     
  • Windenergie ist toll, aber so ein Windrad dreht sich eben nur wenn (genügend) Wind weht. Außerdem möchten viele von uns so ein Windrad nicht direkt vor der Tür haben. Auch die notwendigen Überlandleitungen für den Strom möchten viele von uns nicht bei sich in der Nähe haben, damit der Strom dort ankommt, wo er gebraucht wird.
     
  • Sonnenenergie ist auch eine umweltfreundliche Art der Energiegewinnung, allerdings auch nicht uneingeschränkt möglich, da diese Art der Energiegewinnung Platz benöitgt. Also, dann eben auf Dächern von Gebäuden, aber nur wenn diese nicht unter "Denkmalschutz" stehen und man selbst der Eigentümer ist oder dieser "mitspielt".
     
  • In Kohlekraftwerken wird -wie der Name vermuten lässt- Kohle verbrannt, um damit Wasserdampf zu erzeugen, der wiederum einen Generator zur Stromerzeugung antreibt. Beim Kohleabbau wird Lanschaft zerstört und bei der Verbrennung wird CO2 freigesetzt.
     
  • Gaskraftwerke funktionieren vom Prinzip her wie Kohlekraftwerke, nur dass dort Gas anstelle von Kohle verbrannt wird.
     
  • Biogasanlagen sind so lange "klimaneutral", so lange sie nur mit Abfällen betrieben werden. Muss aber für die Biogasanlage extra "Pflanzenmaterial" (Mais ect.) angebaut werden, nehmen sie die Anbaufläche für Nahrung weg und müssen sich das "anrechnen" lassen.
     

Der Strom ist also nur dann (in der Herstellung) umweltfreundlich, wenn er mit Sonnen-, Wind-, oder Wasserkraft gewonnen wurde.

Zum Thema Wasserstoffautos und zur Herstellung von Wasserstoff:

Beim Stichwort Wasserstoffauto denken wir sicherlich erst einmal an ein Fahrzeug das mit einer sogenannten Brennstoffzelle und einem Elektromotor ausgestattet ist, aber auch das ist nur die halbe Wahrheit. Wasserstoff ist ein Gas (H2) das leichter als Luft, farblos, geruchslos und brennbar ist. Das bedeutet, dass man rein theoretisch auch durch die Verbrennung von Wasserstoff genügend Energie gewinnen kann, um ein Fahrzeug anzutreiben. Man müsste nur die Motoren dazu entsprechend konstruieren (Temperatur bei der Verbrennung!). Dann muss man noch beachten, dass Wasserstoff ein sehr "reaktionsfreudiges" Element ist. Einigen von uns fällt dazu sicherlich noch das traurige Beispiel der "Hindenburg" (deutsches Luftschiff, mit Wasserstoff gefüllt, welches am 06. Mai 1937 explodierte) aus dem Chemieunterricht ein.

Wasserstoff kommt in der Natur in elementarer Form (als "H2-Gas") wegen seiner Reaktionsfreudigkeit so gut wie gar nicht vor, aber in dieser Form wird er für Wasserstoffautos gebraucht.

Wie kann man Wasserstoff herstellen? Mittels Elektrolyse. Das bedeutet, man "zerlegt" Wasser (H2O) mittels Elektrizität in seine Bestandteile (elementaren) Wasserstoff (H2; gasförmig) und Sauerstoff O2 (ebenfalls gasförmig). Damit wären wir wieder beim Thema "Elektrizität" angekommen. Man kann Wasserstoff auch mittels anderer chemischer Verfahren herstellen, aber hierbei ist zu beachten, dass die "Abfallprodukte" entsprechend behandelt bzw. entsorgt werden müssen. Chemie - eine Wissenschaft für sich.

So jetzt haben wir den Wasserstoff in Reinform ("H2-Gasform"). Damit wir diesen lagern und (relativ) sicher handhaben (tanken und lagern) können, müssen wir ihn (etwas) weniger reaktionsfreudig machen. Das machen wir, indem wir ihn in seiner Gasform kühlen und komprimieren....

Jetzt kann der Wasserstoff in den Tank um dann entweder durch Verbrennung direkt in Wärme- und Bewegungsenergie oder durch die chemische Reaktion mit Sauerstoff in einer Brennstoffzellt zunächst in elektrische Energie und im Elektromotor dann in Bewegungsenergie umgewandelt zu werden.

Bei den meisten Elektrofahrzeugen wird die elektrische Energie aber in einer Batterie bzw. in einem Akku gespeichert. Die Batterie bzw. der Akku sind die Teile bei einem Elektrofahrzeug, welche die Umweltbilanz in der Herstellung (Gewinnung der seltenen Erden) trüben. Erst ab X km mit umweltfreundlich hergestelltem Strom ist die Umweltbilanz von einem Elektroauto besser, als die von einem Auto mit Verbrennungsmotor. Aber was ist, wenn die Batterie am Ende ihrer Lebensdauer angekommen ist? Die meisten Batterien sind fest im Fahrzeug verbaut und können nur vom Hersteller getauscht werden. Das einzig mir bekannte Modell, bei dem die Batterien durch Kundenhand getauscht werden können, ist der Minimo von Seat, aber der ist bis jetzt (leider) noch nicht erhältlich. Seat gibt 2021 als Jahr der Markteinführung bekannt.

Aber auch bei diesem Modell steht irgendwann die "umweltgrerechte Entsorgung" der Akkus an.

Wie sieht ein möglichst umweltfreundliches Elektroauto aus?
Es hat (wenn überhaupt) nur noch einen ganz kleinen Akku um den Weg von der Garage zur Straße zu meistern und bezieht die Energie direkt aus einer "stomführenden Schiene" die in die Straße eingelassen ist - genau so wie die Autorennbahn für Spielzeugautos von "Carrera"- und wird mit Strom aus Wasserkraft, Windenergie und Sonnenenergie (100% klimaneutral) betrieben.

Wenn China sagt, den Strom / Wasserstoff selber zu produzieren um "klimaneutral" zu sein, sollte man ganz genau hinsehen, wie das dort gemacht wird.
Ich glaube eher, dass wirtschaftliche Interessen und die wirtschaftliche Unabhängigkeit vom Ausland in China eine Rolle spielen. Die "Klimaneutralität" der Chinesen ist ein etwas "dünnes Alibi".

Gruß
Simon

 

bearbeitet von Simon J. S.
Absatz vergessen.
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Vielen Dank für diesen Beitrag Simon, manchmal wünschte man sich, dass die Medien etwas genauer hinschauen und detaillierter recherchieren würden. Aber auch in diesem Geschäft scheint der Zeit- und Kostendruck hoch zu sein und so wird zeitweise oberflächlich berichtet was dann beim Konsumenten zu  Verunsicherung führt. Immerhin gibt es zwischenzeitlich auch immer mehr Fachliteratur zum Thema, sodass man sich (wenn man will), gut informieren kann. 

Betreffend Stromherkunft hat nach meiner Einschätzung vor allem die solare Energie (Photovoltaik & thermische Solarenergie) und die Nase vorn. Bei der Wasserkraft ist das Ausbaupotential nicht mehr sehr gross und die Probleme der Windkraftwerke hast du bereits erwähnt. Bezüglich Platz für Solaranlagen sind die Reserven noch bei weitem nicht ausgeschöpft. Momentan fehlt es in vielen Ländern einfach noch an genügend Anreizen gegenüber konventionell hergestellter Energie. Immerhin: der Wandel ist ja bereits zu erkennen. 
Ein bekannter Solarexperte (Prof. Muntwyler) der an einer Fachhochschule doziert, gab als nachvollziehbaren Grund für den Siegeszug der solaren Energie die verfügbare Menge, die technische Einfachheit, den tieferen Preis sowie geringere Widerstände als z.B. bei Wind/Wasser an. Oder anders ausgedrückt: Müsste sich ein Ingenieur der Aufgabe "wie erzeuge ich möglichst viel sauberen Strom" annehmen, wird er mit aller Wahrscheinlichkeit sein Projekt auf solarer Energie umsetzen. 

vor 21 Stunden schrieb Simon J. S.:

Wasserstoff ist ein Gas (H2) das leichter als Luft, farblos, geruchslos und brennbar ist. Das bedeutet, dass man rein theoretisch auch durch die Verbrennung von Wasserstoff genügend Energie gewinnen kann, um ein Fahrzeug anzutreiben. Man müsste nur die Motoren dazu entsprechend konstruieren (Temperatur bei der Verbrennung!). 
 

Danke für diesen Input. Dass man ein Wasserstoffauto auch über einen Verbrennungsmotor betreiben kann, ging bei mir etwas vergessen. Und so musste ich Wikipedia etwas bemühen um mich auf den neusten Stand zu bringen. Die Nachteile sind nicht ganz einfach zu kompensieren und die Liste recht lang. Was bei Verbrennungsmotoren allgemein nicht zur Nachhaltigkeit beiträgt, ist der enorme Bedarf an "Materialisierung". Elektrofahrzeuge benötigen nur ca. einen Drittel der Bauteile verglichen mit Verbrennungsmotor-Fahrzeugen, entsprechend hoch ist die "Entmaterialisierung". Und da Herstellung/Verpackung/Transport/Ersatz dieser Teile und der Transport der Betriebsmittel (fossile Brennstoffe/Wasserstoff) sehr energieaufwendig  ist, stellt dies für die nächsten Jahre für viele Anwendungsfälle kein zukunftsträchtiges Modell für den PKW-Bereich dar. Die aktuellen Umstände lassen allenfalls die Nutzung von lokal und erneuerbar produzierten Strom-Überkapazitäten für die Nutzung in H2-Fahrzeugflotten (z.B. LKW) zu.  

vor 21 Stunden schrieb Simon J. S.:

Bei den meisten Elektrofahrzeugen wird die elektrische Energie aber in einer Batterie bzw. in einem Akku gespeichert. Die Batterie bzw. der Akku sind die Teile bei einem Elektrofahrzeug, welche die Umweltbilanz in der Herstellung (Gewinnung der seltenen Erden) trüben. 

Hier noch eine Anmerkung. In Lithium-Ionen Fahrzeugbatterien kommen in der Regel keine seltene Erden vor. Kobalt und Lithium zählen nicht zu dieser Kategorie. Sogenannt seltene Erden kommen aber z.B. in permanent erregten Synchronmaschinen (Elektromotoren) wie sie der z.B. der Hyundai Kona oder der e-Golf verwendet, vor. Nicht aber in fremd-erregten Asynchronmaschinen (Tesla, ZOE, Audi und andere). Hier noch zwei Links dazu:
https://www.smaveo.de/was-sind-seltene-erden/
https://de.wikipedia.org/wiki/Metalle_der_Seltenen_Erden

Bezüglich Entsorgung bin ich zuversichtlich, dass hier die Industrie gute Lösungen findet. Denn ein im Auto gebrauchter Akku ist noch viele Jahre im "second-life" nutzbar und hat noch einen beachtlichen Restwert. Vermutlich mit ein Grund wieso dieser nicht so einfach ausgebaut werden kann. Das könnte durchaus auch positiv sein, denn damit wird die kontrollierte Wiederverwertung und der Rohstoffkreislauf ermöglicht (und natürlich ein Geschäftsfeld für die Hersteller). Ist das Recycling dann unumgänglich, gibt es bereits heute Lösungen. das demonstriert z.B. Fa. Duesenfeld.

Okay, nun sind wir etwas vom initialen Thema (Berichterstattung in den Medien) abgewichen. 
Aber ich bin sicher, wir werden diese Themen noch in anderen Beiträgen diskutieren können. 😉

In diesem Sinne, frohe Ostern!

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