Ein paar Gedanken zur Energiewende

9. August 2019

Ich weiß nicht ob es Ihnen auch manchmal so geht, man macht sich ja so seine Gedanken. Neulich musste ich auf dem Weg nach Hause über die Frage nachdenken, wieviel Strom wir eigentlich mehr produzieren müssten, um alle Autos auf der Straße elektrisch betreiben zu können. Die Automobilhersteller entwickeln hier mittlerweile neue Produkte wie am Fließband…

Spätestens seit ein amerikanisches Startup medienwirksam ein Elektroauto ins Weltall geschossen hat, ist die Diskussion um Sinn und Unsinn von Elektro-PKW auch bei den hartnäckigsten Benzin- und Dieselenthusiasten angekommen. Verweigern hilft nichts mehr.

Doch ist diese Entwicklung wirklich so allumfassend wie viele derzeit meinen? Kann der Elektromotor denn Diesel und Benziner vollumfänglich ablösen? Lassen Sie uns doch dazu ein wenig im Zahlensandkasten spielen.

Das Kraftfahrtbundesamt (KBA) schreibt auf seiner Seite: "47,1 Mio Personenkraftwagen waren zum 1.1.2019 in Deutschland registriert". Hiervon sind laut KBA ca. 66% Benziner und 32,2% Diesel PKW. Den sagenumwobenen Rest von 1,8% (immerhin 847.000 PKW) teilen sich die alternativen Antriebe wie Elektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Erdgasantrieb, Hybridwagen etc. untereinander auf.

Dazu gesellen sich ca. 5,8 Millionen Nutzfahrzeuge, also LKW, Sattelzugmaschinen und Busse.

Alle PKW mit deutschem Kennzeichen zusammen fuhren in 2017 (neuere Daten noch nicht verfügbar) – man schnalle sich wortwörtlich an – 630,5 Milliarden (!) Kilometer. Die Brummis satteln hier nochmal 102 Milliarden Kilometer oben drauf.

Wenn wir der Einfachheit halber annehmen, dass ein Durchschnitts-PKW im Jahresschnitt mit ca. 8l Benzin auf 100 km bzw. 6l Diesel auf 100 km verbraucht, dann entspricht die die verfahrene Energiemenge der PKWs ca. 2,3 Exa Joule. Das sind 2,3 Trillionen Joule. Trillionen? Puh.

Etwas greifbarer:  wenn alle deutschen PKW 6 Jahre fahren, könnten sie mit der verbrauchten fossilen Energie die gesamte Ostsee um 0,1°C erwärmen. Und wir reden hier nur von deutschen PKW, die LKW sind noch gar nicht dabei, und der Rest Europas auch nicht..

Fast noch schlimmer ist eigentlich, dass wir knapp  75% dieser Energie sprichwörtlich zum Fenster rauswerfen, weil der Wirkungsgrad der Dieselmotoren mit ca. 0,33 und der der Benzinmotoren  mit ca. 0,25 sehr gering sind. Berücksichtigt man außerdem den Wirkungsgrad des Antriebsstranges (ca. 0,85 gesamt bis zur Achse), sieht es noch düsterer aus: Gesamter mechanischer Wirkungsgrad eines Diesel PKW ca. 0,3 für Benziner sind es ca. 0,21.

Würde man jetzt versuchen, die Energie, die nach dem Motorwirkungsgrad tatsächlich auf der Fahrbahn ankommt, von heute an mit Elektrofahrzeugen aufzubringen, so würde man ca. 200 TWh (Terrawattstunden) Elektroenergie zusätzlich benötigen, wenn das Elektro-KFZ mit einem durchschnittlichen Gesamtwirkungsgrad von 0,85 angenommen wird. Hierin sind jetzt auch schon alle LKW Kilometer mit einberechnet.

Jetzt wird es spannend! Aktuell wird in der gesamten Bundesrepublik in einem Jahr die elektrische Energiemenge von ca. 550 TWh produziert. Was heißt das für uns?

  1. Um alle PKW und LKW zu elektrifizieren, müssten wir in Deutschland also mehr als ein Drittel mehr Strom produzieren, als wir es heute bereits tun. Und noch mehr: Dieser Strom muss dann auch zusätzlich verteilt werden. Davon, dass alle Autos auch noch irgendwo geladen werden müssten, will ich jetzt gleich gar nicht ankommen. Die Diskussionen um den extrem langsamen Netzausbau kennt mittlerweile jeder. Die Netze sind heute bereits am Limit und ein Ausbau wird vielerorts verhindert und verzögert. Diese Option bekommt also mindestens drei Fragezeichen.
  2. Alternativ könnten wir alle aber auch versuchen, deutlich weniger Strom zu verbrauchen um den Strom für die E-Autos mit den derzeitigen Mitteln zu produzieren. Wir dürften dann auch weniger von allem konsumieren, da Industrie, Handel, Gewerbe und Dienstleistungen zusammen 75% des gesamten Strombedarfs benötigen um alle unsere täglichen Produkte herzustellen (und die für den Export). Verlockend? Auch hier sind mindestens drei Fragezeichen angebracht.
  3. Oder wie wäre es mit Szenario Drei: Um diese Zusatzenergiemenge allein mit regenerativen Energien aufzubringen, müssten wir mit den Zahlen von 2018 neben jedes Windrad, jede Solaranlage, jede Biogasanlage, jedes Pumpspeicherwerk noch ein zweites stellen. Nicht in meinem Vorgarten? Puh.. so langsam gehen uns die Möglichkeiten aus.

Wie realistisch klingen diese Szenarien, wenn wir gleichzeitig bis (spätestens?) 2039 aus der Kohleenergie aussteigen wollen? Die gefahrenen Kilometer der PKWs und LKWs sind indes in 2018 um 1,0% gegenüber dem Vorjahr gestiegen.

Vielleicht ist es also gar nicht so zweckmäßig, jeden PKW und jeden LKW zu verstromen. Vielleicht gibt es ja noch andere Möglichkeiten mobil zu bleiben?

Für Projekte und Produktentwicklungen in den ersten beiden Feldern gibt es natürlich auch jede Menge Fördergelder. Haben Sie vielleicht auch eine Idee?

Kontaktieren Sie mich, wenn Sie mögen.

 

Dr.-Ing. Tom Marr
Freiberuflicher Ingeniuer