Warum CO2-neutrale Kraftstoffe, sogenannte reFuels in Europa bisher einen schweren Stand hatten - aber den Verbrenner und die Automobilindustrie retten könnten: Eine Analyse der Automobil-Antriebssysteme der Zukunft. Von Thomas Koch
Ein Eisverkäufer in einem Schwimmbad hat im Hochsommer die Freiheit, anstatt Stracciatella-, Kokosnuss- oder Erdbeereis als Alternative für die Badegäste Glühwein, Christstollen oder Lebkuchen anzubieten. Es ist einleuchtend, dass dieses Geschäftsmodell nicht tragen und zur Insolvenz führen würde. Die Nachfrage des Marktes fehlt im Freibad.
Nun käme vermutlich niemand auf die Idee, Erdbeereis auf der einen Seite oder Dresdner Christstollen auf der anderen Seite ganz generell für unerwünscht oder ungeeignet zu erklären. Die Kaufbereitschaft, die sich durch die individuelle Situation der Kunden ergibt, also durch die unterschiedlichsten Bedürfnisse und durch den Appetit oder Durst der Menschen zu unterschiedlichen Zeitpunkten, kurzum das Marktverhalten, entscheidet über den Umsatz von Erdbeereis oder Christstollen. Niemand käme daher auf die Idee, dem Eisverkäufer im Freibad nur den Verkauf von Gewürzwein, Punsch und Christstollen zu gestatten.
Der bisherige Höhepunkt dieser Entwicklung war die Vorlage der EU-Kommission unter maßgeblicher Federführung des niederländischen Vizepräsidenten Timmermans und das relativ knappe Abstimmungsergebnis des EU-Parlaments im Juni dieses Jahres nach intensivem Betreiben des niederländischen EU-Abgeordneten Jan Huitema. Deutlichen Widerspruch gab es im Nachgang von Vertretern des Europäischen Rates, insbesondere von ost- und südeuropäischen Ländern, welche an der Technologiefreiheit festhalten.
Die Uneinigkeit der deutschen Regierungsparteien, insbesondere das Festhalten an einer ausschließlichen zukünftigen Berechtigung der Elektromobilität durch die Grünen und Teile der Sozialdemokratie und eine gegensätzliche Forderung nach einer regulatorischen Akzeptanz von mehreren Technologielösungen durch die Liberalen wurde intensiv publiziert und diskutiert.
Der Widerstand der Fachwelt in Europa gegen eine zukünftige rein elektrische Monokultur war schon deutlich vor dem EU-Kommissionsbeschluss enorm und führte stetig und vor allem seit dem Exit-Beschluss der EU in den letzten Wochen zu einer wachsenden und zunehmend spürbaren Akzeptanz von Technologiealternativen.
Entscheidend ist hier, dass es überhaupt nicht darum geht (wieder im übertragenen Sinne), Erdbeereis oder Gewürzstollen zu vergleichen, gegeneinander auszuspielen oder gar einen Sieger zu küren. Schon der gesunde Verstand lehrt, dass beides eine erfolgreiche Zukunft hat, aber alles zu seiner Zeit. Exakt dies war und ist die Position Hunderter von Wissenschaftlern, der Mehrheit der Bürger, sehr vieler Vertreter der internationalen Automobilindustrie und hier vor allem der asiatischen Automobilindustrie.
Wie konnte nun die CO2-Gesetzgebung derart instrumentalisiert werden, dass überaus sinnvolle Technologiealternativen seit Jahren regulatorisch benachteiligt und zwischenzeitlich fast komplett ausgeschaltet wurden?
Zunächst wurden die jahrzehntelangen Bemühungen der Automobilindustrie zur Reduzierung der klassischen unerwünschten Emissionen wie Ruß, Stickstoffoxide, Kohlenwasserstoffe etc. durch die Dieselthematik quasi entkräftet. Bei aller berechtigten Kritik an ehemaligen Verantwortlichen des Volkswagenkonzerns auf der einen Seite wurden jedoch leider pauschal erhöhte NOx-Emissionen mit Betrug und erhöhte Immissionen mit Hunderttausenden von Toten assoziiert. Was entweder nicht legal oder andererseits technisch notwendig, akzeptiert und Ergebnis integrer Entwicklungsarbeit ist, wird der EU-Gerichtshof voraussichtlich in diesem Jahr bewerten.
Vieles war geradezu kurios. Das Kartenhaus der Behauptung einer flächendeckenden NO2-Vergiftung der Bürger ist aber ebenso in sich zusammengefallen wie die Versuche, vorhandene Dieselfahrzeuge circa bis Produktionsjahr 2013 von den Straßen zu verdammen. An einer der meistbefahrenen Straßen der Republik, dem Stuttgarter Neckartor liegt seit Jahren der NO2-Immissionswert auch direkt an der Straße deutlich unterhalb des Immissionsgrenzwertes.
Die Notwendigkeit von Elektrofahrzeugen aus Immissionsgründen ist also vorgeschoben, dies zeigen seit vielen Jahren modernste Fahrzeuge mit Hybridantrieb oder nur mit Verbrennungsmotor. Auch das Fahrzeuggeräusch taugt nicht als Argument für eine elektrische Monokultur. Moderne Hybridantriebe auch ohne elektrische Lademöglichkeit (bereits kein Plug-in Hybrid) fahren bei niedrigen Geschwindigkeiten überwiegend elektrisch. Die Reifengeräusche sind bereits ab ca. 30km/h dominant. Insgesamt ist der relevante Technologievergleich generell nicht Verbrenner versus Elektromobilität, sondern moderner Hybridantrieb versus Batteriefahrzeug. Bei beiden sind keine wesentlichen Einflüsse auf die Stadtimmission vorhanden.
Ein weiteres mächtiges Argument gegen kraftstoffbetriebene Fahrzeuge der Zukunft war zudem immer der angeblich klare Wunsch der Industrie nach reiner Elektromobilität. Auch dies ist ein konstruiertes Argument, wurde doch die CO2-Nullanrechnung von Elektrofahrzeugen durch die regulatorische Sektortrennung eingeführt, sodass elektrische Energie nicht dem Sektor Verkehr zugeordnet wird, auch wenn sie für den Sektor Verkehr zur Verfügung gestellt wird! Es ist nur eine Fußnote, dass über 400 Wissenschaftler zudem die in den relevanten Beratungspapieren der EU falsch berechneten CO2-Mehremissionen des Sektors Energie kritisieren, da fälschlicherweise Durchschnittswerte und nicht die real anfallenden CO2-Grenzkosten für die CO2-Entstehung angesetzt wurden. Unter Kaufleuten würde man von Bilanzbetrug sprechen.
Trotz Unterzeichnung des Klimaschutzabkommens COP26 zum Ausstieg aus dem Verbrennungsmotor weigert sich ferner Ford, klare Ziele zum Verbrennerende zu benennen. Vielmehr betont der CEO Farley die Alternativlosigkeit von Verbrennungsmotoren. Die asiatischen Hersteller sind noch eindeutiger in ihrer Strategie und formulieren Sätze wie der Deutschland-Chef von Toyota: „Wir sollten nicht so tun, als ob die Elektromobilität die Welt retten könnte.“ So ist auch dieses Argument, die Industrie reagiere ja eh und rechtfertige den Ausstieg aus der Verbrennertechnologie, konstruiert und nicht belastbar.
Eines der vermeintlich wichtigsten Argumente für eine rein elektrische Zukunft war jedoch immer das Effizienzthema. Batteriefahrzeuge seien viel effizienter und deshalb die einzige Option. Abgesehen davon, dass man mit dieser Argumentation auch die Produktion von Butter verbieten könnte, denn für ein Kilogramm werden circa 20 Liter Milch benötigt, ist es irreführend und nicht belastbar. Trickreich wurden Extremszenarien entwickelt und sogar zeitweise ein irreführender Faktor 12 definiert, den refuels mehr elektrische Energie benötigten als reine Batteriefahrzeuge.
Nun ist der Vergleich eines modernen Hybridfahrzeuges, also ein moderner Verbrennungsmotor mit refuels und zusätzlicher elektrischer Einheit, gegenübergestellt einem reinen Batteriefahrzeug entscheidend, wobei die Gesamtbilanz aller Verluste erstellt werden muss. Beim Hybridfahrzeug sind Kraftstofferzeugung durch Strom in Amerika, Afrika, Arabien oder Australien, die moderaten Transportkosten über den Ozean bis zur Tankstelle und die Fahrzeugverluste zu berücksichtigen. Man landet bei circa 75 kWh/100km Strombedarf mit modernen Hybrid-Fahrzeugen.
Bei einem Elektrofahrzeug inklusive Überlandverluste, Verteilerverluste, Hausanschlussverluste, Ladeverluste von der Wallbox bis zur Batterie, Ladeverluste im Stand und Fahrzeugbetrieb und -antrieb kommt man schnell ohne extreme Schnellladeszenarien auf Werte von 25kWh/100km, auch wenn vielfach geringere Werte möglich und ausgewiesen sind, wie auch beim Hybrid. So benötigen refuels-Hybride rund dreimal mehr Energie.
Dafür kann der benötigte Kraftstoff an den Gunststandorten der Erde hergestellt werden, wo Windkraft und Photovoltaik zwei- bis viermal effizienter nutzbar sind als bei uns. Beide Technologien sind also in Summe in erster Näherung ein Nullsummenspiel, Strom aus dem Schwarzwald oder Kraftstoffe aus Südamerika. Zudem ist bei refuels das Energiespeicherthema gelöst. Am Ende sind zwei Kenngrößen entscheidend: Kosten/Kilometer und CO2-Emission/Kilometer.
Die Effizienz eines Fahrzeuges taucht nicht mehr auf, weil sie alleine nicht relevant ist. Die Gesamtsystemeffizienz ist entscheidend! Diese findet sich in diesen entscheidenden 2 Kenngrößen wieder. So ist auch das Effizienzargument ein konstruiertes. Zudem wurde die ganzheitliche Umweltbetrachtung, also die Lebenszyklusanalyse inklusive Produktion und Recycling, an dieser Stelle noch gar nicht erörtert.
Nun stellt sich die Frage, warum permanent gegen Physik, Mathematik und wirtschaftliche Vernunft argumentiert wird. Nicht nur ein Schelm vermutet, sondern Vizepräsident Timmermans betont bereits, dass es gerade auch um gesellschaftliche Transformation geht. Ist es nur eine Ahnung, dass zweifellos wichtiger Umweltschutz in Europa als Argument benutzt wird, um andere gesellschaftliche Verhaltensmuster zu erzwingen? Vor allem die Menschen am unteren Ende der Einkommensskala, die jetzt schon durch die steigenden Energiepreise schwere Einbußen erleiden, werden in einem nächsten Schritt weitere Einschnitte bei der automobilen Mobilität ertragen müssen, was als sozial ungerecht bezeichnet werden muss.
Weltweit werden CO2-neutrale Kraftstoffe aus Strom oder Biomasse hergestellt, eine Erfolgsgeschichte. Internationale Investoren engagieren sich. Ob und in welchem Ausmaß Europa von dieser umweltfreundlichen und wertvollen Alternative partizipiert, hängt von der Akzeptanz vieler Politiker ab. Hoffentlich werden die sozialen Auswirkungen der Politik rechtzeitig berücksichtigt. Der deutsche Durchschnittsverdiener würde sich sicherlich freuen. Der Liter CO2-neutralen Kraftstoffs kostet in Zukunft in der Herstellung deutlich weniger als eine Kugel Erdbeereis im Schwimmbad. Niedrige Grenzkosten deutlich unterhalb von 1 Euro pro Liter zeigen das Potenzial der umweltfreundlichen Technologie.
Prof. Dr. sc. techn. Thomas Koch ist Institutsleiter des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), Institut für Kolbenmaschinen
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Rein technisch betrachtet ist ein Elektro-PKW absolut ein Fortschritt. Allein ein Elektromotor besteht (grob vereinfacht) aus 20 Teilen, ein Verbrenner aus 2.000. Strom kann (kann!) man dezentral herstellen oder gar selber machen, mit Sprit ist das schwierig … Es wird kein Motoren- oder Getriebenöl mehr benötigt, die Bremsen halten 20 mal länger, weil nur im Notfall gebremst, ansonsten rekuperiert wird … usw. usf. Aber mehrere wichtige Probleme werden mit der Elektromobilität natürlich nicht gelöst: a) es fehlt an überall verfügbarer Lade-Infrastruktur b) es gibt nach wie vor viel zu viele PKW. Man werfe dazu nur mal einen Blick auf die… Mehr
Die Diskussion übersieht meines Erachtens, was das tatsächliche Ziel der sog. ´Mobilitätswende´ ist – nämlich die Abschaffung des Individualverkehrs insgesamt.
Dem Elektroauto ist dabei nur die Funktion einer ´Brücke´ in die autofreie Gesellschaft zugedacht: Sobald der Verkehr grösstenteils auf ´Elektro´ umgestellt ist, kann der Ladestrom von staatlicher Seite her mittels ´Smartmeter´ rationiert oder komplett vorenthalten werden – irgendeine Krise zur Rechtfertigung findet man dann schon…
Weil der Einfluss des individuellen CO2-Ausstosses für das Weltklima nicht bewiesen werden kann, lassen sich auch Strafmassnahmen wie CO2-Steuern, Autofahr- oder Fleischverbote nicht begründen. Diese politischen Interventionen stellen einen Angriff auf individuelle Freiheitsrechte dar. Weil die Politik keinen entsprechenden Beweis einer Schuld der angegriffenen Bürger vorlegen kann, ist der politische Eingriff mit nichts zu rechtfertigen. Woher will man wissen, ob die Vorteile der Klimaerwärmung — etwa dass heute unbewohnbare arktische Regionen neu für Siedlung und Landwirtschaft nutzbar oder dass neue Energiequellen erschlossen werden könnten — nicht sogar grösser sind als die möglichen Nachteile, die er verursacht? Fakt ist: Für Menschen… Mehr
Wie schon einige Kommentatoren erwähnt haben, im Grunde geht es nicht um Elektro versus Verbrenner, es geht um das Ende der Mobilität, Ende der individuellen Freiheit. Die nützliche Idioten sind nur die Handlanger bei der großen Transformation, was nichts anderes ist, als Etablierung eines neuartigen Sklavensystems. Da ist die Mobilität nur ein Aspekt. Dazu kommt die Abschaffung der kulturellen und nationalen Identität, unserer christlichen Kultur und Wertekanons. Alles schon weit fortgeschritten, wie auch Abschaffung des Bargeldes. Verschwörungstheorie? Das wird man bestimmt im ÖRR behaupten.
Wetten wir, dass in den Büros der deutschen Automobilkonzerne die gleiche politische Meinung und der gleiche Ausbildungsstand wie beim ÖRR herrscht. Das wird nichts.
Es wäre wünschenswert wenn sich alle Menschen mal einfache Zusammenhänge vergegenwärtigen würden. Dann kämen sie logischerweise auch auf einfache Lösungen Man sehe sich die Natur an: Alles Leben, wie wir es kennen, beruht auf der Photosynthese, bei der mit Hilfe von Sonnenlicht aus zwei energiearmen Substanzen, CO2 und Wasser, ein energiereicher STOFF produziert wird (Glucose). Alle Pflanzen bilden mithilfe dieses Stoffes Speicher um für „Notzeiten“ ohne Sonnenlicht, (Tag Nacht,Winter, Sommer)gewappnet zu sein. In über 500 Millionen Jahren Entwicklung im „Labor Natur“ wurde kein System geschaffen, dass Lebensenergie für „Notzeiten“ in Form von „Batterien“ speichert. Das hat wohl offensichtlich Nachteile, sonst… Mehr
Man sollte die ganzen Entscheidungen über die Technologie dem Markt überlassen. Ohne Subventionen wird sich die effizienteste Technologie durchsetzen, wenn fossile Energie teuer genug ist. Den Fall haben wir inzwischen. CO₂ wird schließlich proportional zum Verbrauch dieser Brennstoffe erzeugt. Hybridkonzepte kann man weitgehend vergessen, weil die Produktion der Batterie viel zu viel Energie benötigt samt seltener Rohstoffe. Und woher soll die Energie für refuels kommen? Die Energiemenge, die sich aus Sonne und Wind gewinnen ließe, reicht nicht. Die ökologischen Auswirkungen wären außerdem katastrophal. Bleibt nur Kernenergie. Der Gesamtwirkungsgrad von refuel-Erzeugung und Verbrennungsmotor ist extrem schlecht. Das ist ja auch das… Mehr
Also ist Ihr Vorschlag die batteriebetriebene eMobilität mit Kernenergie?
Das löst aber nur ein Problem der Elektromobilität. Warum nicht, neben Wind und Sonne an begünstigten Standorten, innovative Kernkraft der 4.Generation für die Erzeugung von reFuels nutzen?
weil es ineffizient ist. Sollten wir wirklich einmal in Energie schwimmen, sei es Kernenergie oder Ähnliches, dann sind Batterien so spottbillig geworden dass es überhaupt keinen Sinn macht den Strom zunächst in ein anderes Medium umzuwandeln. Dann werden ganze Straßenzüge über 200-300kwh Pufferbatterien entweder in den Häusern selbst oder entlang der Straße versorgt. Ohnehin ist das Thema „wo kann ich laden“ zunehmend unbedeutend. Vor wenigen Jahren waren 25-30kwh in einem E-Auto Standard, 2018-2019 waren es 50kwh. 2020-2021 sind es 75kwh. Die ersten Autos in den USA fahren mit über 100kwh. Der Verbrauch steigt aber kaum. In 4-5 Jahren liegt soviel… Mehr
Sie wollen die Autos heute mit dem Strom der Zukunft laden?
Machen wir uns nichts vor, es geht langfristig um die Umsetzung eines Sozialkreditsystems nach chinesischem Modell, wie sich das die Möchtegern-Weltenlenker des WEF wünschen und durch ihre mittlerweile in sämtlichen Regierungen des Westens installierten Young Global Leaders umsetzen lassen. „Klimaziele“ sind perfekt für diesen Zweck, da sie sich – wie die klassenlose Gesellschaft – niemals erreichen lassen, aber stets als Legitimationsgrund für immer tiefgreifendere Einschränkungen herangezogen werden können. Daher wird unsere rot-grüne Herrschaft auch an reFuels etwas auszusetzen haben, denn die könnten ja das eigentliche Ziel gefährden, und das heißt nicht Umrüstung, sondern Abschaffung der privaten PKW-Flotte. Man kann es… Mehr
Viele der Kommentare hier zweifeln die Sinnhaftigkeit von eFuels mit dem Argument an, dass es keinen anthropogen Beitrag zur Klimaänderung gebe und deshalb doch alles bleiben könne, wie es ist.
Diese Diskussion ist aber bereits geführt, es geht also hier darum, technisch mögliche und volkswirtschaftlich sinnvolle Alternativen zur rein batterieelektrischen Mobilität aufzuzeigen.
Wer dies ablehnt, wird zukünftig nur noch die Wahl zwischen einem eAntrieb, oder dem Verzicht auf individuelle Mobilität, wie wir sie heute kennen, haben.
Das Thema ist bereits heute entschieden. Es setzt sich das einfachere System durch. Und das ist weder die Brennstoffzelle noch ein Verbrenner. Die Arbeitskosten werden in den nächsten Jahren derart steigen, dass sich schlicht niemand mehr aufwändige Reparaturen in der Werkstatt leisten kann. Das größte Problem des Verbrenners ist seine Komplexität die seit Jahren stets weiter gestiegen ist. Dann ist ein Teil für 10€ kaputt, aber der Meister darf 4 Stunden dran schrauben. Es gibt bis auf Fahrwerksteile und wenige Schläuche kaum etwas, was beim E-Auto gewartet werden muss.
Hallo Peterson82, ich wußte gar nicht, dass E-Fahrzeuge ohne Bremsen, Reifen, Klimaanlage, Verglasung und Lenkung auskommen.
Und natürlich ist die Batteriezellenfertigung unterkomplex. Seltene Erden, Kobalt und Lithium etc. findet man auf der Straße.
Wenn das alles so schön einfach wäre, weshalb brauchen wir dann ein Verbrennerverbot?
Bei Tesla gibt es doch noch nicht einmal einzelne Ersatzteile sondern häufig nur komplette Module.
Aber klar doch, beim Tesla geht ja eh nie etwas kaputt, das erinnert mich an eine Lied von Supertramp „Dreamer, you’re nothing but a dreamer …“ …
Oh, auch das hört sich prima an. Leider kann ich mir so ein Elektroauto nicht leisten und fahre auch öfters in Länder wo Ladestationen sehr dünn gesät sind.
Also Diesel, reinsitzen, Schlüssel rum und in tausend Kilometer wieder aussteigen, 10 Minuten tanken und weíter gehts.
Einspruch, diese Diskussion ist überhaupt nicht geführt und ich empfehle dringend sich nicht nur auf der Homepage der Grünen, oder bei ARD und ZDF zu informieren. Die Zahl der Wissenschaftler die dem ganzen widersprechen ist nicht gerade klein, aber diese sind ja die „Bösen“ die massivst verunglimpft, ignoriert und verschwiegen werden.
Da ich Leistungselektronik für Elektroantriebe entwickelt habe, kann ich Ihnen sagen, daß die Reparaturfähigkeit eines Elektoantriebs, bestehend aus Inverter und Elektromotor mit komplexen Flüssigkühlsystemen bei weitem nicht so einfach ist wie bei einem Verbrenner. Da brennt schon mal ein Mosfet durch und dann wird die komplette Elektronikbox gewechselt. Natürlich besteht ein eMotor nur aus 20-30 Teilen – aber auf diese wenigen Teile konzentrieren sich hohe Ströme, Magnetfelder, Temperaturen, Vibrationen und Temperaturwechsel. Es war für uns in der Entwicklung immer ein Alptraum, die Systeme gemäss Lebensdauer noch wettbewerbsfähig zu halten. Es gab da von diversen Zulieferern schon aufwendige Rückrufe, die dann… Mehr
Die CO2-Kurve beweist, dass die Gaskonzentration in den höheren Sphären seit Jahrtausenden am Abnehmen ist und die einst sehr hohe Konzentration, im Wesentlichen, von einstigen Vulkanausbrüchen bestimmt wurde. Ohne dass es besondere Auswirkungen auf das Klima und den Menschen hatte – hinsichtlich Erwärmung – denn die Konzentration war während der letzten kleinen Eiszeit noch höher. Momentan befinden wir uns immer noch mitten im Übergang aus der kleinen Eiszeit! Das möchte aber niemand von den unwissenden Experten und Politikern hören! Warum ist das so? Antwort – wirtschaftliche Interessen. CO2 bringt Gewinne oder zumindest der Handel damit und es sprudelt so schön… Mehr