Alternative Antriebe und Kraftstoffe – Energieeffizienz

titelbild_solarauto_strasseBei dem Dieselkraftstoff trägt der höhere Wirkungsgrad des Dieselmotors zur höheren Energieeffizienz verglichen mit dem Ottomotor* bei, was sich im niedrigeren Kraftstoffverbrauch ausdrückt. Bei dem Erdgas (CNG) als Kraftstoff ist der Weg der Bereitstellung entscheidend. Wird das Erdgas aus den Fördergebieten der Nord- und Ostsee (1.000 Kilometer) geliefert, liegt der Energieverbrauch Well-to-Wheel (WTW) unter dem von Benzinkraftstoff. In der Zukunft ist es aber wahrscheinlicher, dass das Erdgas aus der Russischen Föderation über eine längere Entfernung (7.000 Kilometer) importiert wird, was sich in einem höheren Energieverbrauch ausdrückt. Hier erweist sich die Kompression und der längere Pipelinetransport als energieintensiver. Auch die Verflüssigung von Erdgas und der anschließende Schiffstransport sind aus ökonomischer Sicht derzeit unvorteilhaft.

Die Werte von Autogas (LPG) liegen den von Benzin nahe, man bedenke aber, dass das Autogas als ein Nebenprodukt bei der Raffination anfällt und somit der Einsatz durchaus sinnvoll ist.

Bei GTL aus Erdgas und CTL aus Kohle ist besonders der Produktionsprozess aufwendiger, was hier in einem höheren Energieverbrauch Well-to-Tank (WTT) resultiert.

Der Biodiesel, Ethanol, BTL und DME liegen im Energieverbrauch Tank-to-Wheel (TTW) sehr nah bei einander. Bei den Biokraftstoffen ist besonders der Energieverbrauch während des Produktions- und Bereitstellungsprozesses für die Energiebilanz verantwortlich. Hier schneidet das Ethanol durch die aufwendigere Herstellung schlechter ab.

Die Ergebnisse von gasförmigem (CGH2) und flüssigem (LH2) Wasserstoff sind den der Biokraftstoffe ähnlich zu deuten. Unabhängig von dem Herstellungsweg, durch die Elektrolyse oder durch die Reformation, ist die Produktion sehr energieaufwendig. Hier erbringt der gasförmige Wasserstoff, durch die Reformation und durch die Elektrolyse mit der Sonnenenergie bereitgestellt, die besseren Ergebnisse. Zusätzlich ist anzumerken, dass die Verflüssigung von Wasserstoff sich im Allgemeinen negativ auf den Energieverbrauch auswirkt.

In der Tabelle 1 wird es deutlich, dass derzeit allein die alternativen Kraftstoffe aus fossilen Rohstoffen besser in Bezug auf den Energieverbrauch als konventionelle Antriebe abschneiden.

Tabelle 1: Energieeffizienz alternativer Kraftstoffe

Bei den Elektrofahrzeugen mit einer Batterie als Elektroenergiespeicher ist es entscheidend aus welcher Primärenergiequelle der elektrische Strom zur Verfügung gestellt wird, wie in der Tabelle 2 gezeigt wird. Der europäische Strommix erweist sich dabei als energieaufwendig. Dagegen ist die Stromerzeugung durch die erneuerbaren Energiequellen, wie Sonne und Wind, besonders effizient. Bei den Elektrofahrzeugen mit einer Brennstoffzelle als Energiewandler sind das Herstellverfahren des Wasserstoffs und gegebenenfalls die Herkunft des elektrischen Stromes für den Energieverbrauch von Bedeutung, ähnlich wie auch bei dem Einsatz von Wasserstoff in einem Verbrennungsmotor.

Grundsätzlich weisen die elektrisch angetriebenen Fahrzeuge niedrigeren Energieverbrauch und damit höhere Effizienz gegenüber den Fahrzeugen mit konventionellen Antrieben auf, was vor allem auf den höheren Wirkungsgrad eines Elektromotors zurückzuführen ist. Zusätzlich erweist sich der Einsatz von Wasserstoff als Energiespeicher in einer Brennstoffzelle als effizienter verglichen mit der Verbrennung in einem konventionellen Motor. Die Hybridisierung erlaubt des Weiteren 15 Prozent Energieeinsparung in WTW bei einer Kombination von einem Elektro- mit einem Benzinmotor, respektive über 20 Prozent mit einer Diesel-Elektromotor-Kombination verglichen mit einem benzinbetriebenen Fahrzeug.

Tabelle 2: Energieeffizienz alternativer Antriebe

* Als Vergleichsbasis und Referenz dient der heute im Pkw-Bereich dominierende Antrieb durch einen Verbrennungsmotor nach dem Ottoverfahren mit Benzinkraftstoff mit einem Energieverbrauch von 6,7 Liter Benzinäquivalent pro 100 Kilometer und 162 Gramm CO2-äquivalenter Treibhausgasemissionen pro Kilometer.

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