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Das Elektroauto - warum es sich nicht durchsetzt (Fachartikel)

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Das Elektroauto - warum es sich nicht durchsetzt
MrVolt Beitrag06-05-2016, 8:41  
Elektroautos versprechen reuelose Mobilität in Zeiten steigenden Umweltbewusstseins, was ist von ihnen zu halten? Ersetzen Elektroautos bald Fahrzeuge mit bewährtem Verbrennungsmotor? Wie sieht die Zukunft von Elektroautos aus?

Jedes Antriebskonzept für Fahrzeuge welche der individuellen Fortbewegung dienen hat seine Vor- und Nachteile. Diese werden im Folgenden vorgestellt, diskutiert und mögliche Lösungen aufgezeigt.


1. Auto mit Elektromotor und Batterie (Akkumulator)

Vorteile:
- Der Antrieb des Autos stößt im Betrieb keinerlei Emissionen aus. Keine Stickoxide, Kohlenwasserstoffe, Pflanzenwachstum-förderndes CO2 usw.
- Antidemokratische und rassistische Ideologien vom anderen Ende der Welt werden nicht unterstützt.

Nachteile:
- Die Emissionen entstehen nun an anderer Stelle. Im ungünstigsten Fall durch Stromerzeugung im Atomkraftwark, oder Kohle- und Gaskraftwerken. Im besseren Fall durch landschaftsverschandelnde Windkrafträder oder Photovoltaik-Solaranlagen, die hoffentlich kein hochgiftiges Cadmium enthalten. Im Gutfall, wie in der Schweiz, durch Wasserkraftanlagen. Mein ganz normaler Haushaltsstrom wird z.B. zu 95% mittels Wasserkraft produziert. Leider sind Wasserkraftanlagen nicht überall möglich, da genug Wasser als auch Gefälle vorhanden sein muß.
- Die Heizung eines üblichen Fahrzeugs nutzt die Abwärme des Triebwerks, d.h. diese normalerweise verlorengegangene Energie muß hier der Fahrzeugbatterie entnommen werden. Bei kaltem Wetter steht man vor der Wahl entweder zu frieren oder eine stark verringerte Reichweite in Kauf nehmen zu müssen.
- Die aktuellen Fahrzeugbatterien lassen sich nur mit hohem Zeitaufwand laden.
- Mit aktuellen Fahrzeugbatterien sind nur geringe Reichweiten möglich, welche sich bei kaltem Wetter weiter verringern.
- Die Lebensdauer aktueller Fahrzeugbatterien ist stark eingeschränkt, mit zunehmender Nutzungsdauer nimmt die speicherbare Energie ab, Ersatz der Fahrzeugbatterie ist sehr teuer.


2. Auto mit Elektromotor und Brennstoffzelle als Antriebsquelle.

Vorteile:
- Der Antrieb des Autos stößt im Betrieb keinerlei Emissionen aus. Keine Stickoxide, Kohlenwasserstoffe, Pflanzenwachstum-förderndes CO2 usw.
- Antidemokratische und rassistische Ideologien vom anderen Ende der Welt werden nicht unterstützt.

Nachteile:
- Die Brennstoffzelle nutzt Stoffe zur Stromgewinnung, welche zur Zeit unüblich sind (Methanol), teilweise schwer zu lagern oder schlicht gefährlich in der Handhabung (Wasserstoff). Wasserstoff hat den zusätzlichen Nachteil, daß die Reichweite des Fahrzeugs durch die aufwendige halbwegs sichere Speicherung eingeschränkt ist. Teilweise sind Parkhäuser für Wasserstofffahrzeuge verboten (mögliche Explosionsgefahr durch ausgetretenen Wasserstoff).
- Brennstoffzellentechnik ist nicht ausgereift und leider auch noch nach Jahren der Forschung, eher "experimentell".


3. Auto mit Hybridantrieb, also Elektromotor und zusätzlichem Verbrennungsmotor

Vorteil:
- Bessere Reichweite als reine Elektrofahrzeuge.

Nachteile:
- Höhere Komplexität und damit Fehleranfälligkeit des Gesamtsystems.
- Emissionen aus dem Antrieb werden nur örtlich verschoben.


4. Auto mit herkömmlichen Benzin- oder Dieselantrieb

Vorteile:
- Beste Reichweite.
- Hohe Unabhängigkeit, durch Betankungsnetz Kraftstoff überall verfügbar.
- Kaltes Wetter verringert die Reichweite nicht signifikant bei gleichbleibendem Komfort.

Nachteile:
- Antidemokratische und rassistische Ideologien vom anderen Ende der Welt werden unterstützt.
- Direkte Emissionen aus dem Antriebsmotor.

5. Fazit

Wie man sieht, ist keine der Lösungen optimal. Bezüglich der oft diskutierten Feinstaubemissionen drängt sich ebenfalls der Verdacht auf, daß die sogenannten "Umweltplaketten" bzw. Umweltzonen" eher weniger mit der Umwelt, als dem Wohl des bürgerfinanzierten Geldsäckels dienen und eine Art verkappte Wirtschaftssubvention darstellen, da "veraltete" Fahrzeuge durch neue "Saubere" ersetzt werden müssen.
Bei Emissionen wie Feinstaub aus Bremsen und Reifenabrieb ergeben sich ebenfalls keine signifikanten Vor- oder Nachteile im Vergleich zu anderen Antriebskonzepten.

Bezüglich Emissionen wäre Antriebskonzept 1 sehr gut, allerdings nur wenn der notwendige Strom zur Batterieaufladung selbst zuhause produziert werden kann. Dies ist leider in den wenigsten Fällen möglich, da entweder keine entsprechenden eigenen Flächen vorhanden sind oder schlicht für z.B. Photovoltaik entweder zuwenig Sonnenschein oder zuwenig bezahlbare Photovoltaik am Wohnort verfügbar ist.
Auch die sehr langsame "Betankung", sprich Laden der Fahrzeugbatterie ist mit derzeitiger Technik nicht lösbar. Selbst wenn die Fahrzeugbatterie durch Forschungsfortschritte sehr schnell ladbar wäre, hilft dies nichts denn in diesem Fall müsste jeder Ladeort (Wohnhaus etc.) einen extrem leistungsfähigen Stromanschluß besitzen, welcher in keinster Weise kostengünstig oder praktikabel ist. Von Horror wie Hochspannungsleitungen in jede Wohnsiedlung wollen wir besser gar nicht reden, das Verlegen leistungsfähiger armdicker teuerer Kupferkabel an jedes Wohnhaus sowie die entsprechende notwendige Anzahl von Trafostationen sind einfach nur Unsinn.
Als 1990 die DDR die Grenze öffnete, kauften sich viele DDR-Bürger in Massen vom Begrüßungsgeld Elektroheizer. Endlich keine Kohlen mehr schippen, kein Dreck in der Wohnung: Die Folge waren ein instabiles Stromnetz, glühende Stromdrähte und explodierende Strompreise. Ein Elektroheizer hat typisch ca. 2kW elektrische Aufnahmeleistung. Der Energieinhalt typischer Fahrzeugbatterien von Elektroautos liegt bei 40 - 90 kWh. Will man einen solchen Akkumulator in 1h (gähn) laden, ist mindestens (Ladevorgang/Entladevorgang hat keine 100% Wirkungsgrad!) 40 - 90 kW elektrische Leistung notwendig. Mit 230V Netzanschluß würden 174 -391 A fließen (= nicht sinnvoll machbar). Selbst bei 400V Anschluß unter Verwendung aller 3 Phasen je Phase 33 - 74 A! Die dabei notwendigen Kabelquerschnitte erreichen dabei je Phase leicht Fingerdicke. Lädt ein ganzer Straßenzug abends nach der Arbeit seine Elektrofahrzeuge, kann man sich die aufaddierten notwendigen Kabelquerschnitte leicht vorstellen: Es müssten gewaltige und sehr kostspielige Kabel, alleine vom Materialwert des verbauten Kupfers, neu verlegt werden. Daß eine Photovoltaikanlage auf dem Eigenheim keine 40 - 90kW Leistung liefern kann, dürfte auch jedem halbwegs intelligentem Menschen klar sein, wodurch die Ladezeiten sich extrem verlängern: Die Leistung von üblichen Photovoltaikanlagen für Einfamilienhäuser liegt im niedrigen einstelligen kW-Bereich. Wenn jemand also eine sehr gute, große und teuere Photovoltaikanlage mit 5 kW Leistung besitzt, dauert das Betanken eines 40 kW Fahrzeugakkus mindestens 8 Stunden durchgehenden Sonnenschein. 8 Stunden Sonnen-Tanken für eine Reichweite von ca. 180km. In 8 Stunden bewegt sich ein Radfahrer bei moderaten 25 km/h Durchschnittsgeschwindigkeit bereits 200km. Was soll das?
Die Naivität, wahlweise kriminelle Energie führender Politikdarsteller, die Elektroheizlüfter nun durch Elektrofahrzeuge zu ersetzen und mittels dem Geld von jedem von uns zu forcieren, ist daher kaum noch zu toppen. Helfend stehen ihnen dabei allerorten die Medienprostituierten zur Seite, welche durch keinerlei Fachwissen glänzen.
Das Problem mangelnder Reichweite und zu langer Aufladezeit lässt sich auch nicht durch leistungsfähigere Fahrzeugbatterien oder Ladegeräte lösen, da das grundlegende Problem darin liegt, genügend Leistung zum Aufladeort zu transportieren. Anstatt wie beim konventionellen Verbrennungsmotor, welcher das "Kraftwerk" des Fahrzeugs darstellt, wird nun ein monströses (Auflade-)Kraftwerk mit nahezu der Summenleistung aller Fahrzeuge benötigt, welches beim Ladevorgang seine Leistung über viele Kilometer zum jeweiligen Fahrzeug erbringen muß.
Die TCO (Total Cost of Ownership, Betriebskosten über den gesamten Nutzungszeitraum) ist aufgrund der hohen Anschaffungskosten, der teuren Fahrzeugbatterie und deren begrenzter Nutzungsdauer (der Akkumulator verschleißt bei jedem Lade-/Entladevorgang, die speicherbare Energie und damit Fahrzeugreichweite verringert sich mit der Zeit) wesentlich schlechter als bei herkömmlichen Fahrzeugen.

Welch haarsträubender Schwachsinn hier von deutschen Politikdarstellern und Berufsempörten verzapft wird, wird bei folgender Betrachtung klar: Ein Block eines Atomkraftwerks liefert ca. 1300 MW Leistung. Wenn man ein Elektroauto mit 40 kW sehr laaaaangsam lädt, benötigt eine kleinere Siedlung mit 5000 solcher Fahrzeuge rund 200 MW Leistung. Ein Block eines Atomkraftwerks reicht also für die Aufladung der Elektrofahrzeuge von 6,5 kleineren Siedlungen. icon_eek.gif Wie viele Windräder und Hochspannungsleitungen will man da denn aufstellen und die Landschaft verschandeln? icon_evil.gif
Wohlgemerkt ohne Berücksichtigung der unvermeidlichen Verluste bei der Energieverteilung! Ich nenne solche "Politik" unter Mißachtung technischer Gegebenheiten schlicht Bauernfängerei.

Aus diesen Gründen ist Antriebskonzept 1, das Elektroauto mit Energiereservoir Fahrzeugbatterie als Fahrzeug für die Massen, von vornherein zum Scheitern verurteilt. Eine politische, wie auch wirtschaftliche und technologische Totgeburt, welches sich bereits seit rund 130 Jahren (Erfindung 1881 durch Gustave Trouvé) nicht durchsetzen konnte. Die physikalischen Gesetze welche die sinnvolle Nutzung solcher Fahrzeuge begrenzen, ändern auch keine Subventionen wie das Umlenken von Steuergeldern. Diese wären an anderer Stelle sinnvoller einsetzbar und würden so nicht nur dem künstlichem kurzzeitigem Pushen beteiligter Unternehmen dienen.

Erfolgversprechender wäre Antriebskonzept 2, wenn die vorhandene Logistik für Brennstoffzellentreibstoff wie Methanol genutzt wird und dieses kostengünstig aus Biomasse synthetisiert wird. Leider ist die entsprechende Technik weder ausgereift noch kostenmäßig praktikabel.

Antriebskonzept 3 hat zwar eine gute Reichweite, der Preis dafür liegt in der Kombination der Nachteile aus Konzept 1 und 4.

Mein Vorschlag wäre, Konzept 4 zu verbessern: Vorhandene Verbrennungsmotoren mit sauber verbrennenden, im entsprechendem Land produzierten Kraftstoffen (BtL, Biomass to Liquid) zu betreiben. Bei niedriger Hürde zur Synthetisierung der entsprechenden Rohstoffe oder Kraftstoffe, würde dies sogar zusätzliche Arbeitsplätze, Wertschöpfung und Unabhängigkeit im jeweiligen Land schaffen. Bereits vor rund 90 Jahren wurden Treibstoffe als kriegswichtige Güter synthetisiert, es ist also großtechnisch und kostenmäßig machbar, wobei die Kostenseite optimiert werden muß.
Auch Biomassegewinnung aus Algen als günstiger Synthesegrundstoff wäre ein sehr vielversprechender Ansatz, z.B. könnten vorhandene Anlagen zur Warmwassergewinnung per Sonnenlicht weiterentwickelt werden, um Algen zu züchten. Statt Warmwasser wird dann eben Algenschleim produziert. Diese Algen wären als handelbarer Rohstoff für Kraftstoff-Fabrikationsanlagen interessant, wie schon seit Urzeiten z.B. Zuckerrüben für Haushaltszucker. Dies würde gleichzeitig lokale Wertschöpfung und Arbeitsplätze ermöglichen.

Daß Biokraftstoffe wie Rapsmethylester, bzw. Rohstoffe wie Rapsöl, welche lokal einfach und kostengünstig produziert werden können, nicht weiter verfolgt werden oder als Basis für synthetisierte Kraftstoffe dienen könnten, ist nur durch politische Lobbyarbeit zu erklären. Offensichtlich soll gar niemand in der Lage sein, seinen Kraftstoff für Heizung und Fortbewegung im Garten oder auf dem Hausdach zu produzieren, sondern besser von Konzernen abhängig bleiben.



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 Beschreibung:
 Algentechnikum der TU-München zur Erforschung der Möglichkeit, Algen als Rohstoff-Biomasse zu züchten um daraus Biokraftstoffe zu gewinnen.
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