ETH-Klimablog - Energie - Konkrete Ansätze zur Verbrauchsreduktion bei Automobilen (Teil 3)

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Konkrete Ansätze zur Verbrauchsreduktion bei Automobilen (Teil 3)

02.11.2010 von Prof. , ETH Zürich

Mein letzter Beitrag in diesem Blog zur individuellen Mobilität diskutiert die Frage «Woher kommen unsere Treibstoffe und welchen Einfluss haben die vorgelagerten Prozesse auf das Klima?» Seien Sie aber gewarnt: Ich bin in diesem Gebiet kein Spezialist. Diese Fragestellungen sind aber so wichtig, dass man sich auch als Ingenieur im Bereich Antriebstechnik damit beschäftigen muss. Wenn Sie sich selbst ein Bild machen möchten, dann empfehle ich Ihnen folgende, hervorragende Quelle: gabe.web.psi.ch.

«…und es kommt Gold heraus»

«Man macht ein Loch in den Boden und es kommt Gold raus…». So hat es einmal ein Kollege von mir ausgedrückt. In der Tat, die heute für die individuelle Mobilität relevanten Treibstoffe sind flüssige Kohlenwasserstoffe, die fast ausschliesslich aus fossilen Erdölquellen stammen. Dies hat mit den Kosten der Produktion dieser Treibstoffe und der Verfügbarkeit der Primärenergie zu tun. Die Wandlungsverluste von der Quelle zur Zapfsäule sind zudem sehr klein: Nur etwa 10% der im Erdöl steckenden Energie geht beim Fördern, Raffinieren und Transportieren verloren. Aber eben, da Erdöl ein fossiler Energieträger ist, werden bei der Verbrennung der daraus gewonnen Treibstoffe zusätzliche Mengen an CO₂ in die Atmosphäre eingebracht. Zudem ist Erdöl natürlich endlich. Nein, ich habe keine Ahnung wie lange «das Erdöl noch reichen wird», aber ich bin sicher, dass wir schon heute damit sehr sparsam umgehen müssen.

Erneuerbare und CO₂-neutrale Kohlenwasserstoffe

Da flüssige Kohlenwasserstoffe so hervorragende Treibstoffe sind, hat man sich natürlich schon früh damit beschäftigt diese synthetisch herzustellen. Als Primärenergieträger kommen fossile (vor allem Kohle) oder erneuerbare Energieträger (vor allem Biomasse) in Frage. Die erste Alternative ist zwar geopolitisch und ökonomisch interessant, für das Klima aber sehr bedenklich, da grosse CO₂-Mengen ausgestossen werden. Die zweite Alternative ist besser, darf aber nicht in Konkurrenz zur Nahrungskette treten und ihr Potential muss realistisch eingeschätzt werden (etwa 10% des heutigen Bedarfs ist denkbar). Wenn Sie mehr zu diesem Themengebiet wissen möchten, empfehle ich Ihnen die TA-SWISS-Studie zum Potenzial von Biotreibstoffen in der Schweiz (>hier).

Die Alternativen: Strom und Wasserstoff

Die beiden sehr interessanten Energieträger Strom und Wasserstoff können flüssige Kohlenwasserstoffe als Treibstoffe dann ablösen, wenn die folgenden drei zentralen Probleme gelöst werden können:

  1. Die Herstellung dieser Treibstoffe muss CO₂-neutral erfolgen.
  2. Die Speicherung an Bord muss sicher und mit genügend hoher Energiedichte möglich sein.
  3. Die Kosten der Gesamtkette (Herstellung, Verteilung, Speicherung und Umwandlung in mechanische Energie) müssen stark gesenkt werden.

Zu diesen drei Punkten besteht noch grosser Forschungsbedarf. Das PSI, die EMPA und die ETH leisten dazu zentrale Beiträge in diversen, zum Teil gemeinsamen Forschungsprojekten.

Adieu und danke für alle Kommentare!

Ich hoffe, meine Blogeinträge zur individuellen Mobilität haben etwas zum Verständnis der damit verbundenen Klima-Problematik beigetragen. Eine «schmerzlose Lösung» habe ich – leider – nicht anzubieten. Aber mit einer Kombination aus besserer Technik, nachhaltigen und klimaschonenden Primärenergiequellen und einem vernünftigeren Umgang mit der Mobilität (inklusive Preissignale) könnte man Einiges erreichen. Damit wären wir jedoch bereits im Feld der politischen Diskussion und davon verstehe ich nun wirklich nichts …

Hinweis

Lesen Sie auch Teil 1 (>hier) und Teil 2 (>hier) von Lino Guzzellas Serie «Konkrete Ansätze zur Verbrauchsreduktion bei Automobilen»

Zum Autor

Lino Guzzella ist Professor für Thermotronik an der ETH Zürich. Persönliches Zitat und Biografie

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Kommentare (9) >Alle Kommentare aufklappen>Alle Kommentare zuklappen

Prof. Lino Guzzella hat im TA-Magazin vom 22.1.2011 ein Interview zu Mobilität und unserer Energiezukunft gegeben. Hier eine kurze Zusammenfassung seiner Äusserungen:
- Elektro- und teilweise auch PlugIn-Mobile sind schwer, teuer, haben kleine Reichweite und sind weniger alltagstauglich (Probleme Kàlte, Heizen) als Verbrennungsmotoren.
- EV’s und teilweise auch PlugIns generieren keine Steuern und breiten sich zuwenig schnell aus um in den nächsten 10 Jahren die Emissionen merklich zu beeinflussen
- EV’s einziger Vorteil: Strom (aus Kohle,Atom,Gas..) anstatt Benzin womit die Auslandabhängigkeit reduziert wird
- Das Idealfahrzeug: ultraleicht, wenig PS, Gasmotor

- 2°C-Ziel unrealistisch, macht aber wenig, denn es bleibt noch etwas Zeit und wir müssen uns anpassen
- Stromproduktion: Kernenergie jetzt, Desertec und Kernfusion später
- Energie und Benzin muss teurer werden, Energiesteuer erwägen

Abschliessende Beurteilung: Der TA-Titelhinweise “Ein Gespräch ohne Airbag” trifft zu. Lino Guzella gibt wieder was er selber denkt und nicht das, was gerade im Trend ist oder was man überall liest.
Heute im Trend sind: Erneuerbare, Wind,Sonne, Elektromobil. Doch das sind Spielzeuge der Besserverdienenden und Gutgestellten. Schon in Schwellenländern wird es damit schwierig. In China kann ein Starkwind das Netz zum Zusammenbrechen führen, wenn eine Windfarm dadurch auf vollen Touren läuft und ein Chinese der gerade in die Mittelschicht aufgestiegen ist, kann sich kein Elektromobil leisten.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 1 Daumen runter 0

@Kommentar von Tim Schloendorn. 05.11.2010, 21:47
Zitat:
Meine zentralere Frage ist, warum wir so dringend nach alternativen zu Benzinern & Diesel schielen, wo wir doch ohne spürbaren Verlust an Qualität der Transportdienstleistung den durchschnittlichen Verbrauch jederzeit halbieren könnten. Und zwar mit einer Technik die seit über 30 Jahren verfügbar ist dem 30 PS Kleinwagen…

Der Verbrauch muss nicht nur halbiert, sondern auf einen Drittel heruntergefahren werden, also von durchschnittlich 9 Liter Benzin/100 km beim heute bestehenden Fahrzeugpark auf 3 Liter Benzin/100 km in 15 Jahren und zwar weltweit, nur so werden die CO2-Emissionen genügend gesenkt und ein Peak Oil abgefedert. (übrgiens ist der Verbrauch Neuwagen Schweiz 2009 6,86 Liter auf 100 km siehe http://emission-trading.org/article248_14420.html )

Zitat: Und zwar mit einer Technik die seit über 30 Jahren verfügbar ist dem 30 PS Kleinwagen…
Ein 30 PS-Auto ist heute schwieriger zu bauen als vor 30 Jahren wegen den höheren Sicherheitsanforderungen, die das Gewicht und damit auch den Leistungsbedarf erhöhen. Doch mit Leichtbau (Fahrzeuggewicht unter 800 kg, Anmerkung der Golf I von 1975 wug 750 kg), downgesizten und effizienteren Motoren sollten 50 PS Autos in Zukunft zur Norm werden.

Hier noch ein paar Nachrichten aus China, alle von der Website http://www.chinadaily.com.cn/business/greenchina/index.html , die den Verkehrsbereich betreffen:
- China’s 1st electric car sold to individual
- Shenzhen to have 35,000 EVs on road in 3 yrs
- Public transportation key to low-carbon city

China rechnet, damit im Jahre 2020 den Markt für Elektrovehikel-Batterien anzuführen (siehe http://www.chinadaily.com.cn/business/greenchina/2010-11/06/content_11512050.htm ).
Im Moment jedenfalls, sind Elektromobile noch eine grosse Zukunftshoffnung, keine Alltagsrealtität. Elektromobile, PlugIn-Hybride und Fahrzeuge mit RangeExtender bieten in den nächsten 15 Jahren jedoch die realistischste Option, den Treibstoffverbrauch zu dritteln. Deutliche Treibstoffeinsparungen sind aber auch mit einer stärkeren Verbreitung und Flexibilisierung von öffentlichen Verkehrsmitteln möglich.

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Hi,

hier noch zwei andere Ideen
zum Transport

der eine fuer sportliche Fans von Windpower
(ich weiss ja nicht ob das ausser zum Spass fuer irgendwas gut ist, aber schnell ist es schon)
http://www.blokart.org.uk/

und wie sich das in einem armen Land
und in der Oelkrise (nach dem Kollaps der Sowjetunion)
entwickelt hat.

Vermutlich bei guter Auslastung sehr Treibstoff effizient!?
(bezueglich der Zeit Effizienz vermutlich eher nicht)
http://www.youtube.com/watch?v=4dZzi9Oyr3k&feature=related

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Meine zentralere Frage ist, warum wir so dringend nach alternativen zu Benzinern & Diesel schielen, wo wir doch ohne spürbaren Verlust an Qualität der Transportdienstleistung den durchschnittlichen Verbrauch jederzeit halbieren könnten. Und zwar mit einer Technik die seit über 30 Jahren verfügbar ist

dem 30 PS Kleinwagen…

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 1 Daumen runter 0

@Kommentar von Tim Schloendorn. 05.11.2010, 9:12

Zu Erdgasautos: Einen Dinosaurier durch den anderen ersetzen lösst weder das Klima noch das Ressourcenproblem. ..
Wäre eine Schande die begrenzten Vorräte im Verkehr aufzubrauchen.

Das stimmt sicher. Nur: Die wichtigste Alternative zu Benzinern und dieselgetriebenen Fahrzeugen, nämlich das Elektromobil hat mit den momentan verfügbaren Batterien noch einen zu teuren, zu schweren und zu kleinen Energiespeicher. Deshalb können sich wohl vor allem Hybrid und Pluginfahrzeuge durchsetzen. Der von Lino Guzella von mitentwickelte Ergas-Plugin mit 2.5 Liter Treibstoff-Verbrauch auf 100 km (siehe http://www.ch-forschung.ch/index.php?artid=315 ) arbeitet deshalb mit einer mittelgrossen Batterie als Plugin.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 0 Daumen runter 0

Die einfachste Reduktion im Verkehr bleibt ebenso unerwähnt: Gewichtsreduktion & Ende der Übermotorisierung… Was bringen mehr als 30 PS in einem Land mit einer maximalen legalen Geschwindigkeit von 120 km/h??? Und wie sinnvoll ist es 2 Tonnen Stahl rumzufahren um eine Person zu transportieren???

Zu Erdgasautos: Einen Dinosaurier durch den anderen ersetzen lösst weder das Klima noch das Ressourcenproblem. Erdgas ist super wertvoll in der Stromproduktion wegen der hohen Effizient der Combined-Cycle Kraftwerke und der Flexibilität (kurze an- und Abschaltzeiten) – Wäre eine Schande die begrenzten Vorräte im Verkehr aufzubrauchen.

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Der ganze Bericht ist mir etwas unklar verfasst. Was ist denn mit dem Zukunftsenergieträger Nummer 1, dem Erdgas?

Angeblich war er an der Entwicklung eines Erdgashybriden beteiligt, aber im Bericht tut er so, als gebe es Erdgas gar nicht.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 0 Daumen runter 3

Wenn wir schon beim Verlinken sind, hier noch der Link zum von Professor Guzella mitentwickelten Ergashybrid mit 2.5 Liter Treibstoff-Verbrauch auf 100 km (siehe http://www.ch-forschung.ch/index.php?artid=315 ) und ein Interview mit Lino Guzella, in der er seine “Sparphilosophie” zum Ausdruck bringt (siehe http://www.swissengineering-stz.ch/pdf/stz0120093160.pdf )

Sollte es in naher Zukunft zur Erdölverknappung kommen, wären solche Fahrzeuge mit extrem niedrigem Verbrauch sicher gesucht. Sie könnten möglicherweise eine Verknappung entschärfen.

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Der Link (Roman Klingler) …

http://www.ethlife.ethz.ch/archive_articles/100108_Watt_dor_Guzzella_tl/index

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