Wirkungsgrad der Energiewende: Energieeffizienz sinkt durch Sektorkopplung

Mehr Energieeffizienz soll die Energiewende retten. Aber der Energieverbrauch steigt wegen schlechterer Wirkungsgrade durch Sektorkopplung auf 170%.

Primaerenergie Energieeffizienz Elektrisierung Sankey einzel - Wirkungsgrad der Energiewende: Energieeffizienz sinkt durch Sektorkopplung

Immer wieder heißt es, dass der Energieverbrauch in Zukunft sinken soll, durch die vollständige Elektrifizierung der Energiewirtschaft.

Das Problem dabei ist, dass es durch die Elektrifizierung auch gegenläufige Verluste bei der Energieeffizienz gibt.

Einige Anwendungsbereiche lassen sich nämlich nicht direkt elektrifizieren, zum Beispiel Flugzeuge, Schiffe oder LKWs im Transportsektor.

Im Wärmesektor ist trotz direkter Elektrifizierung ein höherer Verbrauch zu erwarten. Bei der Prozesswärme sinkt die Effizienz nämlich deutlich.

Noch dazu steigen die Gesamtverluste durch saisonale Speicherung und die Verklappung der Überproduktion aus Wind- und Solarstrom.

Insgesamt steigt der Energieverbrauch deutlich in einem vollständig elektrifizierten System ohne jegliche fossile Brennstoffe.

Die Elektrifizierung macht die Energiewende also schwerer, nicht einfacher.

Ist der Anteil von Wind & Solar am Primärenergiemix aussagekräftig?

Primaerenergieverbrauch in Deutschland 2020 - Wirkungsgrad der Energiewende: Energieeffizienz sinkt durch Sektorkopplung

Das Hauptproblem des heutigen Standes der Energiewende ist, dass wir nach 20 Jahren immer noch ganz am Anfang stehen mit nur:

  • 3,5% Solar
  • 9,0% Wind

Das sind zusammen 12,5% Anteil an der Primärenergie. Und das war im Corona-Jahr 2020 mit niedrigerer Energienachfrage dank Lockdown. Aus den klimaschädlichen fossilen Brennstoffen Kohle, Gas, Öl und der klimaschädlichen Biomasse gewinnen wir nach wie vor 82% unserer Energie.

Wir wollen mit Wind und Solar aber bei 90% landen. Wenn wir so weitermachen, wie seit 2000, dauert es also noch bis zum Jahr 2144, bis wir mit der Energiewende fertig sind. Und wir können nicht weiter machen wie bisher, weil die Energiewende immer schwieriger und teurer wird. Die niedrig hängenden Äpfel sind schon geerntet.

Auf solche Kritik wird oft entgegnet, dass Effizienzsteigerungen die Energiewende retten werden. Von Energiewende -Befürwortern wird sogar eine Halbierung des Primärenergieverbrauchs erwartet.

Tatsächlich steigt der Primärenergieverbrauch in Deutschland durch die Elektrifizierung aber auf etwa 170%. Der Gesamtwirkungsgrad verschlechtert sich also.

Gibt es Effizienzsteigerungen durch das Elektro-Auto?

Um Effizienzsteigerungen zu begründen, wird gerne das Elektro-Auto als Beispiel für die komplette Elektrifizierung angeführt, siehe z.B. folgende Artikel:

“Ein Benzin-Auto hat einen Wirkungsgrad von nur 30% und ein Elektroauto hat einen Wirkungsgrad von 80%.”

heißt es zum Beispiel.

Das stimmt zwar, aber hier wird die thermische Effizienz des Verbrenners mit der elektrischen Effizienz des Elektromotors verglichen. Das ist unzulässig. Entweder man vergleicht jeweils die thermische Effizienz oder jeweils die elektrische, aber nicht Äpfel mit Birnen.

Das ist so als ob man einen Schwimmer gegen einen Läufer am Beckenrand antreten lässt. Selbst wenn der Schwimmer Michael Phelbs heißt, wird der Läufer gewinnen. Das heißt aber nicht, dass der Läufer schneller schwimmen kann.

Die thermische Effizienz eines Elektromotors liegt nur bei 31%, also vergleichbar mit dem Benzinmotor-Wirkungsgrad von 30%. Dieselmotoren haben mit 36% sogar etwas höhere thermische Wirkungsgrade als Benzinmotoren und Elektromotoren.

Wenn jetzt noch elektrische Verluste und die saisonale Stromspeicherung durch Power to Gas hinzukommen, sinkt die thermische Effizienz des E-Autos auf 30%. Durch die Verklappung von Überproduktion sinkt die Effizienz weiter auf 27%. Durch Elektromobilität gibt es also keinen Effizienzgewinn. Im Gegenteil, der Primärenergieverbrauch steigt sogar leicht gegenüber einem Mix aus Diesel und Benzin.

Gibt es Effizienzgewinne durch die Wärmepumpe?

Das zweite Beispiel zur Verteidigung der Energieeffizienz-Hypothese ist das der Wärmepumpe mit ihrer Jahresarbeitszahl von etwa 3 in der Praxis. Das heißt eine Wärmepumpe kann aus einer kWh elektrisch rund 3 kWh thermisch gewinnen.

“Eine Wärmepumpe hat einen Wirkungsgrad von 300% und eine Gasheizung nur einen Wirkungsgrad von 90%.”

sagt man etwa.

Das stimmt zwar, aber hier wird wieder die elektrische Effizienz der Wärmepumpe mit der thermischen Effizienz der Gasheizung verglichen.

Die thermische Effizienz einer Wärmepumpe liegt bei 113%. Mit saisonaler Stromspeicherung sind es nur noch 108%.

Ja, 108% Effizienz sind besser als 90%. Aber mit einigen Prozentpunkten mehr Energieeffizienz bei Raumwärme und Warmwasser rettet man keine Energiewende.

In allen anderen Sektoren haben wir nämlich ordentliche Energieverluste durch die teilweise deutlich schlechteren Gesamtwirkungsgrade nach der vollständigen Elektrifizierung.

Schlechte Wirkungsgrade bei Transport, Prozesswärme & Saisonspeicher

Primaerenergie Energieeffizienz Elektrisierung Sankey Nutzenergie Endenergie - Wirkungsgrad der Energiewende: Energieeffizienz sinkt durch Sektorkopplung

Elektromotor und Wärmepumpe sind die beiden Musterbeispiele der Energiewende. Bewusst nicht erwähnt werden in solchen Betrachtungen deutlich schlechtere Elektrifizierungs-Wirkungsgrade bei anderen Anwendungen.

Der Primärenergieverbrauch durch Elektrifizierung steigt zum Beispiel auf:

  • 415% Flugverkehr (Synthfuel)
  • 367% Schiffsverkehr (Ammoniak)
  • 279% Frachtverkehr mit LKW (Wasserstoff)
  • 256% Saisonspeicher (Wasserstoff)
  • 249% Prozesswärme (Lichtbogenofen)

Über alle Bereiche der Sektorkopplung zusammen steigt der Energieverbrauch durch Elektrifizierung auf rund 170% der heutigen Primärenergie.

Das ist ein krasser Effizienzverlust durch die Elektrisierung. Mit unseren mageren Fortschritten bei der Energiewende müssen wir in Zukunft auch noch diesen erhöhten Verbrauch ausgleichen.

Prognosen zu sinkendem Energieverbrauch sind fragwürdig

Obwohl der Primärenergieverbrauch durch die Elektrifizierung steigt, gehen viele Energiewende-Studien von einem sinkenden Verbrauch aus.

Agora Energiewende zum Beispiel im Szenario “Klimaneutrales Deutschland 2045/2050” erwartet eine Senkung des Primärenergieverbrauchs um ein Drittel. 1

Um den heutigen Primärenergieverbrauch komplett zu elektrifizieren müsste man rund 2.523 TWh Elektrizität pro Jahr erzeugen. Agora Energiewende will aber die Netto-Stromerzeugung bis 2045 auf nur 962 TWh pro Jahr ausbauen. Dazu kommen Importe von 164 TWh Synthfuels und 184 TWh Wasserstoff. Durch diese Importe lassen sich rund 599 TWh Stromerzeugung vermeiden.

Für diese Stromerzeugungs-Bilanz von zusammen 1.561 TWh müssten wir den heutigen Energieverbrauch auf 62% senken. Das geht aber vermutlich nicht ohne einen spürbaren Wohlstandsverlust und eine teilweise Deindustrialisierung Deutschlands.

Erschwerend wird es noch, wenn man die zusätzlich anfallende graue Energie berücksichtigt um das Energiesystem überhaupt erst einmal komplett umzubauen und laufend instand zu halten. Solarmodule importieren wir zwar, aber E-Autos, Wärmepumpen und Windräder sowie Energie-Infrastruktur werden auch in Deutschland gefertigt. (noch)

Das soll übrigens kein Bashing von Agora Energiewende sein. Alle anderen Studien zu Systemen mit 100% Erneuerbaren basieren auf ähnlich optimistischen Prognosen des Energieverbrauchs in einem vollständig elektrifizierten System – egal ob Fraunhofer, EWG oder DIW.

1,1% Stromeffizienz-Steigerung durch Modernisierung

Durch die Elektrifizierung sinkt die Energieeffizienz insgesamt. Durch Modernisierung ist aber wiederum eine Effizienzsteigerung möglich.

Wenn du bei vollständiger Elektrifizierung mit der gleichen Menge Elektrizität mehr Leistung erbringst, dann lässt sich so der Energieverbrauch senken.

Die Energieeffizienz lässt sich steigern durch:

  • Weniger Verluste
    z.B. Haussanierung mit besserer Dämmung oder Nutzung von Abwärme
  • Effizientere Verbraucher
    z.B. ein neuer Kühlschrank oder ein neuer Stahlofen
  • Effizienteres Verhalten
    z.B. Wäscheständer statt Wäschetrockner oder ÖPNV statt Auto

Diese Effizienz-Maßnahmen sind aber nicht geschenkt, sondern gehen mit Verhaltensänderungen oder Investitionen einher.

Ebenfalls kann der Energieverbrauch durch Genügsamkeit gesenkt werden, z.B. indem man im Winter weniger heizt. Das hat aber mit Energieeffizienz nichts zu tun. Verzicht ist Energiesuffizienz.

Die Energieeffizienz im Stromsektor steigt seit Jahren. Von 2000 bis 2019 ist die Stromverbrauchsintensität in kWh pro € BIP real auf 79% gesunken. Das entspricht einer Effizienssteigerung von 1,1% pro Jahr. 2

Wenn dieser Trend fortgeführt wird, wird der Energieverbrauch bis 2050 um rund 39% sinken. Dadurch würden also die Verluste durch Sektorkopplung und Speicherung fast vollständig ausgeglichen.

Die Gefahr ist allerdings ein Rebound-Effekt. Während die Stromverbrauchsintensität in kWh pro € BIP real von 2000 bis 2019 um 21% gesunken ist, ist sie in kWh pro Kopf nur um 3% gesunken. Strom wird deutlich effizienter eingesetzt, aber wir verbrauchen immer noch fast die gleiche Menge. Das nennt man Jevons Paradoxon.

Eignet sich die Primärenergie als Fortschrittsmesser der Energiewende?

Stromaequivalente Energieeffizienz Elektrisierung Sankey Nutzenergie - Wirkungsgrad der Energiewende: Energieeffizienz sinkt durch Sektorkopplung

Zurück zur ursprünglichen Frage: Lässt sich aus dem Anteil der Erzeuger am Primärenergieverbrauch der Fortschritt der Energiewende ablesen?

Wind und Solar kommen im Primärenergiemix zusammen nur auf 12,5 Prozentpunkte, sollen aber irgendwann einmal 90 Prozentpunkte liefern. Der Ausbau mit Wind und Solar wäre also nach Primärenergieanteil heute zu 14% fertig.

Wenn uns aber in Zukunft durch die Sektorkopplung auch noch eine Erhöhung des Primärenergieverbrauchs auf 170% ins Haus steht, dann muss auch diese Energie vollständig mit Wind und Solar erzeugt werden.

Wir sind also mit dem für die Energiewende nötigen Ausbau von Solar und Wind erst zu 8% fertig!

Wenn man zusätzlich die erhöhte Schwierigkeit der Sektorkopplung und der saisonalen Speicherung im Vergleich zum Stromsektor berücksichtigt, kann man die 14% auch gleich halbieren für eine realistische Fortschrittsanzeige.

Der Primärenergieverbrauch unterschätzt also die Herausforderung der Energiewende um einen Faktor von etwa 2. Eine besser geeignete “Fortschrittsanzeige” scheint die Endenergie zu sein. Die bleibt nach der Elektrifizierung auf ungefähr dem gleichen Niveau wie heute.

Bei der Endenergie wird aber der wertvolle elektrische Strom um den Faktor 2,5 unterbewertet. Der Wärmesektor und der Transportsektor werden im Vergleich unverhältnismäßig aufgebläht und Fortschritte werden verzerrt dargestellt.

Die Nutzenergie ist auch noch ein mangelhafter perfekter Fortschrittsmesser, weil hier immer noch der Wärmesektor aufgebläht ist. Nutzenergie wird außerdem gar nicht offiziell ausgewiesen – schon gar nicht anteilig nach Energiequelle.

Das Problem mit der Primärenergie ist, dass man hier “Wärme-Äquivalente” misst. Dadurch wird die gesamte Energiemenge unnötig aufgeblasen. Die beste Metrik um den Fortschritt zu messen wären meiner Meinung nach “Strom-Äquivalente”.

Man geht bei Strom-Äquivalenten nicht von thermischer Energie aus wie bei der Primärenergie, sondern von elektrischer Energie. Dann berechnet man, wie viel (virtuellen) Strom man insgesamt bräuchte:

  • 1.438 TWh Strom-Äquivalente in einem 100% fossilen System
  • 2.524 TWh Strom-Äquivalente in einem 100% erneuerbaren System

Strom-Äquivalente entsprechen der Primärenergie nach Substitutionsprinzip, aber ohne das verwirrende Aufblähen mit Abwärme. Natürlich weißt niemand Strom-Äquivalente aus, weil ich das gerade erfunden habe.

An der Primärenergie als Fortschrittsanzeige führt aber trotz ihrer Mängel kein Weg vorbei. Dabei sollte man nie vergessen, dass die großen Effizienzverluste durch Speicherung und Sektorkopplung uns noch bevorstehen. Der bisherige Fortschritt ist also trügerisch.

Mein Rating der Nützlichkeit der verschiedenen Metriken:
Strom-Äquivalent > Primärenergie Substitution >>> Nutzenergie > Endenergie >>> Primärenergie Wirkungsgrad

Primärenergie Definition: Substitutionsprinzip oder Wirkungsgradprinzip?

Der grobe Anfängerfehler die thermische Effizienz mit der elektrischen Effizienz gleichzusetzen hat System. Es gibt sogar eine Berechnungsmethode für den Primärenergieverbrauch, die so vorgeht.

Beim sogenannten Wirkungsgradprinzip wird bei Strom aus Photovoltaik, Windkraft und Wasserkraft mit einem Wirkungsgrad von 100% gerechnet. Das stimmt zwar nicht, aber wird willkürlich so definiert. 100% wäre ein idealer elektrischer Wirkungsgrad. Der Wirkungsgrad von fossilen Brennstoffen, Biomasse und Kernkraft wird hingegen als 33% oder 35% definiert. Das entspricht ungefähr dem thermischen Wirkungsgrad der Erzeugung von Strom aus Wärme.3

Nach dieser Methode steigt also der Primärenergieverbrauch auf das Dreifache, wenn ich eine kWh Elektrizität aus Wasserkraft durch eine kWh Elektrizität aus Biomasse ersetze. Dieses Ergebnis ist natürlich absurd.

Eine durch Wasserkraft erzeugte Kilowattstunde Elektrizität unterscheidet sich nicht von einer durch Biogas oder jede andere Energiequelle erzeugten Kilowattstunde Elektrizität. Strom ist Strom, der hat keine Farbe.

Durch diese Sonderbehandlung von Wasserkraft, Windkraft und Photovoltaik kommt es zu Rechenartefakten. Es wirkt dann so, als ob der Primärenergiebedarf durch den Zubau von Wind, Solar und Wasser sinken würde. Das ist aber keine Energieeffizienz, sondern reine Definitionssache.

Um solche Rechenartefakte zu vermeiden, wird in seriösen Studien das Substitutionsprinzip verwendet. Auch die oben erwähnte Studie von Agora Energiewende macht das. Hier wird der Primärenergieverbrauch jeder Art elektrischer Energie gleich bewertet mit dem thermischen Wirkungsgrad von rund 40%. Das entspricht einem Primärenergiefaktor von 2,5.

Es macht schließlich keinen Unterschied, aus welcher Energiequelle eine Kilowattstunde Strom stammt. Das gilt besonders dann, wenn man Kennzahlen wie CO2-Emissionen, Sicherheit oder Kosten sowieso auf eine kWh elektrisch normiert. Die Abwärme ist dabei schon berücksichtigt.

Jede Quelle, die das Substitutionsprinzip nicht verwendet, hat ein Plausibilitätsproblem. Das Wirkungsgradprinzip wird übrigens nicht nur verwendet um Energieeffizienz schönzurechnen. Es ist auch bei Erneuerbaren-Gegnern beliebt, weil es den Beitrag von Wind, Solar und Wasser künstlich klein rechnet.

Der Primärenergiefaktor/Abwärmefaktor basiert auf einer Carnot-Schwelle

Bei jeder Umwandlung von thermischer in elektromechanische Energie spricht man von einer Carnot-Schwelle. Es gibt hier Verluste mit dem Carnot-Wirkungsgrad als Begrenzung.

Der Carnot-Wirkungsgrad hängt von der Temperatur im Vergleich zur Umgebungstemperatur ab:4

  • 21% bei 100° Wärmesenke und 200° Wärmequelle
  • 66% bei 100° Wärmesenke und 800° Wärmequelle

Der Carnot-Wirkungsgrad kann nie überschritten werden und wird bei Umwandlungsprozessen in der Praxis nicht einmal annähernd erreicht. Es sind also weiterhin kleine Verbesserungen der Energieeffizienz Richtung Carnot-Wirkungsgrad möglich, aber keine Quantensprünge.

Aus dem Carnot-Kreisprozess ergibt sich umgekehrt der sehr gute Wirkungsgrad von Wärmepumpen bei der Rückwandlung von elektromechanischer Energie in thermische Energie.

Der Carnot-Wirkungsgrad ist also der Grund, warum bei der Primärenergiebetrachtung ein Umrechnungsfaktor zwischen thermischer Energie und mechanischer bzw. elektrischer Energie Sinn macht und immer Sinn machen wird. Die Höhe dieses Primärenergiefaktors kann langsam über die Zeit sinken durch Modernisierung.

Zum Nachrechnen: Warum steigt der Energieverbrauch durch Elektrifizierung?

Du willst wissen wie ich auf eine Steigerung des Primärenergieverbrauchs von 170% komme? Hier ist die Berechnung verständlich vereinfacht.

Wir haben ganz grob gesagt mit fossilen Brennstoffen folgende durchschnittliche thermische Effizienz:

  • 35% Gesamtwirkungsgrad Stromsektor
  • 35% Gesamtwirkungsgrad Transportsektor
  • 85% Gesamtwirkungsgrad Wärmesektor

Durch eine vollständige Elektrifizierung sinkt die durchschnittliche thermische Effizienz:

  • 35% Gesamtwirkungsgrad Stromsektor
  • 15% Gesamtwirkungsgrad Transportsektor
  • 55% Gesamtwirkungsgrad Wärmesektor

Thermische Effizienz meint in diesem Artikel den Gesamtwirkungsgrad ausgehend von thermischer Energie. Die elektrische Effizienz meint den Gesamtwirkungsgrad ausgehend von elektrischer Energie. Für die Primärenergie wichtig ist die thermische Effizienz.

Du kannst ansonsten beides alternativ verwenden, so lange du die Wirkungsgrade verschiedener Energieformen nicht vermischt. Kilowattstundeel ist nicht gleich Kilowattstundeth.

Wenn du jetzt für jeden Sektor einen Dreisatz aufstellst, kommst du auf folgenden Energieverbrauch im Vergleich zu vorher (100%):

  • 100% Energieverbrauch Stromsektor
  • 233% Energieverbrauch Transportsektor
  • 170% Energieverbrauch Wärmesektor

Sagen wir zur Vereinfachung, dass jeder Sektor ungefähr einen Anteil von einem Drittel am Primärenergieverbrauch ausmacht. (Das stimmt für Deutschland ungefähr)

Im Schnitt steigt der Primärenergieverbrauch also auf 168% des heutigen Wertes durch Elektrifizierung.

Pi mal Daumen reicht dir nicht? Im Rest des Artikels folgt die exakte Berechnung mit dem gleichen Ergebnis.

Thermischer Wirkungsgrad: Dieselmotor, Elektromotor, Kohlekraftwerk, Elektrolyse

Alle Annahmen sowie der Rechenweg für Endenergie, Nutzenergie und Primärenergie sind in diesem Google Docs transparent zusammengefasst. Es werden in der Berechnung neben den unten angegebenen reinen Wirkungsgraden zusätzlich auch Transport- und Speicherverluste berücksichtigt.

Annahmen zum thermischen Wirkungsgrad von fossilen Brennstoffen:

Die folgenden Wirkungsgrade stammen wenn nicht anders angegeben aus der sehr hilfreichen Aufstellung von Transport and Environment 5

  • 90% Heizung & Prozesswärme mit Kohle, Öl & Gas
  • 51% Schiff mit Schiffsdiesel
  • 42% LKW mit Diesel
  • 39% Flugzeug mit Kerosin
  • 33% PKW, Bahn & Nutzfahrzeuge mit 50% Diesel/50% Benzin

Annahmen zum elektrischen Wirkungsgrad von Verbrauchern:

Als Umrechnungsfaktor zwischen thermischen und elektrischen Wirkungsgrad wird 2,5 verwendet. (entspricht 40% Wirkungsgrad thermisch – elektromechanisch) 6

  • 300% Wärmepumpe mit Elektrizität 7
  • 90% Lichtbogenofen mit Elektrizität 8
  • 78% PKW & Bahn mit Elektrizität
  • 36% LKW mit Wasserstoff
  • 33% Schiff mit Ammoniak
  • 22% Flugzeug mit Synthfuel

Die Verwendung von Wasserstoff für LKWs und zur saisonalen Speicherung ist optimistisch. Vermutlich muss man hier wegen der Probleme bei Speicherung und Transport von Wasserstoff ebenfalls auf Ammoniak oder Methanol setzen mit rund einem Viertel niedrigerem Wirkungsgrad.

Annahmen zu Transport, Speicherung:

Die Wirkungsgrade zur Speicherung stammen aus einer aktuellen Studie für die deutsche Energiewirtschaft der Hertie School Berlin. 9

  • 95% Transport- und Umwandlungsverluste Elektrizität
  • 90% Batteriespeicher
  • 80% Pumpspeicher
  • 39% P2G2P Saisonspeicher mit Wasserstoff

Sektorkopplung: Primärenergie-Anteil von Strom, Verkehr, Wärme & Prozesswärme

Neben dem Wirkungsgrad muss man natürlich die Anteile der jeweiligen Energieverbraucher am Primärenergiemix kennen. Diese stammen aus einer Übersicht des Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Energieeffizienz in Zahlen BMWI (2019).

Der Verkehrssektor ist beim BMWI leider nicht einzeln aufgeschlüsselt. Die Anteile im Verkehrssektor sind deshalb der Berichterstattung über CO2-Emissionen bei Eurostat entnommen. Für den internationalen Schiffsverkehr wurde der deutsche Anteil am Schiffsverkehr der EU berücksichtigt, wegen der in der Praxis stattfindenden Bunkerung in Rotterdam/Antwerpen statt in Hamburg. 10

  • 34% Elektrizität
  • 22% Raumwärme, Warmwasser
  • 14% Prozesswärme
  • 12% PKW, Bahn, Nutz-KFZ
  • 8% nicht-energetischer Verbrauch
  • 5% Frachtverkehr LKW
  • 3% Schifffahrt
  • 3% Flugverkehr

Achtung, das BMWI rechnet in dem Report mit einem Primärenergiefaktor von 2,4 statt den geläufigeren 2,5. Das macht aber keinen signifikanten Unterschied.

Vereinfachend wird davon ausgegangen, dass unsere heutige Energiewirtschaft noch zu 100% bio-fossil ist, obwohl sie das nur zu 82% ist. Im Stromsektor ist das egal und die geringen Mengen bereits vorhandener Wärmepumpen und Elektroautos sollten das Ergebnis kaum verzerren. Auch KWK- und GuD-Kraftwerke mit besseren Wirkungsgraden sind für eine grobe Abschätzung unbedeutend.

Beim nicht-energetischen Verbrauch wird davon ausgegangen, dass der weiterhin aus fossilen Quellen stammt. Sollten Kunststoffe, Dünger und Reduktionsmittel in Zukunft ebenfalls klimaneutral gewonnen werden, muss zusätzlich dieser recht hohe Energiebedarf bedient werden.

Die Annahmen für Speicherung und Verklappung stammen wieder aus dem Paper der Hertie School Berlin:

  • 12% Verklappung Überproduktion an Gesamterzeugung
  • 8% Saisonale Speicherung P2G2P an Gesamterzeugung
  • 3% Pufferung Pumpspeicher an Gesamterzeugung
  • 1% Pufferung Batterie an Gesamterzeugung

Diese Werte zu Speicherung und Verklappung sind optimistisch, da sie nur den heutigen Stromverbrauch berücksichtigen. Mit fortschreitender Sektorkopplung steigen die Anteile von Solar und Wind gegenüber Wasserkraft, Biomasse und Pumpspeichern, wodurch mehr verklappt werden muss, sowie mit Batterien und P2G gespeichert werden muss.

Wie gesagt, schau gerne in das diesen Artikel begleitende Google Docs um die Berechnung nachvollziehen zu können. Du berechnest zuerst die Nutzenergie aufgrund der heutigen Primärenergie und den heutigen Wirkungsgraden. (oben nach rechts) Dann berechnest du die künftige Primärenergie anhand der Nutzenergie und den Wirkungsgraden in einem elektrifizierten System. (unten nach links)

Quellen

  1. Klimaneutrales Deutschland 2045 Agora Energiewende (2021)
  2. Effizienzindikatoren AG Energiebilanzen (2020)
  3. Global Energy Outlook Comparison Methods Newell & Raimi (2020)
  4. Carnot-Wirkungsgrad Geogebra (2021)
  5. Electrofuels? Yes, we can … if we’re efficient Transport and Environment (2020)
  6. Methodology Statistical Review BP (2021)
  7. Energieeffizienz elektrisch angetriebener Wärmepumpen. Praxisergebnisse aus dem Monitoring Fraunhofer (2017)
  8. Energieeffizienz bei Lichtbogenöfen BD Guss (2005)
  9. Storage requirements in a 100% renewable electricity system: Extreme events and inter-annual variability Ruhnau & Qvist (2021)
  10. Greenhouse gas emissions by source sector Eurostat (2021)

Dieser Beitrag hat 93 Kommentare

  1. Chris

    Moin Florian,

    Wie berechnest du denn den thermischen Wirkungsgrad eines E-Autos?
    Den gibt es nicht.
    Ein Elektromotor ist halt keine Wärmekraftmaschine.
    Die Wirkungsgrade kann man entsprechend auch nicht ineinander umrechnen. Multiplizieren natürlich schon.

    Aber selbst wenn du den Wirkungsgrad eines E-Autos mit dem Wirkungsgrad eines Standardkraftwerks multiplizierst, wird das nicht magisch ein thermischer Wirkungsgrad sondern schlicht ein Gesamtwirkungsgrad.
    Der thermische Wirkungsgrad ist ja nun mal ein eindeutig definierter Begriff.
    LG

    1. Der thermische Wirkungsgrad eines Elektro-Autos ist der Wirkungsgrad, mit dem du Wärmeenergie in elektrische und dann per Elektromotor in mechanische Energie umwandelst. Den kannst du vergleichen mit dem thermischen Wirkungsgrad eines Verbrenners.

      Ebenso vergleichen kannst du den elektrischen Wirkungsgrad eines E-Autos mit dem elektrischen Wirkungsgrad eines Verbrenners. Da Verbrennungsmotoren keine elektrische Energie nutzen, musst du hier den Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors vergleichen mit dem Wirkungsgrad der Erzeugung elektrischer Energie aus fossilem Brennstoff als eine Art “virtueller elektrischer Wirkungsgrad”.

      Was du hingegen nicht vergleichen kannst, ist der elektrische Wirkungsgrad eines E-Autos mit dem thermischen Wirkungsgrad eines Verbrenners oder umgekehrt. Du musst schon die gleichen Energieformen vergleichen, sonst macht ein Vergleich keinen Sinn.

      1. Chris

        “Der thermische Wirkungsgrad eines Elektro-Autos ist der Wirkungsgrad, mit dem du Wärmeenergie in elektrische und dann per Elektromotor in mechanische Energie umwandelst. Den kannst du vergleichen mit dem thermischen Wirkungsgrad eines Verbrenners.”

        Ne, das ist immer noch ein Gesamtwirkungsgrad aus mehreren Einzelwirkungsgraden aus unterschiedlichen Prozessen.

        Nenn das von mir aus fossil äquivalenten Wirkungsgrad oder so oder eben virtuellen Wirkungsgrad, aber benutze nicht einen bereits besetzten Begriff falsch.

        1. Zugegeben, mit der Namensgebung habe ich mich nicht beschäftigt. Wenn das missverständlich ist, dann nenne ich das gerne in z.B. “Effizienz” um statt “Wirkungsgrad”.

          Aber am Konzept an sich nur gleiche Energieformen zu vergleichen gibt’s keine Kritik, oder?

          1. Chris

            Ja da ist die Wissenschaft etwas empfindlich, wenn man ihre Begriffe einfach so anders verwendet.
            Eigenen Begriff einführen, sauber definieren, dann konsequent verwenden, fertig. 😉

            Ich hab mir das noch nicht alles im Detail angeschaut und muss mir da noch ein paar Gedanken zu machen.
            Spontan fühlt sich das nur etwas unintuitiv an da pauschal den 2,5 Faktor draufzuschlagen.
            Die Abwärmeverluste treten bei Strom als Primärenergie ja nun mal nicht mehr auf und müssen auch nicht produziert werden.
            In einem Energiemix muss man natürlich irgendwie Vergleichbarkeit herstellen, ob das aber bei einem Vergleich der beiden 100 % Fälle sinnvoll ist?
            Bezogen auf die Effizienz habe ich das so direkt auch noch nicht gesehen.

            Ach, in deinem Google Doc sind auf den erstem Blick einige Diagramme hinten kaputt bzw. unvollständig.

          2. Florian Blümm

            Ok, ich werde den Artikel mit Rücksicht auf die Begriffe überarbeiten, insbesondere Wirkungsgrad.

            Dass man bei Primärenergie und Endenergie den Energiegehalt im Brennstoff betrachtet ist leider historisch bedingt. Heute könnte man das mit dem wachsenden Anteil von klimafreundlichen aber brennstofflosen Erzeugern wie Solar, Wind, Wasser und Kernkraft anders machen.

            Der einzige Unterschied bei einer “modernen Primärenergie” mit Elektrizität als Ausgangspunkt wäre aber, dass man bei der Umwandlung zu Wärme durch 2,5 teilt statt umgekehrt mit 2,5 zu multiplizieren. Der Fakt, dass Wärme eine weniger “wertvolle” Energieform ist, bleibt ja auch ohne fossile Brennstoffe bestehen, siehe Wärmepumpe.

            Die Diagramme in dem Google Docs bitte ignorieren. Ich habe die statt mit Google Docs mit Sankeymatic gemacht.

          3. Chris

            OK, wird ignoriert. 😉

            Ja das man sich das sparen könnte wenn wir historisch direkt mit der Solarzelle etc. statt Dampfmaschine & Co. angefangen hätten ist klar.
            Ich frage mich nur, wo da der Erkenntnisgewinn bei dieser virtuellen Effizienz gegenüber den Brennstoffen ist bzw. was ist der praktische Nutzen aus diesen Werten? Die treten technisch nirgendwo auf.

            Was mich eigentlich interessiert ist doch, wieviel Strom ich da im 100 % Fall erzeugen muss. Dein Wert von 2.395 TWH/a ist ja entsprechend auch ohne die 40 % gerechnet?
            Dann kann man nun mal zwischen den beiden Zuständen nicht den Schalter umlegen.
            Und da hilft dieser 1:1 Ansatz ja auch nur sehr bedingt, wenn man die außerhalb der Energieträger liegenden Effizienzsteigerungen ignoriert.
            Wärmepumpen kommen im Bestand (Wohngebäude) z. B. eigentlich immer mit einer energetischen Sanierung, da sinkt mit dem Wechsel des Energieträgers auch immer der Heizenergiebedarf, dann Verkehrswende etc., alles bekannt.
            Wie realistisch die Annahmen von Agora und Co. dazu sind, darüber kann man natürlich diskutieren.

          4. Florian Blümm

            Die eigentliche Frage bei so Metriken ist ja: Wofür macht man das?

            Wenn ich den Stand der Energiewende ablesen will, dann ist die Primärenergie nach Substitutionsprinzip halbwegs geeignet, die Endenergie aber nicht. Die Nutzenergie wäre besser geeignet, aber die wird nicht ausgewiesen.

            Die 2400 TWh sind purer Strombedarf, ohne irgendeinen Faktor. Macht ja bei der Betrachtung von Strom keinen Sinn sonst. Kann man aber auch wieder nicht mit dem Strombedarf heute vergleichen, weil ja die anderen Sektoren dazukommen.

            Die Effizienzsteigerungen durch Modernisierung sind sehr wichtig. Indem man nur von der Elektrifizierung spricht, lenkt man davon leider ab. Sanierung und Modernisierung sind aber auch nicht geschenkt, wie das bei der Energieeffizienzdebatte oft dargestellt wird.

            Ich habe zu dem Thema Energieeffizienz durch Modernisierung auch einen eigenen Absatz im Artikel, siehe “1,1% Stromeffizienz-Steigerung durch Modernisierung”.

            Die Kritik an den Prognosen von Agora und co vermisse ich schmerzlich in der Debatte. Allgemein findest das Thema steigender Strombedarf zu wenig Beachtung.

          5. Chris

            Hm, selbst wenn du das mit vorhandenen Daten zur Nutzenergie rechnen könntest, wäre diese 1:1 Umrechnung vom Zustand jetzt mit 100 % fossil auf 100 % EE doch immer noch eine problematische Metrik zur Bewertung des Fortschritts der Energiewende, oder?
            Realistisch musst du ja doch so oder so die EE Stromproduktion jetzt vs. Gesamtbedarf EE Strom nach Abschluss der Energiewende (inkl. Verkehrswende etc.) betrachten, um zu gucken wo wir stehen?
            Das System wie es ist wird ja nie mit 100 % EE betrieben werden (können). Die Modelle 100 % fossil und 100 % EE sind angesichts ihrer Primärenergieträger nicht miteinander kompatibel und sehen komplett anders aus.
            Die Substitutionsmethode spielt daher bei der Betrachtung der 100 % Fälle meiner Meinung nach keine Rolle weil man da nichts mehr anhand von Äquivalenten vergleichen muss.
            Da ist diese Umrechnerei zwischen den beiden Extremen rein akademisch. (Vielleicht mache ich aber auch nen Denkfehler.)
            Das gilt auch für die Einzelmaßnahmen, daher ergeben für mich auch die 23.799 PJ in deiner ersten Grafik, für die du überall noch mal den Faktor 2,5 beim 100 % EE Fall draufschlägst, keinen Sinn. Im Endeffekt auch nicht diese virtuellen Wirkungsgrade. *

            De facto landest du zur Bewertung doch wieder bei so Projektionsmodellen wie von Agora, wo man den Gesamtbedarf nach Sektorenkopplung, Berücksichtigung besserer und schlechterer Wirkungsgrade, genutzte Einsparpotenziale usw. im Jahr X schätzt.
            Was man da dann ansetzt ist eine andere Diskussion. Da ist dann halt leider viel Spekulation drin und ich bin persönlich auch nicht extrem optimistisch ob das alles so klappt wie viele sich das vorstellen.

            *Beispiel PKW:
            Da willst du jetzt aus dem Benziner (fossil) ein mit EE betriebenes E-Auto machen. Das sind dann die beiden 100 % Fälle. Der Verbrenner braucht well to wheel 60 kWh Öl auf 100 Kilometer, das E-Auto 20 kWh Strom. Wenn dann die Frage ist, was muss dafür an EE Strom Primärenergie bereitgestellt werden und sind das eben diese 20 kWh.
            Nach der Substitutionsmethode musst du die produzierten 20 kWh zwar als 50 kWh fossil Äquivalent in einem Energiemix der nicht 100 % EE ist bilanzieren, wenn du da von der Primärenergie Seite drauf guckst. Die zusätzlichen virtuellen 30 kWh Abwärme müssen für dein E-Auto aber auch da nie erzeugt werden.
            Real fallen eben die 60 kWh Öl weg und du brauchst stattdessen 20 kWh Strom.
            Das eine ist eben die Produktion an EE Strom und was ich damit an fossiler Primärenergie im Energiemix rechnerisch ersetzen kann, das andere was bei Einzelmaßnahmen wirklich an Primärenergie wegfällt. Das sind einfach zwei Paar Schuhe. Daher sinkt die Effizienz von Einzelmamßnahmen real auch nicht zusätzlich. Mit einem für die Vergleichbarkeit von Energieträgern im Energiemix beim Substitutionsprinzip nötigen Faktor zusätzlich Einzelmaßnahmen zu bewerten ist meiner Meinung nach daher so nicht zulässig, denn dann bewertest du quasi doppelt. Die Effizienz liegt in dem Beispiel demnach auch wirklich bei 300 % und nicht nur 120 %. Analog bei den Wirkungsgraden.
            Diese doppelte Bewertung machst du in deiner Rechnung aber bei jedem Anwendungsfall wenn du am Ende die 2,5x draufschlägst und kommst so auf die 23.799 PJ bzw. 170 %.

          6. Florian Blümm

            Die Substitutionsmethode spielt für 100% EE eine Rolle, weil du mit deren Hilfe mit dem heutigen Stand vergleichen kannst. Wenn du z.B. Strom aus Wasserkraft anders bewertest als Strom aus Kohlekraft, geht die Vergleichbarkeit flöten. Deshalb musst du den Primärenergiefaktor immer berücksichtigen.

            Klar kannst du auch den zukünftigen Strombedarf mit der heutigen sauberen Stromproduktion vergleichen. Das läuft auf das gleiche hinaus und ist evt. intuitiver.

            Eine Projektion mit unzähligen unsicheren Faktoren will ich vermeiden. Mir geht es darum herauszufinden wie viel Strom wir heute brauchen würden, wenn wir mit einem Fingerschnippen auf 100% EE umstellen. Modernisierungen kommen da oben drauf.

            Beispiel PKW. Aus 60 kWh-th Öl kannst du rund 20 kWh-el Strom machen. Du hast also keinen Effizienzgewinn durch den Umstieg auf Elektroauto, wenn das ebenfalls 20 kWh-el verbraucht.

            Die Abwärme fällt in beiden Fällen an. Entweder ich betrachte die oder ich lasse sie weg. Ich kann sie aber nicht in einem Fall betrachten und im anderen Fall nicht.

  2. Joe Schmidt

    “Beispiel PKW. Aus 60 kWh-th Öl kannst du rund 20 kWh-el Strom machen. Du hast also keinen Effizienzgewinn durch den Umstieg auf Elektroauto, wenn das ebenfalls 20 kWh-el verbraucht.
    Die Abwärme fällt in beiden Fällen an. Entweder ich betrachte die oder ich lasse sie weg. Ich kann sie aber nicht in einem Fall betrachten und im anderen Fall nicht.”
    Das ist genau der Fall, wo Deine Betrachtung krankt.
    Verstrome ich die 60kWh Öl stationär zu 20kWh el. Energie + 40kWh Abwärme, kann diese Abwärme (zu einem Teil) noch sinnvoll genutzt werden – nichts anderes macht ein BHKW.

    Verbrenne ich die 60kWh als Sprit im PKW mit Verbrennungsmotor, ist die Abwärme grundsätzlich verloren. (Also wenn man den winterlichen Heizanteil beim Kfz ausblendet, denn der Heizanteil sollte beim Verbrauch von 20kWh/100km beim E-Auto auch enthalten sein)
    Ich denke, hier wird der Effizienzvorteil des E-Autos deutlich – wenn man ihn nicht willkürlich ausschließt.
    Der Gesamtwirkungsgrad der Kette mit dem E-Auto ist selbst ohne Abwärmenutzung höher. Man könnte durchaus fordern: Schüttet den Sprit in BHKWs – denn die Kette Stromerzeugung + E-Motor ist effizienter als der Einsatz des Sprits im Verbrennungsmotor eines Kfz.
    Erzeuge ich nun die 20kWh el. Energie auf direktem Weg über EE, fällt sogar noch die ineffiziente Verstromung des Öls /Sprits weg. Denn hier liegt ja ein großer Vorteil der regenerativen Wind- /PV-Stromerzeugung: es wird direkt elektrische Energie “geerntet”. Es gibt keinen fossilen Primärenergieeinsatz und keine vorgelagerte Umwandlung.
    Der Einsatz von 20kWh direkt geernteter el. Energie erspart den Einsatz von 60kWh im Sprit enthaltener Energie und die CO2-Freisetzung bei der Verbrennung.
    Im Umkehrschluss ist das genau der Grund, warum man nicht einfach mit eFuels die heutigen Verkehrsstrukturen beibehalten kann. Denn dann trifft es tatsächlich zu, dass der Bedarf an el. Energie unnötig aufgebläht wird – weil die Prozesskette über eFuels und Verbrennungsmotore so ineffizient ist.

    1. Zugegeben, Kraft-Wärme-Kopplung habe ich rausgelassen. Das hätte die Rechnung deutlich komplizierter gemacht und KWK macht in Deutschland nur einen kleinen Teil der Primärenergie aus.

      Der Gesamtwirkungsgrad von KWK wird verbessert, indem ein Teil der Energie als Wärme erzeugt wird, wo es keine Carnot-Schwelle gibt. Du könntest mit einem KWK-Kraftwerk ganz einfach 99% Wirkungsgrad erreichen, wenn du 99% der Energie als Wärme erzeugst und 1% der Energie als Strom. Das bedeutet aber nichts, sowas ist reine Schönrechnerei.

      Die Carnot-Schwelle bleibt aber auch bei KWK bestehen. So lange du Strom aus Wärme erzeugst, hast du erhebliche Verluste.

      “Der Gesamtwirkungsgrad der Kette mit dem E-Auto ist selbst ohne Abwärmenutzung höher.”
      Das stimmt eben nicht, wie meine Rechnung zeigt. Du hast beim E-Auto in einem vollständig elektrifizierten System einen Gesamtwirkungsgrad von 27%, beim Benziner 30% und beim Diesel 36%.

      Das ist auch ganz einfach verifizierbar: Aus 60 kWh Sprit kannst du mehr als 20 kWh Strom machen. (~24 kWh, also kein großer Unterschied)

  3. Joe Schmidt

    Zitat:
    “Aus 60 kWh Sprit kannst du mehr als 20 kWh Strom machen. (~24 kWh, also kein großer Unterschied)”
    20% mehr hochwertiger Strom sind kein großer Unterschied?

    Bei KWK ist ja wohl der Vorteil, dass die 36kWh (Ab-)Wärmeverluste bei der Stromerzeugung von 24kWh für das E-Auto noch für die Gebäudeheizung nutzen kann.
    Wenn man die 60kWh Sprit im Verbrenner verfährt, muss man die Wärmeenergie für die Gebäudeheizung mit zusätzlichem Energieeinsatz erzeugen.
    Das soll kein Vorteil für KWK + E-Auto sein?!?

    Ihre Argumentation ist da m.M.n. ziemlicher Nonsens.

    1. “20% mehr hochwertiger Strom sind kein großer Unterschied?”

      20% wären schön, wenn auch nicht fundamental besser. Aber wenn du die saisonale Speicherung und die Überproduktion in einem 100%-EE-System berücksichtigst, verlierst du sogar etwas Effizienz gegenüber Benzinern und erst recht gegenüber Diesel.

      Auch KWK haben Abwärmeverluste, aber eben nur für den elektrischen Teil. Du kommst außerdem etwas näher an den Carnot-Wirkungsgrad heran, weil du etwas mehr von der Abwärme nutzen kannst. Aber selbst wenn man den Carnot-Wirkungsgrad erreichen könnte wäre das bei den entsprechenden niedrigen Temperaturunterschieden immer noch ein krasser Verlust.

      Aber wie gesagt, KWK habe ich nicht berücksichtigt, weil das die Sache noch komplizierter macht. Außerdem ist KWK ein Argument für Kernkraftwerke und fossile Kraftwerke, da wollte ich konservativ bleiben.

  4. Gerhard Delfs

    Ich finde den reinen Vergleich zwischen Verbrenner- und E-Motor immer etwas zu begrenzt. Der Verbrenner benötigt verschiedende mechanische oder elektomechanische Teile, um die Energie in Vortrieb zu verwandeln. Da fällt noch einiges an Verlusten am Getriebe, Differential, Kardangelenken etc. an. Teile, die ein E-Motor nicht benötigt. Wird das mit berücksichtigt oder ist mein Einwand zu naiv?

    1. Irgendwelche Zahlen muss ich verwenden. Ich habe mich für die von Transport & Environment entschieden, weil dort in einer einzigen Publikation fast alles steht, was ich brauche. Was berücksichtigt ist, weiß ich nicht genau. 5% hin oder her sind aber wirklich egal, bei solchen Überschlagsrechnungen.

      Übrigens wird die graue Energie hier überhaupt nicht berücksichtigt. Und die fällt bei E-Autos deutlich höher aus.

      1. Joe Schmidt

        Warum kommen Sie vom Wirkungsgrad /Effizienz /Nutzenergie jetzt zur grauen Energie?
        Wollen Sie nicht wenigstens einmal sachlich zu Ende betrachten bevor Sie neue Argumente einführen?
        .
        Zurück also zur “Berechnung” mit den 60kWh “Öl” als Ausgangsenergie, mit der das herkömmliches Verbrennerfahrzeug also 100km weit fährt. Das Elektroauto braucht 20kWh /100km el. Energie und wird mit 70% Fahrzeugwirkungsgrad angesetzt. Es benötigt also als Nutzenergie (!) für die Bewegung zum Überwinden der Fahrwiderstände auf den 100km nur etwa 14kWh – der Rest (6kWh) sind nicht nutzbare Abwärme – “Abfallenergie”.
        .
        Das Verbrennerfahrzeug benötigt natürlich ebenfalls nur diese 14kWh Nutzenergie für die 100km, denn die Fahrwiderstände sind ja bei beiden PKW jeweils gleich. Aber durch den schlechteren Wirkungsgrad des Fahrzeuges fallen hier 46kWh nicht nutzbare Abwärme /Abfallenergie an.
        .
        Jetzt wollen Sie alternativ diese 60kWh Öl für die Gewinnung von el. Energie einsetzen und erhaten 24kWh el. Energie – 36kWh sind aber auch bei diesem Prozess wiederum Abwärme. Schon jetzt ist aber der Strompfad 20% effizienter (120%).
        Wenn man in einem BHKW von den 36kWh Abwärme auch nur 50% sinnvoll nutzt für die Gebäudeheizung /Warmwassererzeugung, dann sind das weitere, zusätzliche 18kWh Nutzenergie.
        .
        Aus den 60kWh “Öl” erhält man also insgesamt:
        – 14kWh Nutzenergie beim Auto mit Verbrennungsmotor
        – 42kWh Nutzenergie (24kWh+18kWh) bei Deiner willkürlich angesetzten Verstromung von Öl zu el. Energie mit Abwärmenutzung beim BHKW.
        Der Pfad mit dem E-Auto über die Verstromung in einem BHKW erzeugt so die dreifache Menge Nutzenergie (300%) gegenüber dem Verbrennerauto. Übrigens deckt sich dies (120% /300%) mit dem Kommentar von Chris vom 19 Sep 2021 – er drückt es nur anders aus.
        Die (Gesamt-)Effizienz ist sogar noch höher, das das E-Auto mit den 24kWh ja nicht nur 100km sondern 120km weit fährt …
        .
        Sie verwenden weiter oben auch den Begriff “Primärenergiefaktor” – allerdings willkürlich falsch, bzw. unsauber.
        Der Primärenergiefaktor sinkt eben nicht nur durch Modernisierung herkömmlicher konventioneller Stromerzeuger, sondern vor allem durch die zunehmende Erzeugung von el. Energie /Strom aus regenerativen Energien – die keinen (fossilen) Primärenergieeinsatz bei der Stromerzeugung haben …
        Der (Gesamt-)Primärenergiefaktor für el. Energie /Stromerzeugung in Deutschland (“Strommix”) wird jährlich neu definiert. Der willkürlicher Ansatz von 60kWh Öl ist eben schlicht falsch, wenn der Strom durch einen Mix verschiedener Erzeugerarten hergestellt wird.
        Erneuerbare Energien haben logischerweise den Primärenergiefaktor 1. Denn es muss bei der Stromerzeugung nun einmal keine Primärenergie hineingesteckt werden.
        Lt. dieser Quelle: https://www.energie-experten.org/energie-sparen/energie-berechnen/energieeffizienz/primaerenergiefaktor
        betrug der Gesamt-Primärenergiefaktor (PEFges) für Strom 2010 noch 2,34 (kWhprimär / kWhelektrisch), während er 2020 schon auf 1,3 gesunken ist.
        Sie wollen dagegen in der Betrachtung willkürlich 2,5 ansetzen (24kWh el. aus 60kWh fossil) – weil sonst die Argumentation hinfällig ist?

        1. Sorry, dieser Kommentar ist im Spam-Folder gelandet. Ich hatte eine Default-Einstellung, dass Comments mit 2 Links als Spam behandelt werden. Habe das nun auf 3 erhöht.

          Wenn ein Verbrenner 60 kWh thermisch verbraucht um 100 km zu fahren und ein E-Auto 20 kWh elektrisch, dann ist von der Energieeffizienz nicht viel gewonnen. Du kannst ja 60 kWh thermisch in 24 kWh elektrisch umwandeln. Du hättest bei diesen Zahlen also nur 4kWh elektrisch gespart, also rund 16%.

          Wenn du jetzt noch Saisonspeicher und Verklappung berücksichtigst, schmelzen diese 16% gegen 0 oder sogar ins Negative.

          Du Abwärme spielt nur bei der thermischen Betrachtung eine Rolle. Wir betrachten hier aber ausgehend von elektrischem Strom. Da ist die Abwärme schon berücksichtigt.

          KWK- und GuD-Kraftwerke können den Wirkungsgrad der Stromgewinnung erhöhen und damit den Primärenergiefaktor senken. Aber das macht schon allein aufgrund der niedrigen Anteile von KWK und GuD keinen signifikanten Unterschied.

          Der Primärenergiefaktor beschreibt, wie viel elektrischen Strom man aus Wärmeenergie gewinnen kann. Üblicherweise wird heutzutage 40% Wirkungsgrad angesetzt, also ein Primärenergiefaktor von 2,5. Natürlich gibt es Kraftwerke die effizienter sind und auch weniger effiziente Kraftwerke. Es geht um ein grobes Mittelmaß.

          1. Joe Schmidt

            Wenn ein Verbrenner 60 kWh thermisch verbraucht um 100 km zu fahren und ein E-Auto 20 kWh elektrisch, dann ist von der Energieeffizienz nicht viel gewonnen. Du kannst ja 60 kWh thermisch in 24 kWh elektrisch umwandeln.

            Warum soll ich 60kWh thermische Energie ansetzen, wenn ich im 100% Szenario direkt elektrische Energie aus regenerativen Quellen erzeuge?
            .
            Dass Sie nicht einmal Ihre eigenen Quellen richtig darstellen, ist mir schon mehrmals aufgefallen:

            The PEF of 2.5 is based on old data reflecting a European power system without any significant share of renewables in the power generation mix.

            Ich übersetze das mal für Sie:

            Der PEF von 2,5 basiert auf alten Daten, die ein europäisches Stromsystem ohne nennenswerten Anteil an erneuerbaren Energien im Stromerzeugungsmix widerspiegeln.

            .
            Das ist kein “grobes Mittelmaß”, sondern schlicht irreführende Argumentation.
            Aktuellere Zahlen habe ich Ihnen mit Quelle genannt.
            Mit der Effizient eines BEV hat das herzlich wenig zu tun. Wohl aber mit der Effizienz unserer Energieerzeugung.

          2. Florian Blümm

            “Warum soll ich 60kWh thermische Energie ansetzen, wenn ich im 100% Szenario direkt elektrische Energie aus regenerativen Quellen erzeuge?”

            Wenn du von Elektrizität ausgehst, dann kannst du statt 20 kWh Strom zu erzeugen 83 km mit dem Verbrenner fahren.

            Zum x-ten Mal, es spielt für die Effizienzen keine Rolle ob du von Wärme oder Strom ausgehst. Nimm die Sichtweise, die dir lieber ist. Aber bleib bei einer Sichtweise.

            Warum sollte sich der Primärenergiefaktor durch höhere oder niedrigere Anteile von Erneuerbaren ändern? Der Primärenergiefaktor beim Substitutionsprinzip ist unabhängig vom Erzeuger, siehe https://media.rff.org/documents/Global_Energy_Outlook_Comparison_Methods_2020.pdf#page=15

  5. Uwe Pflügl

    Das sind sehr theoretische Betrachtungen. Deutschland war, ist und bleibt auch in Zukunft ein Energieimportland. Windräder haben unter guten Bedingungen 2000 Volllaststunden, Solar 900 Stunden. 3/4 des Landes sind für Windräder ungeeignet mangels Wind. Solar kommt im Norden nur auf 850 Stunden. Somit ist es gar nicht möglich solche Mengen an Strom zu erzeugen, wo sollen die Windräder denn stehen? Heute importiert man die Energie in Form von Kohle,Gas und Öl. In Zukunft dann als E-Fuels, schon alleine wegen der Handhabung. Das bedeutet aber auch das E-Autos in D völlig unnötig sind. Die Kette wäre dann Windstrom/Solar in Gegenden mit besseren Bedingungen erzeugen- E-Fuels Herstellung- Transport nach D. Hier würden die dann getankt bzw. in Kraftwerken verstromt. Schwachsinnig wäre dann Strom mit diesen E- Fuels zu erzeugen um damit ein E-Auto aufzuladen.

    1. Guter Punkt. Wenn man es wirklich schaffen sollte eine Wasserstoffwirtschaft mit Exportländern am sonnenverwöhnten Äquator oder im windstarken Grönland aufzubauen, wären E-Autos wirklich vollkommen überflüssig.

      Ich glaube nur nicht, dass wir das überhaupt in so kurzer Zeit hinbekommen. Allein die technischen Probleme eine völlig neue Technologie extrem schnell zu skalieren und dann noch in Ländern, die politisch eher fragwürdig unterwegs sind. An die Kosten dafür mag ich erst gar nicht denken.

      1. Joe Schmidt

        Zitat:
        “Wenn man es wirklich schaffen sollte eine Wasserstoffwirtschaft mit Exportländern am sonnenverwöhnten Äquator oder im windstarken Grönland aufzubauen, wären E-Autos wirklich vollkommen überflüssig.”
        .
        Ein erschreckender Trugschluss von jemandem der vorgibt, Klimaschutz durch Technologie betreiben zu wollen. Abgesehen von der Tatsache, dass alle Länder erst einmal ihre eigene Wirtschaft dekarbonisieren wollen.
        .
        Der Einsatz von Regenerativen Energien rechtfertigt keine Energieverschwendung.
        Nichts anderes ist es aber, wenn man Wasserstoff /eFuls in Bereichen einsetzt, für welche es bessere Optionen gibt.
        Man sollte hier einmal einen Blick auf die “Wasserstoff-Leiter” werfen …
        https://www.sonnenseite.com/de/energie/die-h2-leiter-zeigt-wo-wasserstoff-sinn-macht/

        1. Ich kenne und schätze die Wasserstoff-Leiter.

          Nehmen wir an Wasserstoff-Importe werden wirklich so einfach sein, wie von vielen Erneuerbaren-Studien postuliert. Dann ist es auch keine Energieverschwendung Wasserstoff zu verwenden.

          Ganz im Gegenteil, Wasserstoff aus Sahara-Solar oder Grönland-Wind wäre eine deutliche Energieersparnis gegenüber der direkten Verwendung von deutschem Wind und deutschem Solar.

          Deutschland hat für Wind und Solar nun einmal grottenschlechte Standortfaktoren.

          1. Joe Schmidt

            Zitat:
            “Deutschland hat für Wind und Solar nun einmal grottenschlechte Standortfaktoren.”
            .
            Also ich kenne für Deutschland etwa 1.000 “Volllaststunden” (1.000kWh/kWp im Jahr) bzw. 2.300 für WKA onShore /4.000 offShore.
            Im Vergleich dazu:
            PV in Marokko: 1.600 – denn auch dort scheint nicht 24h die Sonne
            Windstrom in Partagonien: 4.300
            .
            Als “grottenschlecht” kann man dies kaum bezeichnen. Erst recht nicht, wenn man die zusätzlichen Aufwendungen ausländischer Erzeugung einbezieht.
            .
            Wasserstoff aus der Sahara?!?
            Ihnen ist aber schon bewusst, dass Sie für 1kg H2 (33kWh) neben den ca. 50kWh el. Energie auch 9l sauberes Wasser benötigen?
            Ihnen ist bewusst, dass man für die gleiche Wegstrecke, für die man bei einem E-Auto /BEV bspw. 1Windrad für die Erzeugung benötigt, mit dem FCEV ca. 5 Windräder und mit eFuels etwa 8-10 Windräder aufstellen muss?
            .
            Wie Sie so völlig faktenfrei von “einfachem Import” zu “keine Energieverschwendung” schlussfolgern, da bin ich schon überrascht. Aber die Krönung ist die “deutliche Energieersparnis”, die mich zweifeln lässt, ob Sie überhaupt faktenbasiert Argumentieren wollen.
            Wieder ist auch ein umfangreicher Beitrag “verschwunden” ..

          2. Florian Blümm

            Wenn du Wasserstoff aus der arabischen Halbinsel oder Grönland importierst, verlierst du rund 40% der Energie inklusive Verflüssigung. Sagen wir 50% inklusive Entsalzung des Meerwassers.

            Du musst also einen Standort finden mit doppelt so guten Standortfaktoren. Das ist bei ~1000 Sonnenstunden und ~2000 Windstunden pro Jahr in Deutschland nicht schwer.

            Bitte erst nachrechnen und dann eine Meinung bilden, nicht umgekehrt…

    2. Joe Schmidt

      Einmal abgesehen davon, dass Sie die Volllaststunden der regenerativen Stromerzeuger eher konservativ ansetzen (und offShore mit >4.000VLh vergessen), dürften die Kosten interessant sein, die wir zukünftig dann für unsere Importe von Wasserstoff und eFuels zahlen. Das ist der wichtigste Punkt, der für eine weitgehende Selbstversorgung spricht.
      .
      Natürlich werden wir Wasserstoff und eFuels zukünftig benötigen und sehr wahrscheinlich einen Teil importieren.
      Aber ganz sicher nicht für PKW (Oldtimer ausgenommen)/Massenmotorisierung.
      Da gibt es wichtigere Bereiche in der Industrie, die versorgt werden müssen.
      Die weltweite Elektrifizierung des Verkehrs werden Sie mit Wunschdenken nicht aufhalten.
      Schon allein, weil E-Autos in Städten und Ballungszentren weder Abgase noch Lärm absondern …

  6. Uwe Pflügl

    Wo sollen die ganzen Windräder denn stehen, es fehlen noch 82% der benötigten Energie? Die 2000 Stunden beziehen sich auf die guten Standorte in Deutschland. Davon sind aber die meisten schon bebaut. Windräder nehmen sich gegenseitig den Wind weg wie man es in Schleswig- Holstein gut beobachten kann, die Abstände sind zu gering und das senkt die Leistung. Und nein, Wasserstoff ist nicht mal eben einfach zu handhaben, ich arbeite damit. Ist zwar alles möglich aber zu welchem Aufwand? Verluste durch Diffusion, starker Materialverschleiß an Leitungen und Behältern… Deshalb wird Wasserstoff so verwendet: Man erzeugt ihn und verbraucht ihn sofort, ohne ihn irgendwo zu speichern. Fließt Wasserstoff nicht sondern steht in Leitungen wird das Material angegriffen und es kommt zu massiven Schäden.

    1. Joe Schmidt

      Na, da sind wir uns doch wohl zumindest darin einig, dass man Wasserstoff nur dort einsetzen wird, wo es notwendig und wirtschaftlich sinnvoll ist. Guter Anhaltspunkt ist die “Wasserstoff-Leiter” von Liebreich.

      1. Uwe Pflügl

        Und wie erzeugst du dann die fehlenden 82% der benötigten Energie? Das geht in D nicht! Also wird es wie auch heutzutage ( Erdgas, Kohle, Erdöl) in Zukunft zu großen Energieimporten in Form von gut handhabbaren Energieträgern kommen, den E-Fuels. Schon E-Gas (Methan) ist eine große Hürde da es sich vernünftig nur mit Pipelines transportieren läßt.

  7. Joe Schmidt

    @ Florian Blümm : “Bitte erst nachrechnen und dann eine Meinung bilden, nicht umgekehrt…”
    Das würde ich ja gern.
    Nur leider haben Sie weder Quellen, Randbedingungen, noch Zahlen gegeben.
    Letztlich interessiert ja die Nutzenergie, die man aus einer bestimmten Menge Ausgangsenergie (i.d.R. hier: el. Energie /Strom aus erneuerbaren Quellen) erhält – oder?
    .
    Sie behaupten 50% Energiegehalt nach Erzeugung und Verflüssigung inkl. Wasseraufbereitung?!?
    Das dürfte schwierig werden – gerade mit LH2:
    50kWh el. Energie für 1kg H2 (33kWh Energiegehalt) per Elektrolyse : 33% Verlust
    Verflüssigung auf -253°C : 20% Verlust
    Das sind bei mir nur in diesen zwei Schritten schon 53% Verluste.
    .
    Wasseraufbereitung: Verlust?
    Dazu das unvermeidliche Ausgasen aus den kryogenen Transportgefäßen bei -253°C.
    Transport des flüssigen Wasserstoffes per Schiff nach Deutschland: Verlust ?
    Verluste beim Umpumpen, Lagern und Verteilen : Verlust ?

    Das vergleichen wir dann mal mit einem Stromtransport im Verbundnetz.
    Kleiner Tip: Die größten Verluste im Stromnetz fallen auf der Niederspannungsebene an – nicht beim Transport im Hochspannungsnetz.
    .
    Ach ja:
    Dass es kaum mehr wie 1.600 Sonnenstunden bei besten Standorten auf der Welt geben kann, hatte ich erwähnt?
    Dass offShore-Windräder auch in Ost- /Nordsee eher 4.000 VLh haben ebenfalls?
    Da wird es dann doch schwierig mit den “Standort finden mit doppelt so guten Standortfaktoren”
    Die onShore-WKA produzieren doch eher für den Direktverbrauch – oder?

    1. Meine Quelle in diesem Artikel für Wirkungsgrade ist immer noch diese hier: https://www.transportenvironment.org/discover/electrofuels-yes-we-can-if-were-efficient/

      Die besten Standorte der Welt haben selbst mit Photovoltaik deutlich mehr als 2000 Volllaststunden. Mit Solarthermie sind es in Nordafrika am Meer um die 3000 Volllaststunden.

      Kleiner Tipp: Bei der Berechnung mit der Direktversorgung mit Strom nicht die saisonale Speicherung und Überproduktion vergessen.

      1. Joe Schmidt

        Wow – jetzt erzeugen Sie den Strom in Solarthermischen Kraftwerken in Nordafrika – nicht mehr mit PV?
        Die solarthermischen KWs haben meist einen Hitze-Pufferspeicher /benötigen auch auch recht viel Wasser.
        Je nach größe des Speichers können Sie da noch viel mehr Volllaststunden erreichen und die EE-Stromerzeugung verstetigen.
        Wie viel setzen Sie denn da als “Eingangsleistung” bei den meist als Parabolanlagen ausgeführten Kraftwerken an?
        Wegebn der Effizienz und so?
        Gerade in Marokko gibt es da schon Streit, weil die Bevölkerung /Landwirtschaft “ausgetrocknet” wird.

        1. Wir erzeugen keinen Strom, wir erzeugen Wasserstoff. Dafür ist Hitze sogar noch besser als Strom. Du kannst wie gesagt einen Teil der Energie für die Wasserentsalzung abführen.

          Wenn es keine Fragen mehr zu dem Artikel gibt, reicht mir das mit diesem Offtopic-Exkurs.

          1. Joe Schmidt

            Ja klar – offTopic.
            Sie behaupten, dass die Energieffizienz sinken würde durch Sektorkopplung, weil Sie willkürliche Annahmen treffen, sich aus Quellen einzene Werte heraussuchen und diese durch eigene Berechnungen so hinstellen, dass sie scheinbar ihre Behauptung belegen.
            Ihre Quelle von T&E schreibt schon in der Zusammenfassung:
            “Die Ermöglichung der Verwendung von z. B. synthetischen Kohlenwasserstoffen im Straßenverkehr, wo es technische Alternativen wie die direkte Nutzung von Strom gibt, ist mit enormen Energiekosten verbunden und birgt das Risiko Entgleisung der gesamten Dekarbonisierungsbemühungen.”
            Sie dagegen schreiben, dass E-Autos überflüssig werden würden durch Wasserstoff und eFuels – also das Gegenteil …
            .
            Sie nehmen den unbestrittenen Fakt des steigenden Bedarfs an elektrischer Energie bei der Dekarbonisierung und “berechnen” eine angebliche Ineffizienz, in dem Sie willkürlich falsche Werte für den Primärenergiefaktor einsetzen.
            .
            Sie gehen weder auf die Nachfragen zu den Verlusten der Wasserstoffkette ein (Verluste bei LH2 bei Transport, Verteilung und Lagerung), noch haben Sie einigermaßen realistische Annahmen für die Wasserstoffproduktion. Hochtemperaturelektrolyse ist Forschungsthema – von Wirtschaftlichkeit weit entfernt.
            .
            Ach ja – Ihre eigenen Quellen, wie “Energiewende Rocken: doppelt soviel Strom aber eine gigantischer Energieeinsparung” die haben Sie entweder nicht begriffen, oder eben absichtlich falsch ausgelegt.
            Denn es geht nicht um “thermische Effizienz” oder “ektrische Effizienz” wenn ich zwei völlig verschiedene Technologiepfade vergleichen will, sondern um das Verhältnis von aufgewendeter (fossiler) Primärenergie zu Nutzenergie – im Falle des Kfz Nutzenergie für eine bestimmte Wegstrecke.
            Was brauche ich ganz am Anfang, wenn ich eine gleiche Wegstrecke weit fahren will?
            Selbst, wenn Sie als gleiche (angestrebte) Ausgangsbasis den sauberen Strom aus regenerativen Quellen nehmen, kommen Sie etwa zu folgendem Verhältnis:
            BEV (batterieelektrischer PKW) : 1 Windrad
            FCEV: (Wasserstoff-BSZ-PKW) : 5 Windräder
            ICE (PKW mit Verbrennungsmotor und eFuels) : 8-10 Windräder
            .
            Das Verhältnis würde sich nicht einmal ändern, wenn wir statt der Windräder ein /mehrere Kernkraftwerke einsetzen. So schwierig ist das dann doch nicht zu erkennen, dass das BEV mehrfach effizienter ist?
            .
            Die Nebelkerzen mit saisonaler Speicherung und angeblicher “Verklappung” von EE-Strom haben damit herzlich wenig zu tun. Die Ausfallreserve für ein Kernkraftwerk ist ein Ersatz-Kernkraftwerk?
            Das möchte ich sehen!
            .
            Selbst wenn Sie an den wenigen Tagen, wo EE nicht bedarfsgerecht zur Verfügung steht, el. Energie aus sekundären Energieträgern erzeugen müssen – heutige E-Autos werden meist nur 1-2x die Woche geladen und da ist das E-Auto bspw. über Preisimpulse wie “aWATTar hourly” eher noch ein Element der Bedarfsglättung und – als Überschussverwerter – der Verringerung von “Verklappung”.

          2. Florian Blümm

            Wie wäre es, wenn du einfach mal nachrechnen würdest? Ich habe es wirklich so einfach, wie möglich gemacht.

            Ein Elektroauto spart eben keine Primärenergie gegenüber einem Verbrenner. Ganz im Gegenteil, der Primärenergieverbrauch steigt leicht an. Einfach mal nachrechnen!

            Wenn du einen Fehler findest, schieß los. Ansonsten reicht es mir mit solchen Diskussionen…

  8. Joe Schmidt

    Tja, mit falschen Voraussetzungen bekommt man halt trotz richtiger Rechnung ein falsches Ergebnis.
    Ihr Fehler liegt beim Primärenergiefaktor.
    Das Elektroauto spart keine Energie?
    Auch wenn ich es mit Kernkraftstrom betreibe?
    Das Beispiel habe ich Ihnen doch schon erläutert.
    Sie möchte doch die Energiewende mit mehr AtomStrom.
    Dann brauchen Sie mit dem E-Auto 1 KKW, für Wasserstoffauto bei Elektrolyse aus Atomstrom 5 KKW und für die Herstellung von eFuels für den Verbrennungsmotor 8-10 KKW.
    Für die gleiche Fahrleistung.
    Was also ist die effizienteste /wirtschaftlichste Variante?

    1. Moment mal, warum sollte man in einem PKW Wasserstoff oder Synthfuel einsetzen?

      1. Joe Schmidt

        Das frage ich mich auch.
        Aber wenn Sie Ihrem Anspruch “Klimaschutz durch Technologie” gerecht werden wollen, werden Sie doch nicht weiter auf fossile Kraftstoffe setzen wollen?
        Wie wollen Sie also die Verbrennungsmotoren der Kfz betreiben, wenn Sie an anderer Stelle in Ihrem Blog jubeln, dass man auf E-Autos verzichten könnte?

        1. Was ist denn jetzt überhaupt deine Frage oder dein Feedback? Was soll dieser nie endende Gish-Galopp?

  9. Joe Schmidt

    Ich versuche Ihren Anspruch “Klimaschutz durch Technologie” zu verstehen und lande leider immer wieder bei fragwürdigen Behauptungen.
    Auf Nachfragen erhält man keine direkten, nachvollziehbaren Antworten – wie auch hier:
    .
    Die bessere Effizienz und das Potential zur Energieeinsparung durch E-Autos bestreiten Sie – aber grünen Wasserstoff oder eFuels als zukünftige sekundäre Energieträger lehen Sie scheinbar auch ab …
    Also noch einmal:
    Sie möchte die KKW weiter betreiben (nachvollziehbar) und die Energiewende mit mehr AtomStrom aus neuen KKW gestalten.
    Sie brauchen mit den E-Autos 1 KKW, für Wasserstoffautos bei Elektrolyse aus Atomstrom 5 KKW und für die Herstellung von eFuels für den PKW mitVerbrennungsmotor 8-10 KKW.
    Für die gleiche Fahrleistung.
    Ich sehe dabei das E-Auto als effizienteste Variante.
    Sie bestreiten dies.
    Wieso?
    Sehen Sie den Betrieb konventioneller Kfz mit fossilen Treibstoffen als Klimaschutz?
    Wenn nein – wie wollen Sie die individuelle Mobilität zukünftig gestalten?

    1. Nochmal, warum sollte man PKWs mit Wasserstoff oder Synthfuels betreiben? In dem Artikel steht ganz klar, dass PKWs direkt elektrifiziert werden.

      Edit: Ich persönlich würde so weit möglich auf Autos verzichten, wenn es um Mobilität geht. Wenn wir all unsere Autos durch E-Autos ersetzen wollen dürfte allein die graue Energie für all die Batterien einen großen Teil unseres verbleibenden CO2-Budgets verbrauchen.

      1. Joe Schmidt

        Komisch, am 30. September 2021 schieben Sie:
        “Wenn man es wirklich schaffen sollte eine Wasserstoffwirtschaft mit Exportländern am sonnenverwöhnten Äquator oder im windstarken Grönland aufzubauen, wären E-Autos wirklich vollkommen überflüssig.”
        .
        Der Ansatz, den Individualverkehr und auch globale Warenströme zu verringern – ohne den Lebensstandard einzuschränken – der wird schlicht notwendig sein. Ein 1:1-Ersatz durch elektrische Antriebe ist weder bei PKW, noch beim Gütertransport sinnvoll /realistisch. Denn dass es nicht zielführend ist, das 5€-T-Shirt vom KIK bei der Herstellung mehrmals um die Erde zu transportieren – das sollte einleuchten.
        Ich denke, hier stimme wir durchaus überein.

        1. Glaubst du ernsthaft, dass wir es schaffen im nächsten Jahrzehnt ein derartiges Import-System aufzubauen, obwohl es aktuell auf der ganzen Welt keine Hochleistungs-Elektrolyseure gibt?

          Wenn du mich fragst stehen die “grünen Importe” in den 100%-Erneuerbaren-Studien für Northstream 2.

          Ich rechne hier völlig ohne Importe, aber das steht ja auch im Artikel.

  10. Joe Schmidt

    Mir geht es nicht um den Glauben, sondern um Fakten.
    Sie formulieren zwar “Klimaschutz durch Technologie” aber mein Eindruck ist, dass Sie dafür die Stromerzeugung aus Kernenergie als die einzige geeignete Technologie halten.
    Selbst Wiederaufforstungen lehnen Sie pauschal ab, obwohl “Wald” neben der (zeitweisen) CO2-BIndung noch vielfältige andere positive Klimaauswirkungen hat. Damit meine ich natürlich keine Greenwashimg-Aktionen wie “Krombacher saufen für den Regenwald” … Da bin ich voll an Ihrer Seite.
    Trotz gegenteiliger Beteuerungen schreiben Sie leider unterschwellig auschließlich negativ über Photovoltaik, Windstromerzeugung und Elektroautos – siehe Ihr obiger Kommentar vom 30. September 2021 zum “überflüssigen E-Auto”
    Gerade mit Kernenergie zur Stromerzeugung zeigt sich aber dass E-Autos für die gleiche Wegstrecke die mehrfach effizientere Lösung gegenüber FCEV (ca. 5-facher Energiebedarf) oder ICE mit eFuels (8-10facher Energiebedarf) sind.
    Darüber verlieren Sie kein Wort oder dementieren diese Tatsache sogar.
    Ihre Darstellungen zur “sinkenden Energieeffizienz” sind an etlichen Stellen schlicht falsch und das wurde Ihnen nicht nur von mir aufgezeigt.
    Sie ignorieren Ihren Denkfehler bei der thermische /elektrischen Effizienz beharrlich:
    Betrachtet werden muss bspw. beim Kfz das Verhältnis von Nutzenergie für die Bewegung zur notwendigen (fossilen) Eingangsenergie.
    Der von Ihnen (absichtlich?) falsch verwendete /festgelegte Primärenergiefaktor für die Stromerzeugung ist das (für Ihre Argumentation notwendige) Ergebnis.

    1. Wieso sollte ich die Kernkraft für die einzige geeignete Technologie halten? Ich bin für alle Klimaschutztechnologien, so wie der Weltklimarat auch.

      Wo lehne ich denn Wiederaufforstung pauschal ab? Ganz im Gegenteil, ich lehne die Verbrennung von Biomasse ab.

      Ich schreibe nicht negativ über Photovoltaik, Windstromerzeugung und Elektroautos. Ich schreibe, dass es günstigere Maßnahmen gibt mit niedrigeren Vermeidungskosten. Ich betone aber auch, dass für die Deckung der Spitzenlast Wind und Solar günstiger sind.

      Welchen Denkfehler gibt es bezüglich der Unterscheidung von thermischer und elektrischer Energie? Das ist doch 8. Klasse Physik, oder nicht?

  11. Joe Schmidt

    Nein der Denkfehler liegt nicht in der “Unterscheidung von thermischer und elektrischer Energie” – sondern in ihrem Rechenansatz, mit der Sie die “sinkende Energieeffizienz durch Sektorkopplung” – speziell hier beim PKW – belegen wollen.
    Einfach noch mal oben bei Chris nachlesen.

    1. Die Energieeffizienz beim PKW sinkt gar nicht, sie bleibt ungefähr gleich. Das Problem sind nicht direkt elektrifizierbare Anwendungen wie Schiffe, Flugzeuge, LKW, Saisonspeicher.

      Bitte einfach mal den Artikel lesen.

      1. Joe Schmidt

        Die Energieefizienz eines vollelektrischen Kfz (BEV) ist mehrfach höher als die eines Kfz mit Verbrennungsmotor (ICE) oder auch eines H2-BSZ-Kfz (FCEV).
        Das ist deutlich erkennbar, wenn Sie elektrische Ausgangsenergie mit möglicht geringem CO2-Ausstoß ansetzen.
        Das ist ja das angestrebte Ziel – weg von fossilen Energieträgern.
        Ihr Motto lautet ja “Klimaschutz durch Technologie” und fossiler Sprit passt da ja nicht hinein.
        .
        Für die gleiche Wegstrecke, für die es beim BEV ein Winrad oder ein Kernkraftwerk benötigt, benötigten Sie mit FCEV schon 5 Windräder /KKW, für ICE mit eFuel 8-10 Windräder /KKW.
        Also ist Ihre Behauptung “bleibt ungefähr gleich” schlicht falsch.
        .
        Daran ändert sich nicht einmal viel, wenn Sie den “Jetzt-Stand” betrachten, bei dem ein immer weiter abnehmender Teil der zu erzeugenden el. Energie noch mit fossilen Energieträgern über die Carnot-Schwelle gehievt werden muss.
        Denn selbt dabei besteht bei stationärer Stromerzeugung die Möglichkeit, die Abwärme sinnvoll zu nutzen und so zusätzlichen fossilen Energieeinsatz zu sparen (BHKW), der bei ICE-Kfz mit fossilem Sprit schlich nicht gegeben ist.
        Das heutige konventionelle Kfz ohne jede Elektrifizierung /Hybridisierung ist eine fahrende Umwelt-Heizung.
        Aber das hatten wir ja schon.
        .
        Dass man bei nicht direkt elektrifizierbaren Anwendungen den schlechteren Wirkungsgrad anderer Technologien in Kauf nehmen muss – das ist ein völlig anderes Thema.
        Mit Ihrer Behauptung “Energieeffizienz beim PKW sinkt gar nicht, sie bleibt ungefähr gleich” müsste man sich ja fragen, warum man zunehmend elektrifiziert. Diese Frage ist mit der deutlich besseren Effizienz /dem höheren Wirkungsgrad von BEV beantwortet.

        1. Die CO2-Emissionen hängen beim Elektro-Auto völlig von der Art der Stromerzeugung ab. Mit 100% Kohlestrom, ist der Verbrenner deutlich klimafreundlicher. Das hat aber mit der Effizienz überhaupt nix zu tun.

          Die elektrische Effizienz eines Elektroautos beträgt laut meiner Quelle rund 78%
          (inklusive Übertragungsverluste, ohne saisonale Speicherung, ohne Überproduktion)

          Die elektrische Effizienz eines Benziners beträgt laut meiner Quelle rund 67% und die eines Diesels 80%. (inklusive Verluste bei der Umwandlung von Öl zu Benzin/Diesel – Rechenartefakt, kann man auch weglassen)

          Das ist kein Effizienzgewinn, sondern ein leichter Verlust. Unter Berücksichtigung von saisonaler Speicherung und Verklappung von Überproduktion sogar ein mehr als leichter Verlust.

          Wenn du andere Zahlen dafür findest, her damit.

          1. Joe Schmidt

            Die elektrische Effizienz eines Benziners beträgt laut meiner Quelle rund 67% und die eines Diesels 80%. (inklusive Verluste bei der Umwandlung von Öl zu Benzin/Diesel …

            Wow – es gibt eine “elektrische Effizienz” von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor und sogar eine Quelle dafür?
            Also die “elektrische Effizienz” sollte dann ja wohl el. Energie als Ausgang haben – für alle Technologien.
            Nicht, dass Du Äpfel mit Birnen betrachten willst.
            Oder Begriffe umdeutest, die völlig anders definiert sind – wie die Effizienz.
            E-Auto mit Kohlestrom ist immer noch klimafreundlicher wenn Du einbeziehst, dass das Kraftwerk besser filtert und vor Ort das E-Auto weder Krach noch Schadstoffe ausstößt.

          2. Florian Blümm

            Wie würdest du es denn nennen, wenn nicht Effizienz?

            Ist dein einziges Problem mit diesem Artikel die Nomenklatur?

            Dem Klima sind Krach und Schadstoffe egal. Es geht um die CO2-Emissionen. Und die sind bei Kohlestrom höher.

          3. Joe Schmidt

            Es geht um die CO2-Emissionen.

            Nein, Dir geht es wohl eher nicht um CO2-Emissionen.
            Das habe ich nur ganz am Anfang geglaubt.
            Wenn es Dir tatsächlich um CO2 ginge, würdest Du nicht immer wieder versuchen, Äpfel mit Birnen zu vergleichen und dies dann “Effizienz” zu nennen.
            Wie ich Deine Argumentationen nennen würde?
            “Irreführung” wäre eine milde, aber wohl zutreffende Bezeichnung. Denn ein Irrtum /Versehen ist auszuschließen, nach dem Dir mehrmals versucht wurde zu helfen.
            Wenn Du Äpfel mit Äpfeln vergleichen willst, dann solltest Du halt für alle Technologien auch die gleiche Ausgangsenergie /den gleichen Ausgangsenergieträger wählen.
            .
            Sinnvollerweise (weil offiziell als Ziel angestrebt) el. Energie und da wurde Dir mehrmals aufgezeigt, wie viel mehr el. Energie es braucht, wenn man nicht direktelektrisch /batterielektrisch mit dem BEV fährt.
            Natürlich gehen wir von CO2-armer Stromerzeugung aus – die ist ja schließlich das Ziel.
            Man benötigt dann für die gleiche Fahrstrecke:
            BEV: 1KKW (oder auch 1 Windrad)
            FCEV: 5 KKW (5 Windräder)
            ICE mit eFuels: 8-10KKW (8-10 Windräder)
            Ist doch eigentlich leicht zu erkennen, welche Technologie beim PKW die sinnvollste und effizienteste ist.
            Man muss es natürlich erkennen wollen.
            .
            Nun willst Du das Ganze mit Kohle als Primärenergie machen?
            Warum auch immer – der Sinn erschließt sich mir nicht. Gerade wegen dem hohen CO2-Gehalt der Kohletechnologien will man ja weg davon.
            Dann bitte aber auch für alle Technologien Kohle als Ausgangspunkt /Primärenergieträger ansetzen. Technisch kein Problem aus Kohle sowohl Wasserstoff für das FCEV, als auch “SynFuel” für ICE herzustellen.
            Allerdings sind die CO2-Emissionen beim BEV dann wieder die geringsten …
            .
            Am Besten schneidet das ICE-Kfz halt mit dem energiereichen fossilem Erdöl ab. Da ist der Unterschied zum BEV relativ gering, wenn ich den Sprit für das BEV verstromen muss. Aber selbst da habe ich Dir ja aufgezeigt, dass das E-Auto /BEV immer noch effizienter mit der Energie umgeht.
            Außerdem wieder der Fakt, dass wir vom fossilen Erdöl weg wollen – eben wegen dem CO2-Anteil, der auch für Erdöl immer höher wird – siehe Teersande /Ölschiefer…
            Allerdings kann man die im Öl /Sprit enthaltene Energie zusätzlich noch besser nutzen, wenn man die bei der Verstromung entstehende Abwärme (wie bspw. beim stationären BHKW) sinnvoll einsetzt. Das vermeidet zusätzlich CO2-Emissionen – um die es Dir ja angeblich geht.
            Man spart so zusätzliche CO2-Emissionen, die man sonst für Heizzwecke mit Öl /Gas aufwenden muss.
            So erhöht sich die Gesamtausnutzung des Energieträgers “Sprit” /Erdöl und widerlegt Deine Behauptung vom angeblichen Mehrverbrauch an Primärenergie durch das E-Auto /BEV.
            Nur funktioniert das mit der Abwärmenutzung leider nicht im ICE-Kfz (also bis auf das bischen Heizung im Auto), denn das ICE-Kfz ist leider eine fahrende Heizung. Ca. 80% der im Sprit enthaltenen Energie werden “weggekühlt” – statt sie sinnvoll zu nutzen …

          4. Florian Blümm

            Immerhin sind wir jetzt einer Meinung was die vergleichbare Effizienz von ICE und BEV angeht. Fehlt noch die graue Energie für die Batterien, aber scheiß drauf.

            Und warum unterstellst du mir jetzt plötzlich, dass ich fossile Brennstoffe beibehalten will? Wo schreib ich denn bitte, dass ich Kohle verbrennen will?

            Don’t kill the messenger…

          5. Joe Schmidt

            Immerhin sind wir jetzt einer Meinung was die vergleichbare Effizienz von ICE und BEV angeht.

            Wenn Du damit meinst, dass man die Effizienzen beider Fahrzeugtechnologien nur vergleichen kann, wenn man gleiche Maßstäbe ansetzt, dann stimmt das.
            Dann sollten wir auch einer Meinung sein, dass das BEV immer einen deutlich höheren Wirkungsgrad, eine deutlich bessere Effizienz als ein Kfz mit ICE besitzt.
            Wenn es um die geringste Umweltschädigung /den geringsten CO2-Ausstoß geht, dann hat dies nur anteilig mit der Effizienz der Fahrzeugtechnologien zu tun – denn die Betrachtung wird ja deutlich umfangreicher.
            Entweder als “Well-to-Wheel” inkl. der Gewinnung und Bereitstellung der Antriebsenergie, oder als umfassende Ökologiebetrachtung von der Gewinnung der Rohstoffe bis zum Recycling /der Verwertung der Fahrzeuge. Auch da zeigt sich immer deutlicher, dass der größere “CO2-Rucksack”, den das BEV aus der (Akku-)Produktion (noch) mitbringt, immer kleiner wird und dadurch die Zeitspanne /Fahrleistung, die es benötigt, um einen ökologischen Vorteil gegenüber den anderen Fahrzeugtechnologien zu erzielen, immer geringer wird.
            .

            … warum unterstellst du mir jetzt plötzlich, dass ich fossile Brennstoffe beibehalten will?

            … die sind bei Kohlestrom höher.

            Wie würdest Du denn Deine Aussage interpretieren? In Deutschland gibt es keinen reinen Kohlestrom und es ist das erklärte Ziel, zukünftig komplett auf die Kohlevertromung zu verzichten. Warum argumentiert Du also mit solch unrealistischen Annahmen, wenn Du sie selbst nicht anstrebst?
            Es sind diese Aussagen, die mich an Deinem erklärtem Motto “Klimaschutz durch Technologie” zweifeln lassen.

          6. Florian Blümm

            Wir planen bis 2038 Kohlestrom zu nutzen. Das sind noch 17 Jahre! Du kannst doch nicht so tun als gäbe es keinen Kohlestrom mehr im Netz.

            Ob ein Elektro-Auto trotz Kohlestrom klimafreundlicher ist hängt ausschließlich davon ab, ob du die Grenzemissionen oder den Strommix betrachtest. Wenn du mich fragst muss man bei zusätzlich ins Netz eingeführte Verbraucher die Grenzemissionen betrachten, also Braunkohle mit 1100 gCO2/kWh. Zugegeben, darüber kann man sich streiten und in der Literatur gibt es einen ungefähr 50/50 Split.

            Das hat aber alles überhaupt nix mit der Effizienz zu tun.

          7. Joe Schmidt

            Wir planen bis 2038 Kohlestrom zu nutzen.

            Nicht einmal dies stimmt.
            2038 ist das späteste geplante Jahr für die Beendigung der Kohleverstromung – früher geht immer und ist bei der derzeitigen Entwicklung sehr wahrscheinlich.
            Wenn Du gern die “Grenzstromtheorie” vertreten möchtest, dann werden bei Spitzenlasten /der letzten kWh eher Gas-KW eingesetzt – Kohle ist “Grundlaststrom” und wird viel früher verbraucht.
            Natürlich musst Du bei der “Grenzstromtheorie” dann beim Sprit auch die schlechtesten Grenzwerte betrachten, die bei Teersandabbau, Erdöl aus Ölschiefer u.a. “unkonventionellen Förderverfahren” für Erdöl anfallen – inkl. der ältesten, ineffizienzesten (teuersten) Raffinerien.
            Denn all dies würde bei sinkender Erdölnachfrage ja nicht mehr gebraucht /geschlossen.
            Denn auch Erdöl wird klimatechnisch (darum geht es Dir ja) auf sehr verschiedenen Arten gefördert.
            .
            Dir geht es um Zukunftstechnologien für das Klima?!?
            Nein, es gibt für diese Betrachtungen keinen “50/50 Split”. Diese Argumentationsschiene der “Grenzstromtheorie” wird ausschließlich von rückwärtsgewandten Argumentatoren benutzt, die nachhaltige erneuerbare Technologien – bspw. das BEV ablehnen.
            Deswegen setzen Sie die “Grenzstromtheorie” auch nie analog bei der Spriterzeugung an – was aber für die Vergleichbarkeit /Plausibilität absolut notwendig wäre.
            Plausibel ist dagegen die Argumentation mit dem Strom-Mix – der heute in Deutschland tatsächlich noch einen Kohlestromanteil enthält. Aber eben auch ca. 50% regenerativen Strom + (noch) Strom aus deutschen KKW.
            Da ist es wieder – das Thema “Primärenergiefaktor” – welches Du schon mehrfach tapfer ignoriert hast.
            .
            Mit der Effizienz der BEV hat dies tatsächlich nichts zu tun – da ist das BEV als Kfz immer am effizientesten.

          8. Florian Blümm

            Also du verstehst Grenzkostenbetrachtungen doch. Du verstehst aber nicht warum die sinnvoll sind?

            Ganz kurz: Wann immer du neue Verbraucher ins Stromnetz einführst, macht eine Grenzkostenbetrachtung Sinn.

            Wenn es um CO2-Emissionen geht, dann muss man die Frage stellen: “Könnte ich ohne die neuen Verbraucher ein Kraftwerk abstellen?”. Wenn die Antwort ist, “Ja, ich könnte ein Braunkohlekraftwerk stilllegen, wenn der Stromverbrauch nicht steigen würde”, dann musst du als Grenzemissionen die von Braunkohle nehmen.

          9. Joe Schmidt

            “Also du verstehst Grenzkostenbetrachtungen doch.”

            Diese Argumentationsschiene ist doch nicht schwer zu begreifen – nur um Grenzkosten geht es dabei nicht. Denn da wären ja wohl die Gas-KWs die teuersten Stromerzeuger (siehe Merit-Order, Öl-KWs spielen in D keine Rolle) die man als erstes stilllegt, statt der (meist abgeschriebenen) Braunkohle-KWs, die zumindest bisher im Betrieb billig waren und daher meist 7/24 durchliefen.
            Oben schriebst Du noch von Grenzemissionen – denn angeblich geht es Dir ja um CO2.
            .
            Außerdem gehst Du wieder nicht auf das Argument ein, dass man bei einer Grenzbetrachtung beim Strom dann auch eine Grenzbetrachtung bei der Erdölförderung gegenüberstellen muss.
            Immer, wenn Du wieder ein neues Kfz mit ICE auf den Markt bringst, macht doch diese Grenzbetrachtung ebenfalls Sinn.
            Öl aus Teerschiefer und Ölsanden – aus der zunehmenden unkonventionellen Förderung – hat einen deutlich schlechteren CO2-Abdruck als das Erdöl, das früher oft von selbst aus dem Bohrloch sprudelte.
            .
            Warum sollte ich bei steigendem Stromverbrauch eigentlich gerade BKKW als neu erforderliche Stromerzeuger annehmen? Da werden doch gar keine neu gebaut?
            Wer bitte geht denn von zukünftig sinkendem Stromverbrauch aus?
            Ich kenne nur das Ziel eines sinkenden fossilen Primärenergiebedarfs – wegen dem CO2 …
            Der dreckige Strom wird doch schon für den Bestand verbraucht – neue zusätzliche Verbraucher für höheren Stromverbrauch erfordern neue Kraftwerke /Stromerzeuger.
            Erst recht, wenn man ganz offiziel einen Kohleausstieg plant.
            Diese sollen EE-Stromerzeuger und schnell regelbare, möglichst selten laufende Gas-KWs sein. Auch eine “Grenzstrombetrachtung” – oder?
            .
            Auch hast Du Deinen Irrtum mit dem

            Wir planen bis 2038 Kohlestrom zu nutzen.

            nicht anerkannt – trotz meines Hinweises.
            .
            Ebenso drückst Du Dich immer wieder um die Anerkennung, dass das BEV das effizienteste Kfz ist, welches wir derzeit zur Verfügung haben und das als einziges Kfz das Potential hat, massiv fossiles Erdöl als CO2-lastigen Energieträger einzusparen.
            Ja – ein Kfz mit ICE kann man auch mit SynFuels /eFuels mit geringerem CO2-Abdruck betreiben.
            Nur wird dann deutlich, wie ineffizent diese Technologie im Vergleich ist.
            Denn für die gleiche Fahrstrecke bracht es 8-10fach so viel sauberen Strom wie beim BEV …

          10. Florian Blümm

            Ich nehme an mit Merit-Order meinst du die Einsatzreihenfolge am Spotmarkt. 2 Einwände:

            1. Der Spotmarkt ist nur ein sehr kleiner Teil des gesamten Strommarkts. Am Terminmarkt ist das Volumen 7 mal so hoch.
            2. Für die Reihenfolge in der Kraftwerke stillgelegt werden ist die Merit-Order Gas – Kohle und nicht andersrum

            Für bereits vorhandene Verbraucher machst du keine Grenzkostenbetrachtung. Das ist eine Überlegung, wenn du neue Verbraucher einführen willst.

            Mehr will ich zu dieser Offtopic-Diskussion auch gar nicht sagen. Zur Elektromobilität kommt vielleicht in Zukunft ein Artikel. In diesem Artikel geht es um Energieeffizienz.

            “Ebenso drückst Du Dich immer wieder um die Anerkennung, dass das BEV das effizienteste Kfz ist, welches wir derzeit zur Verfügung haben”

            Lies nochmal den Artikel bitte. Elektroautos sind nicht energieeffizienter als Verbrenner mit fossilen Brennstoffen. Das ist ja das Problem.

  12. Chris

    Ich möchte meine Kritik von oben auch noch einmal erneuern.
    Die Aussage “Ein Elektroauto spart eben keine Primärenergie gegenüber einem Verbrenner.” ist bezogen auf den 100 % EE Fall falsch.
    Was du im Artikel berechnest ist:
    Wenn du das heutige System mit derzeit 100 % fossilen Energieträgern 1:1 umbaust, so dass es zu 100 % mit Strom betrieben werden kann, dann…

    (1)…brauchst du ca. 170 % der Primärenergie, wenn du dieses System mit Strom aus fossilen Quellen (bei Verstromung mit 40 % Wirkungsgrad) betreibst (hier wäre die Aussage noch korrekt). Das ist aber nicht der 100 % EE Fall.
    oder

    (2)…brauchst du dafür 170 % an Energie-Äquivalent Primärenergie (input-equivalent mit Faktor 2,5 vgl. BP) oder von mir aus 170 % Primärenergie nach Substitutionsprinzip (das ist deine Bezeichnung) aus 100 % EE (Strom). Der Fall wird hier betrachtet.

    Aber eben nicht(!) 70 % mehr echte EE Primärenergie, denn du betrachtest hier Energieäquivalente, siehe deine Quelle von BP.
    Und Energieäquivalente sind dort beim Strom ein Vergleichswert, aber keine realen Energiemengen. Verbraucht werden aber physikalisch immer reale Mengen und nur diese Mengen muss ich auch produzieren. Beim Strom betrachtest du in der Substitutionsmethode aber eben nicht die real produzierten Mengen sondern einen input-equivalent Wert (vgl. BP, die geben es korrekt an). Deswegen steigt der echte Verbrauch auch im 1:1 Vergleich nicht. Im letzten Schritt, durch den du dann auf diese 170 % kommst, machst du aber aus real zu erzeugendem Strom eben durch die 40 % wieder einen Äquivalenzwert (Ausnahme imho: Synfuels etc.).

    Mit input-Äquivalenten kann man Energieträger in einem Primärenergiemix vergleichen. Damit vergleicht man aber keine Wirkungsgrade, Effizienzen oder sonstwas. Da müssen auch keine Abwärmeverluste auf beiden Seiten berücksichtigt werden, denn beim 100 % EE Auto gibt es an keiner Stelle der Prozesskette diese Abwärmeverluste und eine mit EE betriebene Wärmepumpe kann nichts dafür dass wir Strom früher aus fossilen Energieträgern erzeugt haben. Es gibt dahingehend keinen technischen Zusammenhang zwischen einem Verbrenner und einem E-Auto im Fall (2), den gibt es nur im Fall (1) durch die Verstromung. Genauso wenig hilft die Argumentation mit Carnot-Schwellen, denn bei 100 % EE gibt es praktisch keine Carnot-Prozesse mehr, Synfuels etc. mal außen vor (was nicht heißt, das die Wirkungsgrade nicht trotzdem mies sein können, vgl. Wasserstoff..).

    Auch deine Quellen Sedlak und paradigma betrachten lediglich Fall (1) und helfen als Argumentation beim 100 % EE Fall nicht weiter.

    Der Fehler liegt hier nicht im Primärenergiefaktor an sich, sondern darin diese Betrachtungsweise mit Äquivalenten aus der Primärenergie (die in der Tat auf der unterschiedlichen Wertigkeit von Energieformen beruhen) auf unabhängige technische Prozesse zu übertragen um diese vergleichen zu wollen. Abwärmeverluste werden technisch korrekt dann (und nur dann) in einer Prozesskette berücksichtigt, wenn sie vorkommen (Verbrenner Auto, E-Auto mit Strom aus fossil…) und sonst nicht (E-Auto mit EE…). Diese Prozessketten kann man dann für Effizienzbetrachtungen vergleichen.

    Der Punkt liegt darin zu erkennen, dass in der einen Prozesskette mit 100 % EE keine thermische Energie verwendet wird und auch keine Umwandlung von dieser in elektrische Energie stattfindet. Das kann man auch schon nach der 8. Klasse Physik. 😉

    1. Joe Schmidt

      Danke für die Ergänzung /Klarstellung.
      Wobei ich gerade im “noch nicht 100 % EE Fall” den Primärenergiefaktor für eine wichtige Kennzahl halte. Denn er drückt ja gerade den (fossilen) Anteil am dt. Strommix aus, der noch nicht über regenerative Energien erzeugt wird.
      Im fernen 100% EE Fall ist das uninteressant aber schon heute kann man so nachvollziehen, dass für die Stromerzeugung für das E-Auto immer weniger fossile Primärenergie aufgewendet werden muss – also eingespart wird.
      Wobei sich dieser Faktor bspw. durch die Stilllegung von AKW durchaus auch einmal wieder etwas erhöhen kann, bis er duch den EE-Zubau wieder fällt.

    2. Es gibt 2 Möglichkeiten:

      1. Du gehst von thermischer Energie aus und berechnest elektromechanische Energie.
      2. Du gehst von elektromechanischer Energie aus und berechnest thermische Energie.

      1. ist die Primärenergie, 2. ist das was ich Strom-Äquivalente nenne.

      Eins von beiden musst du machen, wegen der Carnot-Schwelle. Außer du schmeißt alles wild zusammen, wie bei der Endenergie oder Nutzenergie. Dann hast du aber keine aussagekräftige Metrik.

      Du vermischt beides, indem du irgendwie Abwärmeverluste in eine reine Strombetrachtung reinrechnen willst. Die haben dort nichts verloren. Wir gehen von Elektrizität aus, nicht von thermischer Energie.

      Wenn du von Elektrizität ausgehst, gibt es ergo keine Abwärme. Bei der Strombetrachtung gibt es aber höhere Wirkungsgrade für Wärmeanwendungen bei fossilen Energien. (und zwar alle Wärmeanwendungen, nicht nur für Niedrigtemperatur mit Wärmepumpe)

      Bei 100% EE gibt es jede Menge Carnot-Prozesse, z.B. Wärmepumpen, Saisonspeicher, E-Fuels. Wäre ja schlimm, wenn man einfach ne normale Elektroheizung nehmen würde und auf den hohen Carnot-Wirkungsgrad einer Wärmepumpe verzichten würde.

      1. Chris

        Zunächst mal: elektromechanische Energie gibt es nicht. Man kann höchstens elektromechanisch elektrische Energie in mechanische Energie wandeln.
        Gehen wir mal davon aus du meinst elektrische Energie.

        Und nochmal: Man muss da außerhalb der Betrachtung in einem Primärenergiemix nichts umrechnen.
        Dein Fehler liegt in der Annahme, weil es unterschiedlich wertige Energieformen gibt, dürfe man Wirkungsgrade von Prozessen nicht direkt vergleichen, wenn diese Prozesse unterschiedliche Energieformen nutzen. Das kann und muss man aber sogar. Denn ein thermischer Prozess hat nun mal einen thermischen Wirkungsgrad und ein elektrischer Prozess einen elektrischen Wirkungsgrad usw.. Das ist physikalisch bedingt und ergibt sich aus deren Definitionen. Wenn du da Wirkungsgrade mit einem Faktor multiplizierst, um die Energieformen von unterschiedlichen und unabhängigen Prozessen auf einander zu normieren, vergleichst du plötzlich nicht mehr die Wirkungsgrade der beiden Prozesse, sondern etwas völlig anderes! (Das jetzt Effizienzen zu nennen ändert nichts an dem Sachverhalt.)
        Wenn der eine Prozess eine höherwertige Energieform nutzen kann als der andere (und er dabei womöglich keine Carnot-Schwelle überwinden muss und der andere schon), braucht er davon halt weniger um das gleiche zu erreichen. Hierin liegen die Effizienzgewinne von z. B. Wärmepumpe gegenüber Gasbrennwert, BEV gegenüber ICB etc. begründet. Das ist physikalisch-technisches Grundlagenwissen.

        Da wird also nichts wild zusammen geschmissen und es werden anderswo auch keine Äpfel mit Birnen verglichen, sondern einfach reale Wirkungsgrade, und zwar technisch völlig korrekt.
        Wie man dich sonst noch von diesem Irrtum überzeugen kann, weiß ich leider nicht.

        1. Du hast thermische Energie auf der einen und elektrische/mechanische Energie auf der anderen Seite. Dazwischen ist eine Carnot-Schwelle. Ob du elektrische/mechanische Energie sagst oder elektromechanische ist eine reine Spitzfindigkeit.

          Natürlich darf man Wirkungsgrade von vergleichbaren Prozessen direkt vergleichen. Aber bitte keine Äpfel mit Birnen!

          Du darfst nicht einen Wirkungsgrad der Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie vergleichen mit einem Wirkungsgrad der Umwandlung thermischer Energie in mechanische Energie. Das sind zwei verschiedene Prozesse, die nicht vergleichbar sind.

          Wo multipliziere ich denn Wirkungsgrade mit einem Faktor? Welcher Faktor soll das sein? Wirkungsgrade multiplizierst du mit Wirkungsgraden, um den Gesamtwirkungsgrad zu erhalten.

          Eine Wärmepumpe mit Jahresarbeitszahl 3 hat einen elektrischen Wirkungsgrad von 300%, eine moderne Gasheizung 250%. Wo siehst du da einen großen Unterschied?

          Sag doch einfach erst einmal, was der von dir ausgemachte Irrtum ist. Also zeige mir wo in der Berechnung ein Fehler vorliegt.

  13. sfancy

    Eine Wärmepumpe mit Jahresarbeitszahl 3 hat einen elektrischen Wirkungsgrad von 300%, eine moderne Gasheizung 250%. Wo siehst du da einen großen Unterschied?
    Sag doch einfach erst einmal, was der von dir ausgemachte Irrtum ist. Also zeige mir wo in der Berechnung ein Fehler vorliegt.

    Hier ist der erste Irrtum: “Wirkungsgrad moderne Gasheizung 250%”. Weitere Irrtümer wurden von den vorherigen Kommentaren ja schon mehrfach aufgezeigt!

    Der Wirkungsgrad eines Heizgerätes errechnet sich aus dem Verhältnis von nutzbarer Heizwärme zur insgesamt bei der Verbrennung entstehenden Wärme. Da mit den Abgasen auch Wärme verloren geht, muss die zum Heizen nutzbare Wärme immer kleiner sein, als die insgesamt entstehende Wärme. Das heißt, der Wirkungsgrad muss immer kleiner sein als 100%!

    Aber: Bei der seit langem gültigen Berechnungsvorschrift zur Ermittlung des Wirkungsgrades bleibt die im Wasserdampf der Abgase versteckte Wärme unberücksichtigt. Nur das, was bei der alten Heiztechnik wirklich “heizt”, hat man 100% gesetzt – die Wasserdampfwärme konnte ja praktisch nicht genutzt werden. Folgerichtig spricht man auch vom “Heizwert” des Brennstoffes.
    Und selbst mit dieser falschen Berechnungsvorschrift erreichen moderne Gasheizungen nur einen Wirkungsgrad (Heizwert) von maximal 111%.

    https://de.wikipedia.org/wiki/Brennwertkessel#Wirkungsgrad_und_Nutzungsgrad_des_Brennwertkessels

    1. Ok, dann deklinieren wir mal die Wärmepumpe und die Gasheizung durch. Vielleicht finden wir die Meinungsverschiedenheit.

      Was für eine Effizienz hast du, wenn du Gas statt zur Stromerzeugung in einer Gasheizung verbrennst?

      Und bitte nicht die thermische Effizienz, wie im Wikipedia-Artikel. Wir gehen vom elektrischen Strom aus, wie bei der Wärmepumpe auch. Nochmal, es macht keinen Sinn thermische Effizienz und elektrische Effizienz zu vergleichen. Eine kWh thermisch ist nicht das gleiche wie eine kWh elektrisch.

      Sind das bei der Gasheizung deiner Meinung nach weniger als ~225% elektrische Effizienz? Wie hoch ist die Effizienz deiner Meinung nach und wieso?

      1. Joe Schmidt

        Eine kWh thermisch ist nicht das gleiche wie eine kWh elektrisch.

        Da hast Du absolut Recht. Schlüsselbegriff Exergie.
        Es macht aber auch keinen Sinn, verschiedene Technologiepfade mit unterschiedlichen Ausgangsenergien /Ausgangs-Energieträgern und verschiedenen Nutzenergien vergleichen zu wollen. El. Energie ist nun einmal deutlich hochwertiger (mehr Exergie) als Wärmeenergie, bei der es noch sehr stark auf das Temperaturniveau ankommt …
        .
        Das die Nutzenergie bei Gasheizung und Wärmepumpe Wärmeenergie /Heizenergie auf niedrigem Temperaturniveau ist – da sind wir uns einig?
        Dann bleibt die Frage nach der Ausgangsenergie.
        Wenn es Dir angeblich um CO2-Vermeidung geht – mit was betreibst Du dann zukünftig Deine Gasheizung?
        Bei der Wärmepumpe ist der Fall klar: CO2-armer “grüner Strom” /el. Energie aus regenerativer Gewinnung oder eben auch aus dem Kernkraftwerk.
        Das nimmst Du dann und erzeugst “grünes SynGas” für Deine Heizung?
        Dann hast Du zwar die gleiche Ausgangsenergie verwendet – aber die Gasheizung (der Gesamtprozess ab dem grünen Strom) wird recht ineffizient (und teuer im Betrieb) – denn die Herstellung des “grünen SynGases” erfordert einen recht hohen Aufwand …

        1. Nutzenergie kannst du 1:1 vergleichen, egal welche Technologie die Nutzenergie erzeugt hat. Davon gehe ich in der Berechnung zumindest aus. Wenn du meinst das stimmt nicht, dann schieß los.

          “El. Energie ist nun einmal deutlich hochwertiger (mehr Exergie) als Wärmeenergie, bei der es noch sehr stark auf das Temperaturniveau ankommt …”
          100%!

          Realistisch gesehen werden in Zukunft Ölheizungen nach und nach durch Wärmepumpen ersetzt werden. Ich kann mir aber kaum vorstellen, dass das in der ersten Hälfte dieses Jahrhunderts in großem Umfang auch bei Gasheizungen passieren wird.

          Aber hey, in meiner Berechnung bin ich super optimistisch von 100% Wärmepumpen ausgegangen. Ich finde Wärmepumpen natürlich super. Man sollte nur keinen Effizienzgewinn erwarten.

          1. Joe Schmidt

            Ich finde Wärmepumpen natürlich super. Man sollte nur keinen Effizienzgewinn erwarten.

            ?!?
            Eine Wärmepumpe mit einer konservativ angenommenen Arbeitszahl von 3 erzeugt aus 1kWh el. Energie 3kWh Wärmeenergie, da sie 2kWh Energie aus der Umwelt entzieht.
            Exergie spielt keine Rolle, denn es geht ja nicht um die Verrichtung von Arbeit, sondern um Umwandlung in Anergie – Wärme auf niedrigem Temperaturniveau.
            Der “grüne” Strom kommt zukünftig aus regenerativer, CO2-armer Erzeugung oder auch aus Kernkraftwerken.
            Sowohl bei der Effizienz, als auch bei der ökologischen Betrachtung liegt also eine Wärmepumpe deutlich besser als eine Gasheizung. Dass man auch zukünftig in der Realität noch Verbrennungsprozesse nutzen wird, steht außer Frage – aber sicher nicht wegen der hohen Effizienz einer Gasheizung, sondern bspw. wegen der besseren Speicherbarkeit der brennbaren Energieträger.
            .
            Wenn wir als Gedankenspiel einmal annehmen, dass eine unbegrenzte Speicherung el. Energie zu minimalen Kosten möglich wäre (ist sie auf absehbare Zeit natürlich nicht) – dann würden alle Gasheizungen und selbst BHKW (stromerzeugende Heizungen) recht schnell ausgemustert.
            Theoretisch könnte man dann sogar direktelektrisch heizen und sich den Aufwand einer Wärmepumpe sparen. Dem stehen aber wieder die mehrfach höheren Aufwendungen zur Stromerzeugung (Speicherung kostet ja im Gedankenspiel nichts) bei gleicher Nutz- /Heizlenergie gegenüber:
            Wärmepumpen : 1 Kernkraftwerk ( 1 Windrad)
            direktelektrische Heizung: 3 Kernkraftwerke (3 Windräder)
            .
            Die Nutzung regenerativer Energie – oder auch CO2-armen Kernkraftstromes – rechtfertigt eben trotzdem keine Strom- /Energieverschwendung. Die effizienteste Lösung wird sich immer durchsetzen, wenn keine anderen Gründe dem entegenstehen. So wie beim batterielektrischen Kfz, das sich sofort flächendeckend durchsetzen würde, wenn es Akkus mit riesiger Kapazität zu minimalsten Kosten gäbe.
            Weil es die effizienteste Antriebstechnologie ist.
            😉
            Übrigens verzichten heute schon viele Häuslebauer auf einen Gasanschluss zu Gunsten einer Wärmepumpe. Ich habe am Haus weder Gasanschluss noch Schornstein.

          2. Florian Blümm

            Eine Gasheizung kann 2,5 kWh thermisch erzeugen statt 1 kWh elektrisch. Du hast also bei der Wärmepumpe mit 3 kWh thermisch statt 1 kWh elektrisch einen kleinen Effizienzgewinn. Aber damit rettest du keine Energiewende.

            Wenn du Saisonspeicherung und Verklappung von Überproduktion berücksichtigst schrumpft der Effizienzgewinn auf rund 8%. aber das steht ja auch im Artikel, den du anscheinend immer noch nicht gelesen hast.

        2. sfancy

          Sind das bei der Gasheizung deiner Meinung nach weniger als ~225% elektrische Effizienz? Wie hoch ist die Effizienz deiner Meinung nach und wieso?

          Gasheizungen können mit Strom nichts anfangen. Eine elektrische Effizienz gibt es da also nicht. Wenn damit der Pfad Strom – Wasserstoff – SynGas gemeint ist, dann ist (die Effizienz) der Wirkungsgrad dieser Anwendung des Stromes sehr viel schlechter als die theoretischen 100% einer modernen Gasheizung. Sowohl 100% als auch ~225% sind physikalisch unmöglich.

          1. Florian Blümm

            Mit Gas kannst du Strom erzeugen oder Wärme. Ist die Effizienz bei der Wärmeerzeugung höher als bei der Stromerzeugung oder nicht?

          2. Joe Schmidt

            Du kannst Brennstoffe zu 100% in Wärmenergie umsetzen – in el. Energie eben nicht – eine Binsenweisheit.
            Ändert nichts an Deinen falschen Annahmen.

          3. Joe Schmidt

            Und welche Annahmen sind falsch?

            Tja, hier im Strang fallen mir spontan ein:
            – rein batterielektrisches Kfz /BEV ist angeblich nicht deutlich effizienter als die Alternativen mit ICE
            – BEV fährt mit Kohlestrom
            – Primärenergiefaktor (der jährlich offiziell veröffentlicht wird) wird ignoriert
            – gesamte mögliche Nutzenergie (BHKW) wird trotz “Sektorkupplung” im Titel tapfer ignoriert

            Ach ja:
            “Eine Gasheizung kann 2,5 kWh thermisch erzeugen statt 1 kWh elektrisch. Du hast also bei der Wärmepumpe mit 3 kWh thermisch statt 1 kWh elektrisch einen kleinen Effizienzgewinn.”
            Stimmt.
            Aber wenn die 1kWh elektrisch für die Wärmepumpe heute aus dem Strommix mit 50% EE stammt und zukünftig noch CO2-ärmer erzeugt wird?!?
            Die Effizienz ändert sich nicht – wohl aber der fossile Primärenergiebedarf.
            Deutlich weniger CO2!
            Darum geht es doch?!?

          4. Florian Blümm

            Nochmal, die CO2-Emissionen ändern nichts an der Effizienz. Hier geht es darum, wie viel Energie wir in Zukunft brauchen. Die Energie aus CO2-armen Erzeugern unterscheidet sich nicht von klimaschädlichen fossilen Erzeugern und Biomasse. Für CO2-Emissionen von Erzeugern hier entlang.

            “rein batterielektrisches Kfz /BEV ist angeblich nicht deutlich effizienter als die Alternativen mit ICE”
            Welche Annahme bei der Erklärung zur Effizienz von Verbrennern und Elektroautos im Artikel ist denn nun falsch? Also ganz konkret? Wenn du so vage bleibst, kann ich mir nicht vorstellen, wo das Problem ist.

            “BEV fährt mit Kohlestrom”
            Was hast du an dem Unterschied von Grenzemissionen und Strommix nicht verstanden? Magst du die unterschiedlichen Betrachtungsweisen vielleicht erst mal googlen? Besser kann ich’s nicht erklären.

            “Primärenergiefaktor (der jährlich offiziell veröffentlicht wird) wird ignoriert”
            Beim Subventionsprinzip spielt der Primärenergiefaktor eine maßgebliche Rolle, siehe BP Methodology.

            “gesamte mögliche Nutzenergie (BHKW) wird trotz “Sektorkupplung” im Titel tapfer ignoriert”
            Kraft-Wärme-Kopplung wird der Einfachheit halber weggelassen. Ebenso die höheren Wirkungsgrade von Gas und Dampf-Kraftwerken. Das ändert beides nichts an den Größenordnungen. KWK und GuD spielen im heutigen Energiesystem eine kleine Rolle und in einem 100%-EE-System so gut wie gar keine.

          5. Joe Schmidt

            Hier geht es darum, wie viel Energie wir in Zukunft brauchen.

            Eben.
            Wir brauchen zwar zukünftig deutlich mehr el. Energie, werden diese aber eben NICHT aus fossilen Primärenergieträgern erzeugen. Genau das setzt Du aber in Deiner Argumentation voraus.
            Für eine “CO2-arme Stromwirtschaft”, die auf Stromerzeugung aus regenerativen Quellen und von mir aus auch aus Strom aus Kernenergie beruht, trifft Deine Betrachtungsweise /”Rückrechnung” schlicht nicht zu.
            .
            Chris hat Dich doch darauf hingewiesen:

            Energieäquivalente sind dort beim Strom ein Vergleichswert, aber keine realen Energiemengen. Verbraucht werden aber physikalisch immer reale Mengen und nur diese Mengen muss ich auch produzieren.

            Leider ignorierst Du Argumente, die nicht in Dein Schema passen.
            Dein Link zur “BP Methodology” ist für die reale Entwicklung sinnfrei.
            Ein Diskussionversuch mit Dir scheinbar leider auch.

          6. Florian Blümm

            Ganz im Gegenteil: Wenn ich von einem 100%-EE-System spreche, dann setze ich voraus dass alle fossilen Brennstoffe ersetzt wurden.

            Diese Missverständnisse könntest du vermeiden, wenn du einfach mal den Artikel aufmerksam liest.

            “Dein Link zur “BP Methodology” ist für die reale Entwicklung sinnfrei.”
            Schieß los, warum ist das so?

          7. Joe Schmidt

            Schieß los, warum ist das so?

            Weil genau da bei “BP Methodology” die Energieäquvalente auf fossiler Basis errechnet werden?
            Obwohl Du als Vorraussetzung alle fossilen Brennstoffe ersetzt hast?
            Fossile Energieäquivalente, die mit den real zu erzeugenden EE-Strommengen rein gar nichts zu tun haben?
            .
            Warum also willst Du in einem “100%-EE-System” auf ineffiziente fossile Primärenergien zurückrechnen?
            .
            Ja, der Bedarf an el. Energie wird steigen (bspw. um 20kWh regenerativ erzeugten Strom für 100km mit dem BEV).
            Aber wir werden ihn eben nicht mit deutlich höherem Einsatz fossiler Energieträger erzeugen – sondern i.d.R. direkt /regenerativ – bzw. CO2-arm wie mit KKW, was ja eigentlich Dein Ansatz ist.
            Der heutige gigantische Verbrauch an fossilen Primärenergien (>70kWh fossile Energie für 100km Fortbewegung im PKW mit ICE) wird verschwinden /eingespart.
            Wegen dem Einfluss des CO2 auf das Klima – wegen Ressourcenschonung und Umweltaspekten.
            .
            Ob Du es bist, der Beiträge entweder nicht aufmerksam liest, nicht versteht – oder ignoriert?
            Obwohl mehrere Kommentatoren versucht haben, Deine Fehlinterpretationen richtig zu stellen.
            Du räumst ja nicht einmal die deutlich bessere Effizienz eines BEV gegenüber einem PKW mit ICE ein, obwohl die ja nun vielfach errechnet /belegt wurde.
            Da kann man schon ins Zweifeln kommen, ob Du Dein Motto: “Tech for Future: Klimaschutz durch Technologie”
            überhaupt ernst nicht /so meinst, wie Du es schreibst.

          8. Florian Blümm

            Wenn du nicht den Primärenergieverbrauch nutzen willst, was ist dann deine Alternative?

            Ich schlage im Artikel ja die Metrik “Strom-Äquivalente” vor, also ausgehend von Elektrizität statt von Wärme.

            Die Wahl der Metrik ändert aber überhaupt nix an den Effizienzen. Strom-Äquivalente sind einfach nur ne andere Betrachtungsweise, ohne die anscheinend für viele Menschen verwirrende Abwärme. Die Steigerung auf 170% Energieverbrauch bleibt.

            Es spielt in diesem Artikel grundsätzlich keine Rolle, WIE der Energiebedarf in Zukunft gedeckt wird. Ich will wissen WIEVIEL Energiebedarf gedeckt werden muss.

            Ja, ich gehe hier von 100% Erneuerbaren aus, wodurch der Energiebedarf steigt im Vergleich zu einem ausgewogenen Strommix inklusive Kernkraft. (insbesondere wegen Saisonspeicher und Verklappung, aber auch Prozesswärme und Synthfuels)

            Das liegt daran, dass ich häufig dem Argument begegne mit 100% EE würde der Energieverbrauch auf magische Weise schrumpfen. Das Gegenteil ist der Fall, wie hier in der Berechnung gezeigt. Der Energieverbrauch steigt durch 100% EE.

            Ich kann natürlich nicht garantieren, dass die Berechnung fehlerfrei ist, aber bisher wurde noch kein Fehler gefunden. Und das obwohl schon mehrere fachkundige Leute nachgerechnet haben. Wenn jemand einen Fehler sieht, nur zu!

            Ich verstehe nicht, warum du mir am laufenden Band zu unterstellen versuchst, ich wäre für Kohle, Gas und Öl. Wie kommst du darauf? Klingt nach einer Verwechslung.

  14. Chris

    Jetzt noch mal ganz grundsätzlich:
    Zurück zum PKW Beispiel.

    Für die Aussage
    “50 kWh Sprit auf 100 km (ICB) ist gleich effizient wie 20 kWh Strom auf 100 km (BEV)”
    muss man die Annahme treffen, dass 50 kWh Sprit und 20 kWh Strom äquivalent seien, weil man ja aus 50 kWh Sprit 20 kWh Strom machen kann, also mit dem Faktor von 2,5 thermische und elektrische Energie umrechnen kann. Denn die Prozesse haben nun mal keine direkte Verbindung. Sonst stehen ja die 20 kWh gegen die 50 kWh beim Aufwand für den gleichen Nutzen 100 km fahren und damit ergibt sich ein Effizienzgewinn von (in diesem Fall) Faktor 2,5 beim BEV vs. ICB. Und genau das ist auch der Fall, denn die Äquivalenzbetrachtung ist thermodynamisch nicht zulässig, denn dann müsste das in beide Richtungen gehen:

    Was BP da input-equivalent nennt ist thermodynamisch kein wirkliches Äquivalent. Energieäquivalente gibt es physikalisch gar nicht. Das ist mehr eine buchhalterische Betrachtungsweise bzw. Übereinkunft das für den Strommix so zu machen.
    Der Begriff Äquivalent führt hier etwas in die irre. Die Annahme, dass man mit einem Faktor (im Endeffekt einem Wirkungsgrad, der Primärenergiefaktor ist ja technisch auch ein Wirkungsgrad) zwischen zwei Energieformen umrechnen kann und diese beiden Mengen dann äquivalent sind, ist falsch. Das liegt am 2. Hauptsatz der Thermodynamik. Bei einem theoretischen Carnot-Prozess trifft das zu, den gibt*s aber in der Realität nicht. Der 2. Hauptsatz gibt über die Entropie realen Prozessen eine Richtung und macht sie irreversibel. Aus 50 kWh(th) kann ich 20 kWh(el) machen, aber aus 20 kWh(el) nicht wieder 50 kWh(th). Hier liegt der Fehler in der ganzen Betrachtungsweise.
    Mit diesen “Energieäquivalenten” Wirkungsgrade (und darüber Effizienzunterschiede) zu berechnen verstößt gegen den 2. Hauptsatz. Der Äquivalenzbegriff macht thermodynamisch keinen Sinn.

    Und noch mal klipp und klar, bevor du noch weitere Äquivalente “erfindest”: Mit dem Faktor 2,5 von elektrischer auf thermische Energie umzurechnen ist physikalisch falsch und verstößt gegen den 2. Hauptsatz. Es nur ist eine Konvention das für den Energiemix nach Substitutionsprinzip mit erzeugtem Strom so zu machen. Energieformen kann man nicht ineinander umrechnen. Energie kann man mit technischen Prozessen umwandeln. Das Verhältnis aus Aufwand (alte Energieform) und Nutzen (neue Energieform) ist der Wirkungsgrad des Prozesses. Der gilt nur für die Richtung des Prozesses und ist prozessspezifisch. Wie der Wirkungsgrad ausfällt ist (neben dem Prozess selbst) eben auch davon abhängig, wie energetisch gut die Ausgangsenergieform für den Prozess geeignet ist. Da können dann erhebliche Unterschiede in den Wirkungsgraden und damit Effizienzgewinne auftreten.

    1. Nochmal, eine kWh thermisch ist nicht das gleiche wie eine kWh elektrisch.

      Wenn du von thermischer Energie auf elektrische Energie umrechnen willst, brauchst du einen Multiplikator. Du kannst natürlich irgendeine Zufallszahl nehmen. Besser ist es aber den tatsächlichen Faktor für die Gewinnung von elektrischer Energie aus thermischer Energie zu nehmen. Ob das jetzt 2,5 ist oder 2,3 oder 2,7 spielt bei dieser Schätzung keine Rolle.

      Und natürlich geht die Umrechnung auch in beider Richtungen und zwar nicht nur in der Theorie, sondern auch in der Praxis. Es ist ja eine Carnot-Schwelle. Das siehst du auch an der hohen Effizienz der Wärmepumpe. Oder verstößt die nach deiner Meinung etwa gegen den 2. Hauptsatz der Thermodynamik?

      Wenn dich das mit der Abwärme zu sehr verwirrt, dann geh statt von der Wärme vom Strom aus. Berechne wie weit du fahren kannst, statt 20 kWh Strom zu erzeugen.

      Wenn du irgendwas aus diesem Artikel mitnimmst, dann bitte dass eine kWh elektrisch “mehr wert” ist als eine kWh thermisch. Das kann man nicht oft genug wiederholen.

      Wenn du den Fehler machst zu sagen eine kWh ist eine kWh, egal welche Energieform, dann kannst du eine sinnvolle Bilanzierung vergessen.

      1. Joe Schmidt

        Warum die falsche Unterstellung, wir würden nicht zwischen thermischer und elektrischer Energie unterscheiden?
        Warum die völlige Ignoranz der vorgebrachten Argumente und Quellen zu Ihrer falschen Betrachtung?
        .

        Besser ist es aber den tatsächlichen Faktor für die Gewinnung von elektrischer Energie aus thermischer Energie zu nehmen. Ob das jetzt 2,5 ist oder 2,3 oder 2,7 spielt bei dieser Schätzung keine Rolle.

        Klar spielt das volkswirtschaftlich eine Rolle.
        Denn heute liegen wir schon bei <2 und mit jedem zugebauten EE-Stromerzeuger wird der PEF geringer.
        Habe ich Ihnen schon dargelegt und mit Quelle verlinkt.
        .
        Ihre Umrechnung macht allenfalls (anteilig) Sinn, wenn man noch (anteilig) thermische Energie zur Verstromung einsetzt.
        Das ist aber bei Erzeugung von Strom aus regenerativen Quellen nicht mehr der Fall.
        Der Primärenergiefaktor ist dabei schlicht "0" – NULL – denn es werden eben keine (fossilen) Primärenergien eingesetzt.
        .
        Deshalb wird auch heute schon nicht der EInzelprozess, sondern die gesamte Energieerzeugung betrachtet.
        Der sogenannte “Strommix” – dessen Primärenergieeinsatz /CO2-Ausstoß bspw. auch durch Strom aus Kernenergie sinkt – schreiben Sie ja auch.
        Die Rückrechnung von 100% EE-Strom auf eine fiktive Erzeugung aus fossilen Primärenergien /thermischer Energie macht allenfalls Sinn um zu verdeutlichen wie ineffizient die heutige Stromerzeugung ist.
        Als Argumentationsbasis für eine angeblich sinkende Effizienz mit EE ist dieser Weg schlicht falsch – irreführend.

        1. “Warum die falsche Unterstellung, wir würden nicht zwischen thermischer und elektrischer Energie unterscheiden?”

          Wenn Chris behauptet man könne 50 kWh thermisch und 20 kWh elektrisch 1:1 vergleichen, dann ist das genau der unzulässige Vergleich vor dem ich in dem Artikel warne.

          Warnung zur Diskussionskultur. Du hast mir jetzt mehrmals unterstellt ich würde dies oder das wollen, obwohl in dem Artikel von dies und das keine Rede war. Jetzt kommen Beleidigungen wie Ignoranz und angebliche Unterstellungen zu deinen Unterstellungen hinzu. Wenn du nur einen Strohmann bauen willst oder beleidigen willst, dann such dir bitte ein anderes Forum.

          “Denn heute liegen wir schon bei <2 und mit jedem zugebauten EE-Stromerzeuger wird der PEF geringer.
          Habe ich Ihnen schon dargelegt und mit Quelle verlinkt."

          Wärmewandler mit 50% Wirkungsgrad gibt es, aber die bilden keineswegs den Durchschnitt.

          --

          "Ihre Umrechnung macht allenfalls (anteilig) Sinn, wenn man noch (anteilig) thermische Energie zur Verstromung einsetzt.
          Das ist aber bei Erzeugung von Strom aus regenerativen Quellen nicht mehr der Fall."

          Es macht keinen Unterschied, ob man von thermischer oder von elektrischer Energie ausgeht. Man darf nur die verschiedenen Betrachtungsweisen nicht vermischen.

          --

          "Die Rückrechnung von 100% EE-Strom auf eine fiktive Erzeugung aus fossilen Primärenergien /thermischer Energie macht allenfalls Sinn um zu verdeutlichen wie ineffizient die heutige Stromerzeugung ist."

          Ja, die Energiewirtschaft heute ist sehr ineffizient. Und die Energiewirtschaft in Zukunft wird noch deutlich ineffizienter. Das war es was der Artikel zu ergründen versucht hat. Das und ob die Primärenergie ein geeigneter Fortschrittsmesser ist.

  15. Joe Schmidt

    Hr. Blümm, ich antworte mal auf den Beitrag, den Sie wohl schnell wieder gelöscht haben, der aber natürlich nach der Absendung in meinem Mailfach zu lesen war:

    Zum x-ten Mal, es spielt für die Effizienzen keine Rolle ob du von Wärme oder Strom ausgehst. Nimm die Sichtweise, die dir lieber ist. Aber bleib bei einer Sichtweise.

    .
    Das habe ich mehrmals getan und bin dabei immer vom 100% EE-Strom-Szenario ausgegangen, in dem man die el. Energie mit geringem CO2-Ausstoß direkt und ohne Umweg über fossile Primärenergien erzeugt.
    Denn das ist das weltweit erklärte Ziel.
    Dann braucht es für die gleiche Fahrstrecke (Nutzenergie) mit verschiedenen Kfz-Technologien:
    – batterielektrisches Kfz (BEV): 1 Windrad oder ein Kernkraftwerk
    – Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeug (FCEV): 3-5 Windräder oder Kernkraftwerke
    – Kfz mit Verbrennungsmotor (ICE): 8-10 Windräder oder Kernkraftwerke
    .
    Immer die gleiche Sichtweise: Ausgangspunkt ist CO2-arm erzeugte el. Energie /Strom.
    Ziemlich deutlich der Effizienzvorteil des BEV.
    .
    Leider von Ihnen ignoriert /bestritten.
    Ebenso wie die Tatsache, dass man bei der stationären (!) Verstromung über thermische Energie deutlich mehr Nutzenergie über KWK erhalten kann als im Kfz, welches die gesamte Abwärme wegkühlt.
    Das ist steigende Effizienz:
    Geringerer Energieeinsatz für mehr Nutzenergie.

    1. Zum x-ten Mal, ich lösche hier keine Kommentare. Behalte deine Unterstellungen für dich und diskutiere sachlich. Ich kann mit deinem düsteren Menschenbild so wirklich gar nichts anfangen.

      “Dann braucht es für die gleiche Fahrstrecke (Nutzenergie) mit verschiedenen Kfz-Technologien:”

      Es interessiert mich nicht, was ein Wasserstoff- oder Synthfuel-Auto verbraucht. Wasserstoff-Autos sind hier nicht berücksichtigt, weil die deutlich ineffizienter sind als Batterie-Autos.

      Hier geht es darum, ob ein Verbrenner mit fossiler Energie energieeffizienter ist als ein Elektroauto mit Batterie. Spoiler: Ja!

      “Ebenso wie die Tatsache, dass man bei der stationären (!) Verstromung über thermische Energie deutlich mehr Nutzenergie über KWK erhalten kann als im Kfz, welches die gesamte Abwärme wegkühlt.”

      Du hast mit einer Gasheizung deutlich weniger Abwärme als mit KWK – teilweise über 90% Wirkungsgrad. Das Problem ist, dass du nur thermische Energie erzeugst. Die ist aber minderwertig im Vergleich zur elektrischen Energie.

      Zum x-ten Mal: Eine kWh elektrisch und eine kWh thermisch sind nicht das Gleiche.

  16. Joe Schmidt

    Hier geht es darum, ob ein Verbrenner mit fossiler Energie energieeffizienter ist als ein Elektroauto mit Batterie. Spoiler: Ja!

    Nein, hier geht es darum, dass Sie die Begriffe “Effizienz” und “Wirkungsgrad” oder “Primärenergiefaktor” absichtlich missdeuten /falsch interpretieren!
    Das wurde Ihnen nicht nur von mir schon mehrmals erklärt.
    .
    Was Sie bspw. formulieren, ist der fiktive fossile Primärenergiebedarf, wenn man einen batterieelektrischen PKW rein mit fossil erzeugter elektrischer Energie betreiben würde. Nicht einmal Ihre eigene Quelle [6] “Methodology Statistical Review BP (2021)” stützt dabei Ihre Argumentation von der abnehmenden Effizienz:

    Ab 2018: Die jährliche Rate der Effizienzverbesserung basiert auf der vereinfachten Annahme, dass die Effizienz bis 2050 linear auf 45 % steigen wird.

    Für 2020 wurden schon 40,5% Wirkungsgrad für die Berechnung der fossilen Energieäquivalente angenommen – nicht 40%.
    .
    Warum Sie für eine 100% CO2-arme Stromerzeugung (Ziel der Energiewende) fossile Energieäquivalente ansetzen wollen, bleibt im Dunkeln. Angeblich wollen ja auch Sie weg von der fossilen Stromerzeugung mit hohem CO2-Ausstoß.
    Warum Sie dann noch eine Quelle aus 2017 bemühen bemühen und meine offizielle Quelle zum Primärenergiefaktor ebenso wie meine Anmerkungen standhaft ignorieren – das bleibt wohl Ihr Geheimnis.
    Wie steht in Ihrer Quelle zur Berechnung der fossilen Primäräquivalente /des Primärenergiefaktors?
    “THE IMPORTANCE OF A REVISED PRIMARY ENERGY FACTOR (PEF) TOWARDS ACHIEVING THE EU’S LONG TERM ENERGY & CLIMATE TARGETS”

    Wenn sich die Mitgliedstaaten dafür entscheiden, ihre Einsparungen in Primärenergie auszudrücken, wird der PEF angewendet, um Endenergieeinsparungen in Primärenergie umzurechnen. In diesem Fall können die Stromeinsparungen multipliziert werden mit dem PEF-Faktor von 2,5 multipliziert werden.

    Der derzeitige PEF für Strom wirkt daher als Hindernis für die Dekarbonisierung des Wärmesektors.
    In den Ökodesign-Rechtsvorschriften gibt der PEF von 2,5 die Effizienz von stromverbrauchenden Produkten falsch wieder. Mit einem niedrigeren PEF würden Wärmepumpen als effizienteste Heiztechnologie einen noch größeren Vorsprung vor fossilen Alternativen und andere strombetriebene Produkte würden wettbewerbsfähiger werden. Der derzeitige PEF verschafft fossilen Technologien einen Vorteil und fördert somit die Verwendung von mehr fossilen Brennstoffen, …

    oder auch:

    Der PEF von 2,5 basiert auf alten Daten, die ein europäisches Stromsystem ohne nennenswerten Anteil an erneuerbaren Energien im Stromerzeugungsmix widerspiegeln.

    Alles aus Ihren Quellen …
    .
    Nicht einmal ihr “Spoiler” stimmt, wenn Sie selbst formuliert haben, dass man mit 60kWh fossiler Energie 24kWh el. Energieerzeugen kann. Denn damit kann ja selbst nach ihrer eigenen Rechnung ein E-Auto deutlich weiter fahren (120km), als ein Diesel-PKW mit 6l Sprit (100km).
    Warum bezeichnen Sie dann den Verbrenner als “energieeffizienter”?
    Warum bezeichnen Sie diese 20% als “reine Schönrechnerei” / “kein großer Unterschied” (28. September 2021)?
    Die Autobauer kämpfen ebenso wie die Energieversorger um jedes Prozent Verbesserung …
    .

    Du hast mit einer Gasheizung deutlich weniger Abwärme als mit KWK …

    Jetzt spielt bei der Stromerzeugung plötzlich eine Gasheizung eine Rolle?
    Mir müssen Sie nicht erklären, dass el. Energie eine deutlich höhere Exergie als Wärmeenergie hat – diesen Punkt habe ich in die Diskussion selbst eingebracht – siehe 12. Oktober 2021.
    Ich habe Ihnen auch schon dargestellt, warum selbst heute schon eine stationäre Verstromung von Kraftstoff (oder auch Erdgas) sinnvoller wäre, als die Verwendung im rein konventionellen (also nicht elektrifiziertem) PKW mit ICE. Sie behaupten, der “Wirkungsgrad” würde durch Sektorkoppelung sinken – und ignorieren genau diese Sektorkoppelung – siehe 28. September und 3.Oktober 2021.
    .
    Wenn man also aus den 60kWh “Öl” /Diesel in einem BHKW von den 36kWh Abwärme auch nur 50% sinnvoll nutzt für die Gebäudeheizung /Warmwassererzeugung /Prozesswärme /…, dann sind das weitere, zusätzliche 18kWh Nutzenergie.
    Man kann man also bei stationärer Verstromung der fossilen 60kWh insgesamt an Nutzenergie erhalten:
    – 24kWh el. Energie, die beim BEV für etwa 120km Fahrstrecke reichen und zusätzlich
    – 18kWh Wärmeenergie, mit 50% mit Abwärmenutzung beim BHKW
    also insgesamt 42kWh nutzbare Energie.
    Das läuft unter dem Begriff Sektorkoppelung und soll zukünftig ausgeweitet werden.
    .
    Mit einem Diesel-PKW kann man mit den 60kWh Energie als DIesel etwa 100km weit fahren.
    Allerdings muss man dann für die 18kWh stationären Wärmebedarf weitere fossile Primärenergie verfeuern – bspw. in ihrer Gasheizung – oder eben in einer Ölheizung …
    .
    Ich muss also mit einem Dieselauto 78kWh fossile Primärenergien aufwenden, um die gleiche Nutzenergie (Fahrstrecke + stationären Wärmebedarf) zu erhalten, wie bei 60kWh fossiler Ausgangsenergie mit einem E-Auto.
    .
    Der Technologiepfad mit fossiler Primärenergie über das E-Auto + Sektorkoppelung ist also noch effizienter als das E-Auto alleine …
    😉

    1. Wenn du einmal den Artikel oder meine Kommentare aufmerksam lesen würdest, würden sich drei Viertel deiner Kommentare erübrigen. Das ist jetzt meine letzte Antwort auf bereits mehrfach gestellte Fragen. Keine Ahnung was du hier bezweckst, aber meine Geduld und Zeit sind endlich.

      “Was Sie bspw. formulieren, ist der fiktive fossile Primärenergiebedarf, wenn man einen batterieelektrischen PKW rein mit fossil erzeugter elektrischer Energie betreiben würde. ”

      Nochmals, es geht um ein rein fossiles System auf der einen Seite und ein 100%-Erneuerbares-System auf der anderen.

      “Für 2020 wurden schon 40,5% Wirkungsgrad für die Berechnung der fossilen Energieäquivalente angenommen – nicht 40%.”

      Ist das jetzt dein Ernst?

      “Warum Sie für eine 100% CO2-arme Stromerzeugung (Ziel der Energiewende) fossile Energieäquivalente ansetzen wollen, bleibt im Dunkeln.”

      Nochmals, du kannst auch von der Elektrizität aus rechnen. An den Effizienzen ändert das überhaupt nichts.

      “dass man mit 60kWh fossiler Energie 24kWh el. Energieerzeugen kann. Denn damit kann ja selbst nach ihrer eigenen Rechnung ein E-Auto deutlich weiter fahren (120km), als ein Diesel-PKW mit 6l Sprit (100km). Warum bezeichnen Sie dann den Verbrenner als “energieeffizienter”?”

      Nochmals, wenn du die Zahlen aus meiner Quelle sowie Überproduktion und Saisonspeicherung in einem 100%-EE-System berücksichtigst, dann ist ein Verbrenner 1-2 Prozentpunkte energieeffizienter. Das ist aber nicht der Punkt. Der Punkt ist, dass sich durch Elektromobilität nichts am Primärenergieverbrauch ändert.

      “Wenn man also aus den 60kWh “Öl” /Diesel in einem BHKW von den 36kWh Abwärme auch nur 50% sinnvoll nutzt für die Gebäudeheizung /Warmwassererzeugung /Prozesswärme /…, dann sind das weitere, zusätzliche 18kWh Nutzenergie.”

      Sorry, aber so funktioniert Kraft-Wärme-Kopplung nicht. Die Abwärme hat eine viel zu niedrige Temperatur um sie für Fernwärme zu nutzen.

      Bei KWK gibst du einen Teil der Elektrizitätsproduktion zu Gunsten von Wärmeerzeugung auf. Dadurch steigt der Gesamtwirkungsgrad um ein paar Prozentpunkte, z.B. von 40% auf 50%. Das macht bei dieser groben Schätzung keinen Unterschied.

      Bitte einfach mal googlen. Da scheint mir ein extremes Missverständnis vorzuliegen, so oft wie du von KWK schwärmst…

  17. Joe Schmidt

    Wenn du einmal den Artikel oder meine Kommentare aufmerksam lesen würdest, …

    Das mache ich und bin immer wieder erstaunt, welche interessanten Argumentationswendungen Sie einbauen:

    Nochmals, es geht um ein rein fossiles System auf der einen Seite und ein 100%-Erneuerbares-System auf der anderen.

    Ja – es geht Ihnen um eine fiktive Rückrechnung auf fiktive 100% Primärenergieäquivalente, die niemanden praktisch interessiert in einem 100% EE-System.
    Ja, wenn wir den gestiegenen Strombedarf in einem 100% EE /CO2-armen Strom-System System fiktiv auf 100% fossile Primärenergieträger zurückrechnen, würden wir dafür logischerweise deutlich mehr fossile Primärenergie benötigen als im heutigen System, wo wir fossile Primärenergien teils direkt einsetzen (i.d.R. für Wärmeerzeugung) und nur einen Teil mit el. Energie versorgen.
    Das ist eine Binsenweisheit und hat weder etwas mit “Wirkungsgrad der Energiewende”, noch mit Energieeffizienz oder gar Sektorkopplung zu tun.
    Allerdings ignorieren Sie dabei standhaft, dass schon heute ein (immer weiter steigender) Anteil el. Energie direkt /CO2-arm – ohne Einsatz von fossiler Primärenergie – erzeugt wird. Das sind die Zukunftstechnologien, die ich bei Ihnen vermisse.
    Diese fiktiv auf rein fossile Erzeugung zurückzurechnen – welchen Sinn hat dies?
    .

    Nochmals, du kannst auch von der Elektrizität aus rechnen. An den Effizienzen ändert das überhaupt nichts.

    Mit 100% EE-Strom /CO2-armen Strom habe ich Ihnen doch schon mehrmals aufgezeigt, wie ineffizient dann der Technologiepfad mit Kfz auf Basis Verbrennungsmotor bei gleicher Fahrleistung ist:
    – batterielektrisches Kfz (BEV): 1 Windrad oder ein Kernkraftwerk
    – Kfz mit Verbrennungsmotor (ICE): 8-10 Windräder oder Kernkraftwerke
    Also ich sehe da eine deutlich bessere Effizienz beim BEV …
    .

    … wenn du die Zahlen aus meiner Quelle …

    Ich habe keine Quelle gefunden, die mit Zahlen Ihre Argumentationsweise stützen würde – im Gegenteil.
    Ich habe Ihnen sogar entsprechende Passagen als Übersetzung zitiert.
    Es wird nicht richtiger, wenn Sie willkürliche Zahlen mit “eigenen Berechnungen” kombinieren, ohne den Kontext der Quellen zu brücksichtigen. Denn diese sagen etwas völlig anderes aus!

    Sorry, aber so funktioniert Kraft-Wärme-Kopplung nicht. Die Abwärme hat eine viel zu niedrige Temperatur um sie für Fernwärme zu nutzen.

    Sorry – aber niemand schrieb von Fernwärme, wo zukünftig Großkraftwerke doch eine kleinere Rolle spielen.
    Nahwärmenetze mit dezentralen BHKW sind heute ebenso schon Realität wie die “stromerzeugende Heizung” im eigenen Haus.
    Ihr Blog nennt sich “Tech for Future: Klimaschutz durch Technologie” und Sie kennen diese Entwicklung nicht?

    Das macht bei dieser groben Schätzung keinen Unterschied.

    10% machen keinen Unterschied?
    Da frage ich mich, was Sie eigentlich meinen.
    Sektorkopplung offensichtlich nicht.

    1. “Ja – es geht Ihnen um eine fiktive Rückrechnung auf fiktive 100% Primärenergieäquivalente, die niemanden praktisch interessiert in einem 100% EE-System.”

      Doch natürlich interessiert es, ob wir in Zukunft mehr oder weniger Energie verbrauchen als heute. Wie willst du denn sonst den Fortschritt messen?

      “Ja, wenn wir den gestiegenen Strombedarf in einem 100% EE /CO2-armen Strom-System System fiktiv auf 100% fossile Primärenergieträger zurückrechnen, würden wir dafür logischerweise deutlich mehr fossile Primärenergie benötigen als im heutigen System”

      Wir brauchen auch deutlich mehr Strom-Äquivalente als im heutigen System. Nochmals, egal ob du von Elektrizität oder von thermischer Energie ausgehst, die Effizienzen sind immer gleich.

      “Allerdings ignorieren Sie dabei standhaft, dass schon heute ein (immer weiter steigender) Anteil el. Energie direkt /CO2-arm – ohne Einsatz von fossiler Primärenergie – erzeugt wird. Das sind die Zukunftstechnologien, die ich bei Ihnen vermisse.”

      Nochmals, mit CO2 hat dieser Artikel nix, aber auch gar nix zu tun. Für CO2-Emissionen bitte hier entlang.

      “Mit 100% EE-Strom /CO2-armen Strom habe ich Ihnen doch schon mehrmals aufgezeigt, wie ineffizient dann der Technologiepfad mit Kfz auf Basis Verbrennungsmotor bei gleicher Fahrleistung ist:
      – batterielektrisches Kfz (BEV): 1 Windrad oder ein Kernkraftwerk
      – Kfz mit Verbrennungsmotor (ICE): 8-10 Windräder oder Kernkraftwerke
      Also ich sehe da eine deutlich bessere Effizienz beim BEV …”

      Nochmals, es geht nicht um Synthfuel. Es geht um Benzin/Diesel

      “Ich habe keine Quelle gefunden, die mit Zahlen Ihre Argumentationsweise stützen würde – im Gegenteil.”

      Hier ist die Quelle nochmal.

      “Nahwärmenetze mit dezentralen BHKW sind heute ebenso schon Realität wie die “stromerzeugende Heizung” im eigenen Haus.”

      Es ist völlig egal ob Nah- oder Fernwärme. Abwärme ist nicht heiß genug zur Wärmeversorgung. Man muss die Stromproduktion zurückfahren um auch Heizwärme erzeugen zu können. Du kannst dadurch die Abwärme reduzieren, aber die Carnot-Schwelle lässt sich nicht austricksen.

      “10% machen keinen Unterschied?”

      Ob 150% oder 170% oder 190% so viel Energieverbrauch wie heute macht überhaupt keinen Unterschied. Es geht mir hier im Artikel um die Größenordnung. Die Schätzung ist ja nicht einmal auf 10% genau!

      1. Joe Schmidt

        Doch natürlich interessiert es, ob wir in Zukunft mehr oder weniger Energie verbrauchen als heute.

        Diesen Satz solltest Du Dir noch einmal ganz genau durchdenken.
        Kleiner Tipp:
        Der gesamte Nutzenergiebedarf wird bei steigender Weltbevölkerung und steigendem Lebensstandard weiter wachsen.
        Die Frage ist, wie wir ihn decken und die allgemein akzeptierte Antwort lautet: nicht mit fossilen Primärenergien.
        Deshalb sollte als Ausgangspunkt die zukünftige regenerative /CO2-arme Strom- /Energieversorgung stehen.
        Aus regenerativer Stromerzeugung oder auch aus Kernenergie – aber eben nicht aus fossilen Primärenergien.
        Deshalb ist Deine Rückrechnung auf fossile Energieäquivalente sinnfrei.
        Sie zeigt lediglich, wie hoch der fossile Bedarf wäre, wenn wir rein fossil wirtschaften würden – was niemand weltweit tut und noch nie getan hat.
        .
        Bei gleicher Fahrleistung:
        – batterielektrisches Kfz (BEV): 1 Windrad oder ein Kernkraftwerk
        – Kfz mit Brennstoffzelle oder H2-Verbrennungsmotor: 3-5 Windräder oder 3-5 Kernkraftwerke
        – Kfz mit Verbrennungsmotor (ICE): 8-10 Windräder oder Kernkraftwerke
        Also ich sehe da eine deutlich bessere Effizienz beim BEV im zukünftigen Energiesystem …

        Nochmals, es geht nicht um Synthfuel. Es geht um Benzin/Diesel

        Falsch!
        Es geht darum, wie wir in einem zukünftigen Energiesystem unseren Mobilitätsbedarf (Nutzenergiebedarf) effizient decken.
        Fossiles Benzin /Disel scheidet da aus bekannten Gründen aus – wegen Ineffizienz und Umweltproblemen.
        Bleiben nur SynFuels für die Kfz mit ICE, oder Wasserstoff im FCEV/ICE – oder eben Direktverwendung von el. Energie im BEV.
        Mit mehrfach besserem Wirkungsgrad beim BEV.
        Deshalb der weltweite Trend zur Elektrifizierung der Mobilität.
        Tech for Future!

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