Gerhard Höberth

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Elektromobilität als Sündenbock?

Ein Beitrag von mir auf Facebook vom Dezember 2018. Leider hat Facebook die Funktion von Texten deaktiviert.

Beim Elektroauto werden plötzlich alle zu Umwelt- und Menschenrechtsexperten. Beim Verbrenner hat das bisher nie jemand getan. Wieso also plötzlich beim Elektroauto? Wer hat Interesse daran, dass das Elektroauto als Umwelt- und Sozialsünder dasteht?
Ein Schelm, wer Böses dabei denkt.

Wie ist das also mit den Elektroautos?

Sehen wir uns mal das mit den seltenen Erden an: Zu den »Seltenen Erden« gehören 17 verschiedene Elemente. Die Bezeichnung stammt aus der Zeit der Entdeckung dieser Elemente und beruht auf der Tatsache, dass sie zuerst in seltenen Mineralien gefunden und isoliert wurden. Einige der Metalle der »Seltenen Erden« kommen in der Erdkruste häufiger vor als beispielsweise Blei, Kupfer, Molybdän oder Arsen. Thulium, das seltenste stabile Element der Metalle der »Seltenen Erden«, ist immer noch häufiger vorhanden als Gold oder Platin. Lithium und Kobalt gehören NICHT zu den Seltenen Erden.

Überhaupt muss man feststellen: Alles was im Akku ist, ist nicht selten. Lithium ist nicht selten, Kobalt ist nicht selten, alles andere auch nicht. Es muss nur mehr gefördert werden, die Reserven sind da und leicht erschließbar. Alleine Deutschland hat schon Reserven für 10 Millionen E-Autos. Das Lithium reicht aber für ALLE Autos weltweit für die nächsten 200 Jahre. Und da ist das Recycling noch nicht mit eingerechnet. Die Firma, die in Chile Lithium abbaut, gehört der Familie Pinochet, die während der Diktatur dafür gesorgt hat, dass Ressourcenabbau und Wasser privatisiert wurde. Der Staat hat somit keinen Zugriff auf die Wasserreserven. Es ist also ein politischer Skandal und keiner der Emobilität.

Lithium wird aber nicht nur in Akkus für Elektroautos verwendet. Sehen wir uns einmal an, wo Lithium überall verwendet wird: Lithium ist als Additiv in Treibstoffen und Heizstoffen, sowie Gasen. Ebenso in synthetischen- sowie Mineralölen und in Schmierstoffen! In Alu und Stahlschmelzen wird Lithium verwendet, in der Keramik und Glasindustrie und in der Medizin! Bei der Veredelung und Reinigung von Bunt- und Stahlblechen oder in der Lebensmittelindustrie zum Reinigen von Edelstahl! Ja, der Lithiumabbau greift in die Natur ein, jedoch viel weniger als die Ölförderung. Leicht »vergisst« man auch zu erwähnen, dass das Lithium in so gut wie allem drinnen steckt, sogar im Benzin und in den Autoscheiben und, dass in einem Akku unter 2% Lithium verbaut ist.

Genauso verhält es sich mit dem Kobalt.

Kobalt ist in Akkus nur noch wenig enthalten und in der nächsten Batteriegeneration überhaupt nicht mehr. Sowohl TESLA als auch BMW schauen genau darauf, dass das Kobalt für ihre Batterien nicht aus Kinderarbeit kommt. Das ist aber auch gar nicht so schwer. Kobalt wird auch in den USA, in Russland und Australien abgebaut. Kobalt ist ein Nebenprodukt des Kupferbergbaus und selbst im Kongo sind 80% des Bergbaus in der Hand von Großkonzernen mit maschinellem Abbau. Lediglich in den Gegenden, in denen die Warlords herrschen, gibt es überhaupt manuellen Bergbau und dort arbeiten unter anderem auch Kinder. Das ist schlimm und muss beendet werden. Aber das der Emobilität anzulasten ist eine Doppelmoral. Kobalt ist in den gehärteten Stählen im Verbrennungsmotor (Kurbelwelle, Nockenwelle, Ventilen, etc.) und in gehärteten Stählen in jedem Werkzeugkasten. Es wird dazu benutzt in der Raffinerie das Benzin zu entschwefeln, damit es beim Tanken nicht nach faulen Eiern stinkt. Zurzeit sind in Akkus ca. 3-10% des Kobalts enthalten. Und bald überhaupt nicht mehr. Und wie gesagt: 90% des Kobalts wird auch nicht von Kindern abgebaut, sondern von großen Bergbauunternehmen. (Die soziale Schieflage im Kongo ist immer noch die Nachwirkung der Kolonialzeit.)

Akkus werden auch z.B. in Bremerhaven schon zu 65% recycelt. Theoretisch wären sogar 95% möglich. Leider wird das Lithium noch nicht recycelt. Es ist nicht selten und daher nicht teuer genug, um das ökonomisch zu rechtfertigen. Es ist aber absehbar, dass in etwa 20 Jahren, wenn die heutigen Batterien langsam nicht mehr die nötige Leistung bringen, das Lithium gewinnbringend, weil in großem Maßstab, recycelt werden kann.

Dagegen ist die Ölförderung zum Betreiben der Autos mit Verbrennungsmotor die reinste Umweltvergiftung. JEDEN TAG verbraucht die Menschheit 94.000.000 Fässer (1 Fass = 159 Liter) Öl. Das Öl muss dazu erst gefördert werden. Die Realität ist auch, dass Erdölressourcen von den USA und der NATO mit militärischer Präsenz gesichert werden. Dafür verbraucht alleine das US Militär ca 500.000 Fässer Erdöl PRO TAG! Zehntausende gepanzerten Fahrzeuge, Tausenden Kampfflugzeuge, Tausenden Helikopter, Hunderten Kriegs- und Versorgungsschiffe wollen schließlich betankt werden. Da fängt es aber erst an: Zuerst müssen die Erdölvorkommen aufwendig gesucht werden, dann EXTREM mühsam und auch energieintensiv gefördert werden, die ganzen Pumpen und Pipelines müssen auch erst gebaut und vor Ort installiert werden (die Metalle und Geräte hierzu wachsen natürlich nicht vor Ort, sondern müssen auch aus über (mehreren) Tausend Kilometer angeliefert werden.

Aber auch wenn das Erdöl endlich aus dem Boden gepumpt werden kann und dabei nicht gleich eine Umweltkatastrophe ausgelöst wird, muss das Rohöl zur Raffinerie transportiert werden. Mit Schiffen, Tanklastwagen, Zügen oder Pipelines. Auch die mussten energieintensiv gebaut und betrieben werden. Auf jedem Ölfeld brennen Fackeln. Auch auf Förderplattformen im Meer. Hier wird Erdgas abgefackelt, das als Nebenprodukt bei der Ölförderung ans Tageslicht gelangt. Man könnte es in Drucktanks füllen, verflüssigen oder Pipelines bauen, damit es dort genutzt werden kann, wo es gebraucht wird. Das ist aber total unwirtschaftlich. Also wird es verbrannt. Pro Jahr werden 5.455 Milliarden Liter Öl gefördert und mit Schiffen, Tanklastwagen, Zügen oder Pipelines zu den Raffinerien befördert. Auch die mussten energieintensiv gebaut und betrieben werden.

Das meiste Erdöl für die Europäer wird nach Rotterdam geliefert. Die Schiffsreise aus Kuwait beträgt ca 32 Tage. Die riesigen Tankschiffe produzieren nicht nur regelmäßig riesige Umweltkatastrophen, sondern verbrennen auch das enorm giftige und dreckige Schweröl ohne Katalysatoren. Und angeblich stoßen alleine die größten 15 Schiffe mehr Schwefeloxide aus, als alle PKWs weltweit. Das sollte bei der Diesel/Benzinautodiskussion also miteingerechnet werden. Die Raffinierung von Benzin und Diesel benötigt auch wieder ENORME Energiemengen. Wikipedia: »Erdölraffinerien gelten als energieintensive Betriebe und verschmutzen zudem Luft und Grundwasser. Der hohe (bis zu 50 % der Kosten) notwendige Energieeinsatz für die Produktion wird dabei zum Teil aus den primären Energieträgern selbst gewonnen, als auch als elektrische und thermische Energie zugeführt.« Ein Liter Treibstoff benötigt bei der Herstellung aus Rohöl ein Energieäquivalent von 1,6 kWh. Damit fährt ein modernes Elektroauto bereits weiter als die Strecke, die ein Verbrenner mit diesem Liter Treibstoff kommt.

Der Weg ist aber bei der Raffinerie nicht zu Ende. Es geht wieder über LKW, Schiffe, Züge, Pipelines, etc. in die verschiedenen Länder und Tankstellenfirmen, um dann wieder mit Tank-LKW’s zur Feinverteilung an die Tankstellen geliefert zu werden. Und ja, auch die Tankstellen mussten gebaut, betrieben und pausenlos mit Strom versorgt werden. Und die Autos müssen zur Tankstelle gefahren werden, um zu tanken, was die nutzbare Energiebilanz zudem noch verschlechtert.

Zur Frage: “Wo soll denn der ganze Strom herkommen?”

Der KFZ-Bestand lag 2017 bei 47,1 Mio. (ohne LKWs, Busse, Motorräder ...). Diese legten laut Kraftfahrtbundesamt in 2017 630,5 Mrd. km zurück.
Nehmen wir an, wir hätten bei diesen Autos in 2017 schon 100% E-Mobilität gehabt. Nehmen wir weiter an, diese hätten durchschnittlich 15 kWh / 100 km verbraucht, so wäre der zusätzliche Strombedarf 94,6 TWh gewesen. Die Netto-Stromerzeugung (ohne Eigenverbrauch der Kraftwerke und Verteilungsverluste – also das, was an der Steckdose ankommt) in Deutschland lag 2017 bei 550 TWh. Im fiktiven Fall der 100% E-Autos hätte somit die Jahresstromerzeugung um 17% gesteigert werden müssen. Aber ein Liter Treibstoff benötigt in der Raffinerie bei der Herstellung aus Rohöl ein Energieäquivalent von 1,7 kWh. (Damit fährt ein modernes Elektroauto bereits 12 km, während ein Verbrenner noch an der Tankstelle steht und danach mit diesem Liter nur ca 15 km fährt, dabei aber zusätzliche 9 kWh an fossiler Energie des Treibstoffes selbst verbraucht und damit 2,5 kg CO2 verursacht.) Rechnet man dagegen den Gesamtenergieaufwand zur Bereitstellung des fossilen Treibstoffes (Durchschnitt von Suche, inklusive Bohrung, Transport – via Schiffe und die Pumpen der Pipelines, das Raffinieren und den Transport des fertigen Treibstoffs zur Tankstelle – errechnet von EXXON), fallen pro Liter Treibstoff sogar 7 kWh Primärenergie an.
Wir ersparen uns mit einer Umstellung auf Elektromobilität also nicht nur ca. 100 Milliarden € für die wegfallenden Erdölimporte, wir ersparen uns auch noch (für 47.000.000.000 Liter Treibstoff) jährlich 75,2 TWh (330 TWh insgesamt) Primärenergie zur Aufbereitung des Erdöls. Bleibt also nur mehr eine Energielücke von 19,4 TWh zu überbrücken (da ist nur der Energieaufwand in der Raffinerie gerechnet, nicht die Energie der gesamten Bereitstellungskette). Das sind 3,5 % des jährlichen Strombedarfs von 2018. Rechnet man dagegen die gesamte Bereitstellungskette für unsere fossile Mobilität, dann spart uns Elektromobilität den Einsatz von 235,4 TWh!

Das Problem sind auch nicht die Netze. Da haben wir ja jetzt schon den Strom für 20 Mio. E-Autos drin. Das sind jene 50 TWh, die wir jedes Jahr netto für 4 Milliarden Euro ins Ausland verkaufen.

Es ist zudem eine populistische Vorgehensweise den Strommix dem E-Auto vorzuwerfen, da dafür die Politik verantwortlich ist und nicht der Autobesitzer. Solange die Politik die Kohleverstromung subventioniert, geht der Vorwurf an die falsche Stelle.
Laut Umweltbundesamt subventioniert die deutsche Regierung klimaschädliche Produkte jährlich mit 55 Milliarden Euro. DAS sollte Thema sein, nicht die Elektromobilität.

Einfügung zu Wasserstoff und E-Fuels

Ich habe mir mal die Mühe gemacht, etwas zu recherchieren und zu rechnen, weil immer wieder die Idee auftaucht, dass eigentlich Wasserstoffautos die Zukunft wären oder »klimaneutraler«, synthetischer Treibstoff (der ebenfalls aus Wasserstoff und CO2 hergestellt wird), während Elektromobilität nur eine Nischentechnologie für den Übergang ist.
Derzeit wird Wasserstoff aus Erdgas hergestellt, weil es billiger ist als P2G. Aber das ist natürlich keine Alternative, weil man dann gleich beim Erdgasfahrzeug, beim Diesel oder Benziner bleiben könnte.
Es ergibt also erst dann Sinn, wenn der Strommix 60%-70% erneuerbare Energien enthält, die nicht flexibel sind, also Sonne und Wind (kein Biogas), um eine bei günstigem Wetter auftretende Überproduktion nicht abregeln zu müssen, sondern (über P2G) zu speichern (solange es keine effizienteren Speicher gibt, die ähnlich flexibel sind.)
Dann kann man den Strom entweder direkt in Batterien speichern und damit elektrisch fahren, Wirkungsgrad (vorsichtig gerechnet) 90%. Ein Elektroauto braucht heute zwischen 14 kWh (Hyundai Ioniq Elektro Style) und 24 kWh (Tesla) für 100 km (das sind die Werte der Tests des ADAC und nicht die Hersteller angaben, die wären geringer). Nehmen wir einen Durchschnittswert von 19 kWh und rechnen wir mit geringer Effektivität, dann kommen wir auf eine Primärenergie von 21 kWh für 100 km!
Oder wir wandeln die Energie für einen Wasserstoffbetrieb um.
Wie weit kommen wir bei P2G und Wasserstoffmotor oder Brennstoffzelle mit 21 kWh?
Umwandlung Strom -> Wasserstoff ca 70% = 14.7 kWh
Der Energieaufwand für die Verflüssigung (700 bar, -253°C) beträgt je nach Menge und angewandter Methode 28 % bis 46 % des Energieinhaltes des Wasserstoffs. Rechnen wir mit einem Durchschnitt von nur 37% Verlust.
14.7 kWh x (1 - 0.37) = 9.2 kWh.
(Dass die Flüssigkeit permanent gekühlt, gelagert, abgefüllt, transportiert, wieder gelagert und gepumpt werden muss und die Verluste durch natürliche Diffusion, lassen wir erst einmal weg.)
Wasserstoff hat die Energiedichte 33,33 kWh/kg und der Toyota Mirai, das derzeit einzige Wasserstoffauto in Serie, braucht laut Herstellerangaben 0.76 kg auf 100 km, der ADAC hat 1 kg/100 km gemessen und neueste Praxistests kamen sogar auf 1,5 kg Wasserstoff pro 100 km. Das ergibt einen Energieaufwand von 50 kWh pro 100 km. (Toyota hat übrigens den Fehler bereits erkannt und steuert um, auf batteriebetriebene Fahrzeuge.)
Somit kommt man mit derselben Primärenergie, mit der ein Elektroauto 100 km fährt 18,4 km weit. [(9.2 / 50) x 100 = 18.4]
21 kWh für 18 km!
Wir verschenken also 81.6% der Energie nur dafür, dass wir eine Technik mit größerem Ressourcenverbrauch und komplexerer Infrastruktur verwenden dürfen, die uns in zentralistischer Abhängigkeit von Großkonzernen hält.
Dümmer geht es nicht.

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Nachtrag (es geht doch noch dümmer: indem man nicht nur die Anhängigkeit von Großkonzernen sinnfreier Weise beibehält, sondern auch noch die Abgase in der Stadt indem man nicht Wasserstoff sondern E-Fuels fördert):
Derzeit geistert die Info durchs Netz, dass eine Firma ein verbessertes Verfahren für E-Fuels entwickelt hat, bei dem Elektrolyse und Methanisierung in einem Schritt verbunden wird und es eine Effektivität von 80% erlauben würde, wenn man das in industriellem Maßstab anwendet. Okay, nehmen wir 80% Wirkungsgrad einmal als gegeben an (obwohl es eher unrealistisch erscheint ... und was heißt »in industriellem Maßstab«?)
Wenn wir in Batterien speichern und elektrisch fahren brauchen wir 21 kWh für 100 km!
Wie weit kommen wir bei dieser Form von P2G mit 21 kWh? Umwandlung Strom in E-Fuel (mit den angegebenen 80% Wirkungsgrad) = 16.8 kWh. Ein Liter Kraftstoff hat im Durchschnitt 8,5 kWh (Benzin) bzw. 9,8 kWh (Diesel). Nehmen wir an, dass es bei E-Fuels derselbe Wert ist. Der Durchschnittsverbrauch von Motoren der in Deutschland zugelassenen PKW mit Benzin beträgt 7,8l/100km und mit Diesel liegt er bei 4,9l/100km. Somit kommen wir bei Benzin auf 66,3 kWh für 100 km und bei Diesel auf 48,02 kWh für 100 km. Somit kommt man mit derselben Primärenergie, mit der ein Elektrofahrzeug 100 km fährt, mit Benzinmotoren 31 km und mit Dieselmotoren 43 km weit.
Auch hier verschenken wir zwischen 57% und 69% der Energie.

Marcel Bal fasst es dankenswerterweise so zusammen:

- Ein H2 PKW ist auch nur ein Elektroauto mit Lithium-Akku. Ohne Akku würde es nicht funktionieren. Kleinere Akkus (6,5 Ah / 245 V beim Toyota Mirai = 1,6 kWh) verschleißen schneller, da ein kleiner Akku pro Zelle viel höhere Ströme aufnehmen und abgeben muss beim rekuperieren/beschleunigen.
- Wirkungsgrad 22%. Das reine Elektroauto kommt auf 80%.
- Wasserstoff direkt verbrennen? Die Probleme bei der Wasserstoffverbrennertechnik konnten bis heute nicht gelöst werden. Zudem ist diese Technik sogar noch ineffizienter.
- Man braucht pro gefahrenem km 3-4x so viel Energie wie das reine Elektroauto.
- Reichweite ist genauso wie die eines reichweitenstarken E-Autos, Gewicht genauso.
- Wasserstoff wird heute zu 95% aus Erdgas hergestellt. Deswegen wollen die Ölmultis auch Wasserstoff. Man kann die Leute weiter in Abhängigkeit halten. Strom aus Erneuerbaren haben wir nicht übrig. Wenn alle PKW elektrisch fahren würden, bräuchten wir 20% mehr Strom in Deutschland, wenn alle PKW Brennstoffzellen-Elektroautos wären 60-80% mehr.
- Anschaffung (70.000 Euro) und Unterhalt (12 Euro/100 km) ist 3x so viel wie beim reinen E-Auto (und das sogar subventioniert, normalerweise ist es noch teuerer)
- Wasserstoffautos haben zwei Drucktanks mit 700 Bar Druck. Behälter mit so einem hohen Druck stellen ein erhebliches Sicherheitsrisiko dar und können schlecht recycelt werden. Diese nehmen zudem sehr viel Platz im Kofferraum weg.
- Druckgastanks erfordern teuere, jährliche Wartung. H2 ist sehr aggressiv und korrodiert Metalle. Wasserstoff diffundiert durch alles hindurch. Nach einer gewissen Standzeit ist der Tank leer.
- Lebensdauer der H2 Stacks ungewiss. Komplizierte Technik, teuere Inspektionen. Merke - und das gilt für alles: Je komplizierter ein System ist, desto störungsanfälliger.
- Um ein Kilogramm Wasserstoff herzustellen, benötigt man 9 Liter Wasser. Dann lasst uns doch mal jährlich 56,3 Mio. Tonnen Kraftstoff durch Wasserstoff ersetzen.
- Pro Brennstoffzelle 40-70 Gramm Platin nötig. Für alle PKW weltweit würden die Platinvorkommen nicht ausreichen. Neueste Entwicklung: Brennstoffzellen mit Platin und Kobalt. Na, klingelt´s?
- Menschenrechtsverletzungen beim Platinabbau in Südafrika an der Tagesordnung.
- 100 Tankstellen in Deutschland, im Ausland so gut wie keine. Tanken vom eigenen Dach, beim Einkaufen, Arbeitgeber etc. nicht möglich. 1/5 der Tankstellen defekt oder leer.
- Wasserstofftankstellen dürfen nicht in Wohngebieten aufgestellt werden (Explosionsgefahr) und der Kompressor macht einen Höllenlärm. Ein Tankvorgang alleine benötigt 15 kwh an Strom. Damit fährt ein Elektroauto schon 100 km weit.
- Wasserstoffautos müssen IMMER an diesen Tankstellen betankt werden, die massiv Strom benötigen zur Kühlung/Druckaufbau. Dies würde das Stromnetz massiv belasten. Elektroautos laden max. 5% ihrer Zeit an Schnellladern.
- Eine Wasserstofftankstelle kostet 1-1,5 Millionen Euro und muss aufwändig gewartet werden. Ein HPC Schnelllader kostet 100.000 Euro, eine normale Schnellladesäule 20.000 Euro.
- Beim Tanken frieren gerne mal die Zapfstutzen an, deswegen wird neuerdings geheizt, was wiederum Strom verschwendet.
- Wenn der Tank des H2-Autos zu mehr als 50% gefüllt ist, ist es nicht möglich den Wagen zu tanken.
- Beim Tanken tankt nur der Erste in 5 Minuten, alle anderen brauchen 30 Minuten, weil der Kompressor erst Druck aufbauen muss. Circa 40 Autos kann man in 24 Stunden betanken. Nach 40-120 Autos, je nach Tankstellengröße, muss der Wasserstofflaster wieder anrollen und die Tankstelle auffüllen.
- Ständig müssen Laster zu den Tankstellen rollen. Für das anliefern von Wasserstoff an den benötigten Tankstellen würde man 10x so viele Tanklaster benötigen als derzeit für Benzin/Diesel.
- Wenn der gesamte Planet jetzt Wasserstoff herstellt, wird sehr viel Wasser ins Weltall verschwinden.
Noch einige Worte zu Synfuels. Auch diese sind keine Lösung. Diese Benötigen 7-10 x so viel Strom wie ein Elektroauto und haben immer noch einen Katalysator, der sich mit der Zeit und Hitze auflöst und die Umwelt mit seinen Metallen verpestet!
Positiv:
- Wenn wir mal in 100 Jahren viel zu viel Überschussstrom haben, könnten wir es nochmal versuchen. Aber bis dahin haben wir sowieso den Wunderakku, der in 5 Minuten voll geladen wird und mit dem man 3000 km weit fährt und der zu 100% recycelt wird. Heute ist das Akku Recycling übrigens schon bei 97% (VW Salzgitter/Duesenfeld).
- Die Autos sind so teuer, dass nur wenige Autos auf den Straßen zu sehen sein werden.
- Wasserstoff für stationäre Aufgaben, Flugzeuge, Schiffe, für die chemische Industrie und die Stahlindustrie, für Power to Gas etc. ist sehr sinnvoll, sicher aber nicht für ineffiziente PKW. Bei LKW gilt es, so viel wie nur geht, auf die Schiene zu bekommen. LKW für die letzte Meile können auch elektrisch fahren, die neuesten Entwicklungen schaffen sogar 1000 km Reichweite vor dem ersten Laden.