Mikro072 – Verkehrswende – Chancen und Probleme der Elektromobilität. Und mögliche Alternativen.

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Wie immer mit Gästen ist die Soundqualität nicht ganz so wirklich Hi-Fi. Ich bitte um besondere Fokussierung auf den Inhalt 😉

Diese Folge ist als Fortsetzung von Mikro048 Trumps Energiewende – Nur heiße Luft? und Mikro049 Energiewende Deutschland – 1991 bis 2017 (und danach) zu sehen. Viel Spaß beim Hören. Wir freuen uns auf Eure Kommentare auf unserer Website, gerne auch per Audio über WhatsApp, Signal, Telegram oder Threema an die 0177 899 535 9.

Challo

Vorstellung Stefan Hajek

Stefan Hajek @Wiwo

@Stefan_Hajek auf Twitter

Warum reden wir überhaupt über die Verkehrswende?

CO2 Einsparung Sektoren seit 1990:
* private Haushalte 129 -> 85 (-34%)
* Gewerbe 86 -> 41 (-52%)
* Industrie 185 -> 126 (-32%)
* Verkehr 162 -> 159 (nur -1%)
* Strom 424 -> 330 (-22%)

Diesel- bzw. "CO2-Falle"

Autos werden zwar effizienter, aber auch schwerer. Dadurch wurden alle Effizienz-Fortschritte zunichte gemacht.

Außerdem Dieselfalle bzw. CO2-Falle: Optimierung auf CO2-Ausstoß gibt Probleme bei Stickoxiden und Feinstaub. Und Optimierung auf Feinstaub gibt mehr Stickoxid: Ruß-NOx-Schere:
Professor plädiert für höheren Feinstaub-Grenzwert

Was sind die Alternativen?

Im Moment einzige sichtbare Alternative: Elektroauto

Sind Elektroautos überhaupt hilfreich für die CO2-Bilanz?

"Schweden"studie: IVL: The Life Cycle Energy Consumption and Greenhouse Gas Emissions from Lithium-Ion Batteries

Ökoinstitut Darmstadt: Elektromobilität – Faktencheck

Die beiden anderen Studien, die Stefan erwähnt hat, habe ich nicht gefunden. Die Schwedenstudie enthält aber ein langes Quellenverzeichnis, das für einige Tage Lektüre bietet … (Wer die Studien findet, bitte ab in die Kommentare, ich reiche das dann nach)

Wie lange halten die Akkus in Elektroautos?

ZEIT: Batterie-Recycling: Das zweite Leben nach dem Elektroauto

Engpässe bei Lithium und Kobalt?

Rohstoffknappheit bei Kobalt und Lithium? → Artikel von Stefan: Wiwo: Werden Kobalt und lithium so knapp, dass der E-Auto-Boom abgebremst wird?

Wer mehr über Akku-Technologien wissen möchte und drei Monate Zeit alles zu lesen: http://batteryuniversity.com/

Ladesäulen – Infrastruktur

Unfug: Wenn es E-Autos gibt, gibt es auch Ladesäulen. Notwendige Initialzündung durch Millionenhilfe der Bundesregierung und der EU

Gibt es überhaupt ausreichend Strom für alle Autos?

Artikel von Stefan, dass wir nur 15% mehr Strom bräuchten, um den gesamten Autoverkehr zu elektrifizieren. Oft übersehener Clou: Elektromobilität ist deutlich effizienter als Verbrenner.
Wiwo: Hält das Stromnetz dem E-Auto-Boom stand

Alternative: Brennstoffzelle und Wasserstoff?

Vortrag Prof. Dr. Markus Lienkamp, Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik, Technische Universität München “ Elektromobilität: Hype oder Revolution?”

Wirkungsgrad Wasserstoff von der Erzeugung bis zur Verbrennung in der Brennstoffzelle nur 30% (ergo 70% Verlust): Wikipedia: Well-to-Wheel

FAZ: Hyundai pokert mit der Brennstoffzelle

ZEIT: Elektroautos: Kraftwerk im Haus

Alternative: Synthetische Kraftstoffe?

Wirkungsgrad leider auch sehr niedrig …

Mögliche Nische Flugverkehr: Wiwo: Lufthansa startet 5000 Flüge mit Biokerosin

Verkehrswende-Potpourri I

Feldversuch Intelligent verbrauchen

Oberleitungsbus Solingen

eHighway: Siemens bestückt Autobahnabschnitt in Hessen mit Oberleitung

Genf: Wiwo: Voller Akku in vier Minuten

Uniti: Intelligent Design – A premium electric city car designed for better life.

Cleanelectric Podcast mit eGo Mastermind Prof Schuh

Welche eine Sache würdest du ändern, wenn du Politiker wärst, um die Verkehrswende zu fördern?

  • Kurzfristig Sonder-Abschreibung für Elektroautos, die häufig kurze Strecken in der Stadt fahren: Taxis, Lieferdienste, Transporter.
  • Langfristig: Akkuzellfertigung nach Deutschland und Europa

Verkehrswende-Potpourri II

Eigentlich Stefans Langfristig-Wunsch Nummer 2: Güter auf die Schiene

eGo Homepage

Intro-Music: Title: “Femme Fatale: 30a”; Composer: Jack Waldenmaier; Publisher: Music Bakery Publishing (BMI)

9 Gedanken zu „Mikro072 – Verkehrswende – Chancen und Probleme der Elektromobilität. Und mögliche Alternativen.“

  1. Dazu, was die Autoindustrie und auch ihr aus meiner Sicht noch übersehen habt, gehört der Austausch des Autos im Personenverkehr auf der mittleren Strecke gegen (autonome) und elektrische Flugdrohnen/Flugzeuge für Personen à la Lilium und Ehang. Bzw. habt ihr im letzen Satz kurz auf weitere Mobilitätskonzepte hingewiesen.

    Abgesehen davon, dass Unternehmen wie Lilium noch eine Serienfertigung aufbauen werden müssen (das Tesla Problem…), haben die im Moment fast dieselben Planungslaufzeiten für die Modellentwicklung zur Marktreife elektrischer Fahr-/Flugzeuge, die z.B. auch VW angekündigt hat.
    Wenn diese neue neue Technologie den “Perfect Storm” hinlegt, dann sind Elektro-Autos überflüssig, bevor sie überhaupt den Durchbruch geschafft haben.

    Das Lilium Modell ist dabei was die Zahlen angeht tatsächlich sehr interessant. Soweit ich erinnere 4 Personen, 400 km Reichweite mit 400 km/h. Abholung und Landung am Ziel dann vermutlich direkt auf einem Parkplatz vor der Tür. Für Reiche sicherlich der eigene Lilium Jet in der Garage neben der Villa.
    Wenn diese Technik funktiniert, macht sie Autos in weiten Teilen obsolet. Bodengebundener Personenverkehr macht dann nur innerhalb der Städte noch Sinn und vielleicht auf sehr hoch frequentierten “Rennstrecken” z.B. zwischen Hamburg und Berlin (wobei die Fahr-/Flugzeit von Tür zu Tür dann nicht wesentlich höher als die eine Stunde sein dürfte, die ein “Uber” Lilium Jet Service brauchen würde). Wie es bei Strecken über 400km aussehen würde, hängt dann von der Modellplanung und den technischen Möglichkeiten ab. Inwieweit individueller Besitz dieser Fluggeräte sinnvoll oder notwendig ist, ist eine weitere Frage.

    Was ich besonders spannend finde, wenn diese Technologie marktdurchdringend und für alle Streckenlängen möglich wird, sind Autobahnen und vielleicht auch die Schiene nur noch für den Schwerlastverkehr notwendig. Teile des Straßennetzes könnten zurückgebaut werden.
    Die Autoindustrie hätte dieser Entwicklung nichts entgegenzusetzen, da der Komfortgewinn gegenüber dem Auto einfach zu groß ist. Ein Eintritt in die Technologie ist für innovative und schnelle Automobilunternehmen sicherlich möglich. Vielleicht meine Prognose für 2030, Merger zwischen BMW und Lilium, beide als bayrische Unternehmen… Mal sehen welches der Unternehmen dabei dann die beherschende Position hat.

    PS: Für euren Podcast, 😉 hatte ja fast darauf gewartet bei euch auch etwas zu hören, als Lilium in der letzten Finanzierungsrunde (Sept. 2017) 90$ Millionen eingesammelt hat.
    https://www.nytimes.com/2017/09/05/business/dealbook/lilium-flying-car.html

    1. …gerade noch mal auf der Lilium Website geschaut. Das Elektro Auto hat doch noch etwas Zeit. Ab 2025 soll der Service angeboten werden.

    2. Das ist hochgradig interessant, *aber* wie ich bei den synthetischen Kraftstoffen kurz angemerkt habe, hat die Akkutechnologie für den Einsatz im Flugzeug oder Hubschrauber ein Problem zu lösen, was beim Auto nicht so relevant ist: Gewicht pro KWh Energie. In dieser Hinsicht ist bei den aktuellen Technologien noch nichts sichtbar, was dieses Problem löst. Das Verhältnis Gewicht zu Speicherkapazität ist das Verhältnis, was sich am langsamsten von allen relevanten Parametern bei Akkus verbessert. Ladezyklen werden schneller besser, Preis sinkt schneller, energiedichte pro Volumen steigt schneller, schnellladefähigkeit steigt schneller.

      Deinen Optimismus in allen Ehren, aber ich kann mir nicht vorstellen, dass wir einen Durchbruch bei der Akkutechnologie sehen, der so dramatisch ist, dass wir E-Flug-Mobilität *vor* E-Auto-Mobilität sehen.

    3. Ich hatte, zugegeben erst nach meinem Kommentar, noch mal bei Lilum geschaut. Die Reichweite des ersten Modells soll 300km betragen. So wie ich es verstehe, wollen die das mit heutigen Akkus hinkriegen und sind dafür nicht auf zukünftige Akku Technologien angewiesen. Das Ding hat Flügel und Impeller/e-Turbinen, nicht nur Rotoren.

      Für meine Annahme gehe ich weiter davon aus, dass die Reichweite von e-Autos und autonomen e-Flugzeugen parallel ansteigen wird. Mit (hoffentlich effektiv) 300 km pro Akku-Ladung liegt Lilium heute gut im Mittelfeld zwischen e-Golf, BMW i3 und Tesla, würde ich sagen. Aufgrund der komplizierteren Technologie sind e-Fluggeräte teurer und machen eher für Sharing Flotten Sinn. Der Akku wird einen im Vergleich zum Auto kleineren Teil der Kosten ausmachen. In diesem Kontext könnte auch der Austausch von älteren Akku-Modellen/Technologien gegen neuere in bestehenden Flotten sinnvoll sein, so dass jetzige Reichweitenbeschränkungen nicht immer gelten müssen. (Wenn der Hersteller durch Konstruktionsentscheidungen diese Möglichkeit vorgesehen hat.)
      Insofern haben Autos mit heutigen Akkus im Vergleich nicht wesentlich mehr und z.T. sogar weniger Reichweite als e-Flugzeuge. Weiterhin könnten e-Flugzeuge von Leistungssteigerungen bei Akkus stärker profitieren als Autos.

      Zugegeben allerdings, 300km Reichweite ist in Deutschland noch etwas zu gering für eine richtig weite Verbreitung und Nutzungszenarien. Das Einsatzsenario mit dieser Reichweite wäre vermutlich eher als Zubringer in Städte oder würde in eng besiedelten Gebieten wie im Ruhrgebiet funktionieren. Verkehr zischen einigen verteilteren Großstädten macht dann ab 400-550km Sinn.

      Vor e-Autos wird es wohl tatsächlich keine weit verbreiteten e-Fluggeräte im Individualverkehr geben, aber ich vermute schon, dass die Umstellung vom Verbrenner zu e-Mobilität für die Autoindustrie ein Pyrrhussieg werden könnte.

    4. Ich habe bei Lillium damals, als die Nachricht zum ersten Mal die Runde machte, mal kurz geschaut, ob das mit E-Flug-Mobilität was werden könnte (habe auch keine Ahnung …).

      Damals das gefunden:

      http://www.energie.ch/mobilitaet

      Energieverbrauch für ein Kleinflugzeug (max. 3 Passagiere; Cessna, Piper, etc) ist auf 100 Kilometer gesehen etwa viermal so hoch wie beim Auto; Flugzeug dafür mit 200kmh unterwegs, Auto mit 130. Würde man das Auto schneller fahren lassen, wäre der Verbrauch natürlich höher, aber zwei bis dreimal so hoch wäre er beim Flugzeug immer noch.

      Ich bin jetzt kein Physiker, aber das zusätzliche Gewicht durch den Akku dürfte beim Flugzeug den Verbrauch viel stärker belasten als beim Auto. Eine Piper wiegt etwa 800 Kilo leer und hat etwa 400 Kilogramm Nutzlast. Der Akku im Tesla wiegt etwa soviel wie die Piper an Nutzlast hat, sprich das Flugzeug hebt mit einem Tesla Akku gerade noch ab, nur leider ohne Pilot und Gast …

      Hubschrauber sind übrigens noch deutlich ineffizienter. Lillium braucht also entweder bei der Effizienz einen Durchbruch (woher soll der kommen, wieso machen die Nicht-Elektro-Flugzeug-Hersteller nicht das gleiche, wenn das möglich sein sollte) oder beim Akku, war das Ergebnis meiner Kurzrecherche. Es kann sein, dass ich die Effizienz des Elektromotors unterschätze, vielleicht fallen auch noch ein paar schwere Sachen im E-Flugzeug weg, die den Gewichtsnachteil des Akkus zumindest teilweise ausgleicht.

      Also wenn Lillium was werden sollte, dann ganz klar auf noch viel kürzeren Strecken als du sie anvisierst (und auch nicht mit 400km/h sondern eher als Umgehung des Staus; da reichen auch 150kmh). Also Strecken wie Frankfurt Flughafen Bankenviertel. Oder ähnliche Strecken in London, Paris, New York, Dubai, Singapur, … Aber auch dort wird auf eine Stunde Ladezeit wahrscheinlich kaum mehr als eine halbe Stunde Flugzeit kommen (beim Auto sind wir bei “halbe Stunde laden, 2-3 Stunden fahren). Das wird E-Flug-Mobilität auch entsprechend teuer machen, aber in London; New York, Scheichhausen ist sicherlich passende Kundschaft vorhanden …

  2. Großartige Folge!
    Was mich interessieren würde ist, wie realistisch die E-Systeme wie Autos und co. das Netz künftig stabilisieren könnten. Ihr habt gesprochen über das Projekt mit 300 Wohneinheiten nahe Augburg.

    Hatte 2011 im Rahmen des Studiums eine Bachelor-Thesis zum nachfolgenden Thema geschrieben.
    “Untersuchung von Steuerungsmöglichkeiten der schaltbaren Verbraucher im Smart-Grid-Umfeld.”

    Während meiner Untersuchungen sprach ich mit dem Netzbetreiber in Berlin.
    Klare Aussage war: die Lastprognose sowie die Lastprofile sind über viele Jahre ziemlich konstant.
    Mit anderen Worten die Kurven für Tag und Nacht sind über Jahre ziemlich identisch. Dort können wir insofern keine Volatilität feststellen. Als Verbraucher, ist die Bevölkerung ziemlich konstant.
    Kann gerne die Thesis bei Bedarf zukommen lassen, einfach mailen.

    Ich verstehe die E-Autos bei der künftigen Stabilisierung des Stromnetzes als “Vehicle” zur Abfederung von Windspitzen (Autos Laden) bzw. Abfederung der Windflauten (Autos liefern Strom).

    Der Systemführungsingenieur wahrt heute die Systembilanz, indem er das Fahrplanmanagement von den Bilanzkreisverantwortlichen übernimmt. Vgl. Schwab, A. (2009), S. 714 f.

    Ein weiterer Punkt an euch als Ökonomen:
    Die Lastprognose wird seit der Liberalisierung vom Stromhandel und dem Bilanzkreisverantwortlichen durchgeführt.
    Ich meine, dass es durch Smart-Grid, sollte es tatsächlich kommen, nicht mehr durch den Stromhandel prognostiziert werden kann. Es bedarf m.W.n. einer höheren Automatisierung.

    Immerhin wurde dafür was im EnWG vorgesehen:
    §14a EnWG wird die Steuerung von unterbrechbaren Verbrauchseinrichtungen im Niederspannungsnetz geregelt. Als unterbrechbare Verbrauchseinrichtung gelten u.a. auch Elektrofahrzeuge. Die Steuerung kann direkt durch den Netzbetreiber oder indirekt durch Dritte auf Geheiß des Netzbetreibers erfolgen.

    Gruß & Danke!

    p.s. bei über uns
    Ulrich Voss muss seine kleine Vorstellung noch schreiben. 😉

    1. Erstmal Danke für das Lob 🙂

      Jaja Vorstellung … Auf sowas habe ich ja nie Lust …

      Das Smartgrid mag schlechter zu prognostizieren sein, dafür ist es aber auch besser zu steuern. Das geht schon, vor allem wenn (wovon ich ausgehe) die Speicher bekannt sind, sprich ich weiss: Ist angeschlossen, ich kenne Gesamtkapazität, freie Kapazität, ich kenne den Ladewunsch für den nächsten Morgen, … Dann sind das halt nur Algorithmen; das bekommt man schon in den Griff.

      Ist eigentlich dieses “Eichungsproblem” beim Laden gelöst? Da gab es doch irgendeinen Haken (erinnere mich aber gerade nicht mehr an die Details).

      Das SmartGrid ist übrigens eines der Probleme, über die Deutschland seit gefühlt zwei Jahrzehnten sprich und wo Deutschland eigentlich eine Pole-Position hat: Wir brauchen es (wegen des hohen Anteils an “unsicherem” Strom aus Wind und Sonne und wir können alle Komponenten, die für die Lösung nötig sind: Stromnetze, Zähler, Solaranlagen, Software, Autos, Waschmaschinen, … Wieso da erst jetzt “Smart Meter” (die mit Taschenlampen angeblinkt werden müssen) erst heute eingeführt werden, ist ein Armutszeugnis für Industrie und Politik …

    2. Das Smart-Grid wird gern mit dem Beispiel Waschmaschinen gebracht, weil sich das auf Anhieb so schon anhört. Wenn man drüber nachdenkt ist das eigentliche ine besseres Beispiel für die Probleme.
      1. So lange nicht mit Strom geheizt wird ist es das einzige Gerät mit genügend Leistungsbedarf, das fast jeder Haushalt hat wo eine Steuerung übers Smartgrid lohnend wäre. Tiefkühltruhe hat nicht jeder und der Kompressor läuft nicht lange. Geschirrrspülmaschinen sind auch nicht weit verbreitet. Sonst gibts keine größeren Verbraucher wo eine Steuerung sinnvoll wäre.
      2. Die gern gebrachte Idee die Wama ferngesteuert über Nacht laufen lassen kannst im Mietshaus nicht bringen. Da werden sich die Nachbarn bedanken. Und die meisten werdens wohl bevorzugen die Wäsche schnell aufzuhängen statt da stundenlang Bakterien zu züchten (und morgens eher aufzustehen damti man nochdieWäsche aufhängen kann bevors zur Arbeit geht).

      Letztlich kannst die Idee knicken so lange nicht eine Solaranlage auf dem Dach ist und/oder eine E-Auto in der Garage steht. Lohnt nicht. Den Datenreichtum per Smart Meter würd ich gern so lange vermeiden…

    3. @hilti:

      Du betrachtest das rein aus der Sicht des Haushalts. Für den lohnt sich das (aktuell) nicht. Richtig. Weil er kaum Großverbraucher hat, aber auch, weil er immer das gleiche bezahlt. Erst mit einem Anreiz (nachts im Winter (Windstrom) oder tagsüber im Sommer (Solar) wird Strom billiger) kann sich das ändern.
      Und dann muss man berücksichtigen, dass die Netzbetreiber früher wesentlich weniger Probleme hatten, ihr Netz zu steuern. Heute müssen sie Wind- und Solarstrom abnehmen und das führt immer häufiger zu Problemen, weil einfach zu viel da ist. Kurz: Der Druck bei den Stromanbietern ist deutlich höher als früher. Mit dem E-Auto wird das natürlich alles noch viel dringender …

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