Alternative Antriebe

Aus der Abteilung Entsorgungsbedarf

Wer den Dinosaurier reitet...

Nun wird nach wie vor der Wasserstoffantrieb in der Diskussion gehalten, obwohl er für PKWs nur wenig Sinn hat. Mercedes-Benz hat sich gerade davon verabschiedet und den GLC F-Cell eingestellt, was vielfach berichtet wurde (beispielsweise hier). Für LKWs, Busse und Flugzeuge kommt der Wasserstoff vielleicht wieder, doch auch dafür ist der Weg noch weit.

Der Antrieb mit Erdgas ist aufgrund steuerlicher Förderung anderer Konzepte direkt in Richtung mobile Endlagerung unterwegs, auch wenn nach wie vor einige neue Modelle auf den Markt kommen, beispielsweise die Modelle Scala und Kamiq von Skoda mit jeweils den identischen Motoren.

Auch das Konzept des Range Extenders (serieller Hybridantrieb) als Rucksack eines Elektrofahrzeugs ist beispielsweise im BMW i3 bereits seit Ende 2018 Geschichte.

Das lässt ja einen traurigen Mangel an Alternativen zum batterieelektrischen Fahrzeug erwarten und auch die angeregten bis grenzbeleidigenden Diskussionen würden vollkommen entfallen.

Doch halt! So langweilig wird es glücklicherweise nicht.

Das ziemlich werbeorientierte Magazin efahrer von Chip und Focus bringen unter der Überschrift „Atom-Antrieb: Forscher bauen E-Auto-Akku mit „fast unendlicher“ Reichweite“ eine ganz neue Option ins Spiel, die schon lange nicht mehr durch die Presse gegeistert ist: Den Nuklearantrieb!

Erst 2011 berichtete die „Welt“ in einem nostalgischen Artikel über gescheiterte Visionen über den Nucleon, der mit einer Uran-Füllung 8.000 Reichweite haben sollte, aber nie gefahren ist.

Es ist also nie zu spät, um ein gescheitertes Konzept wieder aufzugreifen. Entgegen der knalligen Überschrift haben aber die Wissenschaftler der Universität Bristol keineswegs einen Akku für E-Autos gebaut – sie schlugen lediglich die Nachnutzung nuklearer Abfälle vor, die in britischen Atomreaktoren angefallen sind und noch weiter anfallen werden.

Die Idee zumindest ist genial und man fragt sich, weshalb nicht bereits die deutsche Atomindustrie darauf gekommen ist: Anstatt strahlende Abfälle teuer zwischen- und endlagern zu müssen, verkauft man sie einfach mit Profit an die Konsumenten!

Ein weiterer Vorteil besteht zweifellos darin, dass durch die – idealerweise weltweite – Verteilung des Atommülls in kleinen Portionen jegliche Grenzwerte unterschritten werden können.

Natürlich werden kleingeistige Fortschrittsverhinderer ihre Bedenken äußern: Man erinnere sich nur, wie hysterisch manche auf den gelegentlichen Brandvorfall mit einem Elektrofahrzeug reagiert haben. Dieses Thema zieht aber leider keine Aufmerksamkeit mehr auf sich.

Ein Verkehrsunfall mit nuklearer Beteiligung würde da gleich ganz anderen medialen Auftrieb bedeuten und eine willkommene Abwechslung zu den mittlerweile langweiligen Castor-Transporten bieten. Ferne Erinnerungen an Kosmos 954 werden wach.

Für die von den Forschern versprochene „unendliche Reichweite“ muss man eben auch Nachteile in Kauf nehmen. Jedoch: Es wäre das Ende der Diskussion um die Leistungsfähigkeit der Stromnetze, die Anzahl von realen oder theoretischen Ladesäulen, die Energiegewinnung und die Entsorgung von Batterien, denn das Atomauto fährt ja bereits mit Abfall und befindet sich somit während des Gebrauchs mitten in seiner Entsorgungsphase!

Wer hätte gedacht, dass trotz Corona die Saure-Gurken-Zeit bereits so früh über uns hereinbricht?

Tesla Website

Tesla: Massive Preiserhöhung?

Aus der Abteilung Hochfinanz

Dank neuer BAFA-Förderung sind die Autos von Tesla tatsächlich weniger teuer, als zuvor.

Wenn man heute der Information auf der der Tesla-Website glaubt, müssen sich erwartungsvolle Käufer möglicherweise auf eine saftige Preiserhöhung einstellen!

Mit über 400.000 Euro ist das wohl das teuerste Tesla-Fahrzeug aller Zeiten. Selbst der Roadster „Founders-Serie“ kostet mir 211.000 Euro beinahe nur die Hälfte…

Die geschätzte Leasingrate kommt auf 7.759 Euro monatlich, in Verbindung mit der Kleinigkeit einer Anzahlung von günstigen 40.718 Euro. Immerhin ein Fahrzeug mit Sportfelgen und Anhängerkupplung! Für diesen Aufpreis könnte sie aus solidem Gold bestehen – wenn das nicht ein viel zu weiches Material wäre.

Oder es ist jemandem nur ein kleiner Fehler bei der Eingabe in die Lagerdatenbank unterlaufen… 😉

Hinweis: Das sind tatsächliche Screenshots vom 18.04.2020 21:30, ohne jegliche Veränderung.

Bonus-Kapitel zum E-Dilemma

Elektromobilität und Benzin

Hier ist ein Bonus-Kapitel zum E-Dilemma, dass es nicht mehr ins Buch geschafft hat. Zum einen, weil es schon ausreichend viele Seiten hatte, andererseits, weil es eher Benzin-Bashing geworden ist und nicht direkt mit Elektromobilität zu tun hat.

Aber im kleinen Kreis darf das auch mal sein, wir sind ja unter uns…

Und natürlich ist das ein kleines Danke an alle, die das „E-Dilemma“ bereits besitzen und vielleicht ein Vorgeschmack für alle, die es noch nicht haben 😉

Infos zum Buch „Das E-Dilemma und die Freude am Fahren“

So wird Benzin sauber!
Sauberes Benzin?!

Die eine Seite

Benzin hat eine tolle Karriere hingelegt, vor allem als Inbegriff der Sauberkeit.

Jeder Anbieter von Treibstoffen wirbt heute mit den verschleißmindernden, rundlauffördernden, leistungssteigernden und verbrauchsreduzierenden Eigenschaften des jeweiligen Produkts und selbstverständlich mit Reinigung und Sauberkeit in allen relevanten Maschinenkomponenten des Autos.

Die wahren Reinigungsgrößen müssen aber noch erwähnt werden, nämlich das Waschbenzin und das Reinigungsbenzin, zwei ähnlich klingende, aber dennoch unterschiedliche Produkte aus Erdöl. Früher gab es auch noch das Wundbenzin, das aufgrund seiner Bezeichnung zwar gesund erschien, aber wegen seiner nervenschädigenden Folgewirkungen nicht mehr zum Einsatz kommen sollte.

Erstaunlicherweise hat es der Benzinmotor geschafft, im Vergleich zum Dieselmotor das Image der Sauberkeit zu entwickeln und beizubehalten, und kein Rußwölkchen konnte dies bislang trüben.

Trotzdem ist Benzin enorm giftig, sowohl in gasförmigem als auch flüssigem Zustand: Es ist toxisch beim Einatmen oder Verschlucken, kann Gendefekte verursachen, ist stark wassergefährdend, kann Krebs erzeugen, die Fortpflanzung beeinträchtigen und das ungeborene Kind schädigen. Das Vergiftungspotenzial des im Benzin enthaltenen Benzols durch Aufnahme über die Haut ist dagegen weniger bekannt. Die leichte Entflammbarkeit ist in der Konsequenz noch das geringste Übel.

Benzol wird dem Benzin zur Steigerung der Klopffestigkeit des Motors zugesetzt und ist bei Zimmertemperatur bereits flüchtig. Diese Verdunstungsemissionen machen einen erheblichen Anteil des Benzols in der Atemluft aus, der Rest kommt aus dem Auspuff. Im Dieseltreibstoff ist Benzol hingegen kaum enthalten, und in manchen Ländern ist der Zusatz von Benzol zum Benzin sogar stark eingeschränkt.

Nur aufgrund von Ausnahmeregelungen darf Benzin heute überhaupt in Selbstbedienung abgegeben werden. An keinem deutschen Arbeitsplatz dürfte man mit benzolhaltigen Flüssigkeiten so umgehen wie an einer europäischen Tankstelle. Ein minderjähriger Mopedfahrer dürfte niemals eine ähnlich gefährliche Substanz erwerben oder gar offen handhaben.

Bereits 1994 warnte die politische Wochenzeitschrift „Der Spiegel“, dass Benzol ebenso gefährlich sei wie das Supergift Dioxin. Das war möglicherweise übertrieben, gefährlich ist Benzol aber dennoch. Zudem haben wir uns hier überhaupt noch nicht mit den Problemen bei der Rohölgewinnung, dem Transport und der Verarbeitung befasst, die keineswegs zu vernachlässigen sind.

Die Ölpest im Golf von Mexiko als Folge der Explosion auf der Erdölplattform Deepwater Horizon im Jahr 2010, die Ölpest im Nigerdelta ebenfalls 2010, die Ölpest im östlichen Mittelmeer 2006, die Havarie des Tankers Prestige 2002 vor Spaniens Küste, die enorme Ölpest infolge des zweiten Golfkriegs 1991 sowie die Verschmutzung von 2.000 Kilometern brasilianischer Küste 2019. Diese und viele andere Katastrophen müssten den Nutzern fossiler Brennstoff eigentlich zu denken geben.

Ein Elektroauto ist vielleicht nicht vollkommen frei vom Einsatz fossiler Ausgangsprodukte, aber immerhin sehr viel weniger belastet. Zudem gibt es keine Aufenthalte an benzoldunstgeschwängerten Tankgelegenheiten, an denen einem die Dämpfe aus dem eigenen Tank – oder dem anderer – um die Nase wehen. Ein Elektroauto ist also auch eine Investition in die eigene Gesundheit und die der Kinder, falls sie beim Tanken dabei sind.

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Die andere Seite

Wer das Benzol madig macht, sei an eine heute zum Glück überwundene Phase in der Historie des Verbrennungsmotors erinnert: das verbleite Benzin.

Seit 1921 war es im Einsatz und wurde zur Steigerung der Klopffestigkeit von Ottomotoren dem Benzin hauptsächlich deshalb zugesetzt, weil es die US-amerikanischen Hersteller patentrechtlich schützen und damit Geld verdienen konnten, obwohl es bereits damals funktionierende Alternativen gab. Auch dieses Problem hatte der Dieselkraftstoff nicht.

Der Entdecker der Anwendung von Tetraethylblei, wie es chemisch korrekt bezeichnet wird, war Thomas Midgley, ein US-amerikanischer Ingenieur und Chemiker. Er erkrankte selbst an einer Bleivergiftung – Ironie des Schicksals. Aufgrund der weltweiten Verbreitung des Giftstoffes Blei durch seine Entdeckung genießt Midgley den zweifelhaften historischen Ruf, der Urheber der größten Umweltvergiftung aller Zeiten zu sein. Das Schwermetall Blei und viele Bleiverbindungen sind für den Menschen bereits in geringen Mengen giftig und können schon in niedrigen Konzentrationen die Intelligenzentwicklung von Kindern negativ beeinflussen und zu Verhaltensauffälligkeiten wie Aggressivität führen. Blei wird im menschlichen Körper angereichert, kann es weder abbauen noch ausscheiden. Es ist für viele Organismen toxisch.

Als wenn das noch nicht ausreichen würde: Midgley erfand auch den Fluorchlorkohlenwasserstoff, besser bekannt unter dem Kürzel FCKW. Der ist zwar nur schwach giftig, stellte sich aufgrund der Stabilität des Moleküls aber als potentes Treibhausgas mit äußerst negativem Einfluss auf die Ozonschicht heraus. Aus gutem Grund ist FCKW – und viele verwandte Substanzen – heute weitgehend verboten.

Es ist schwierig – eigentlich unmöglich –, ein ähnliches Beispiel in der Menschheitsgeschichte zu finden, in dem ein einziger Mann sowohl für eine globale, flächendeckende Vergiftung am Boden als auch zu einer extrem negativen Beeinflussung der Luft beigetragen hat. Allerdings hatte er dabei massive Unterstützung: Gewinnorientierte Konzerne und staatliche Stellen, die aus unerfindlichen Gründen der Ansicht waren, dass die großflächige Bleiverteilung kein echtes Problem darstellen würde. Bleivergiftungen waren bereits seit Jahrhunderten bekannt, alles egal.

Die (Auto-)Welt ist mit der Einführung des bleifreien Benzins in den 1980ern aber nicht untergegangen. Veränderungen sind also durchaus auch im Automobilsektor möglich, das gibt Hoffnung für die Zukunft der Elektromobilität! Viele Materialien im Elektroauto sind zwar nicht komplett harmlos, der Bleigehalt ist jedoch ziemlich identisch mit dem konventionellen Automobil, nämlich primär konzentriert in Form der 12 Volt-Bleibatterie.

Selbst wenn sie heute nicht das größte Mobilitätsproblem darstellt: Dieses anachronistische Billigteil sollte die Industrie möglichst ausmustern, zumal das technische Know-How dafür ohne Zweifel vorhanden ist.

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Mit Wasserstoff durch Deutschland

Zukunftsmusik

An dieser Stelle setze ich kurz voraus, dass die geneigten Leserin, der geneigte Leser davon Kenntnis hat, wer James May ist. Aber was hat das damit zu tun, ob man mit Wasserstoff durch Deutschland fahren kann?

Für alle, denen dieses teilessenzielle Wissen fehlt, gibt es hier die Ultrakurzfassung: James May ist ein britischer Fernsehmoderator und Journalist, der in seiner bisherigen Laufbahn zusätzlich zur Behandlung erstgemeinter Themen auch durch eine Menge skurriler Aktionen und Ideen aufgefallen ist (z.B. das Haus in Lebensgröße aus Lego-Bausteinen). Im Januar 2020 kam auf Amazon Prime die Kurzserie „Our Man in Japan“ heraus. Sie hat eine Reise durch ganz Japan zum Inhalt und widmet sich den eher weniger touristischen Facetten dieses Landes.

Darüber hinaus ist er für seine Auto- und Motorradsammlung bekannt, deren genaue Größe kaum zuverlässig bestimmbar erscheint. Und damit kommen wir auch zum Thema: In James Mays Fuhrpark finden sich neben einem BMW i3 (ein älteres Modell mit REX – brrr…) mittlerweile auch ein Tesla Model S 100D und ein Toyota Mirai, ein Auto mit Wasserstoffbetrieb.

Dazu gibt es auch einen Vergleichstest zwischen Tesla und Toyota, moderiert von – erraten – James May. Sein erklärtes Ziel ist es, die Entwicklung der beiden Technologien zu verfolgen, wozu er sich glücklicherweise in der Lage sieht. Das klingt nach einem steuerlichen Abschreibungsmodell, aber es sei ihm gegönnt.

Mit Strom…

Jedenfalls sieht er die Zukunft im elektrischen Antrieb – logisch eigentlich! – ist sich aber bezüglich der Speichertechnologie noch nicht im Klaren. Beim Wasserstoffantrieb findet er den raschen Tankvorgang positiv (auch wenn bei tiefen Temperaturen der Tankstutzen gerne festzufrieren scheint), beim Tesla die Performance und die Lademöglichkeit zu Hause.

Das gibt einen perfekten Hintergrund für einen virtuellen Vergleichstest: Flensburg-München im Tesla Model S 100D gegen Toyota Mirai. Und weil ich in der Bahnbranche arbeite, geht die Route jeweils von Bahnhof zu (Haupt-)bahnhof.

Beginnen wir also mit der einfachen Übung, der Fahrt mit dem Tesla. Nachdem May das Fahrzeug im Youtube-Kanal DRIVETRIBE im November als 100D vorstellt, nehme ich an, dass es sich noch nicht um die neue Bauserie „Raven“ handelt. Damit liegt der Referenzverbrauch bei 21,0 kWh / 100 km bei einer Geschwindigkeit von 110 km/h. Die anderen „Long Range“-Modelle haben bei abetterrouteplanner.com ohnehin identische Referenzverbräuche, sind aber Alpha- oder Beta-Werte (d.h. noch nicht ausreichend durch Echtdaten überprüft).

Mit Standardeinstellungen, einem Abfahrladestand 100 % und der Vorgabe des kleinsten Ladestands von 5 % bei der Ankunft an den Ladepunkten bzw. am Ziel gibt der Routenplaner eine Fahrzeit von 9:19 Stunden inklusive vier Ladestopps von insgesamt 1:37 Stunden an. Wer weniger und längere Ladestopps bevorzugt kann das alles konfigurieren, auf die Gesamtfahrzeit hat das nicht sehr viel Einfluss.

Ist man bezüglich Reichweiten- und Ladeangst absolut unempfindlich, kann auch mit einem minimalen Ladestand von 1 % auskommen und spart damit auf der Gesamtstrecke 18 Minuten ein, zwei Minuten sind davon Ladezeit.

Mit Wasserstoff…

Nun zum Mirai und der Reise mit Wasserstoff durch Deutschland. Der Tank des Mirai fasst 5 Kilo Wasserstoff und die Reichweite liegt vermutlich zwischen 0,76 kg / 100 km (Werksangabe), 1,0 kg / 100 km (ADAC) und 1,1 kg / 100 km (die notorischen Vielverbraucher von Auto-Motor-Sport). Ich werde hier mit 1,1 kg / 100 km rechnen, da es sich bei der Strecke um einen sehr hohen Autobahnanteil handelt.

Glaubt man James May in seinem Vergleichsvideo bei Minute 8:25, dann kann der Mirai etwa 1,2 kg Wasserstoff innerhalb von zwei Minuten tanken. Ich werde zum Tankvorgang so wie abetterrouteplanner weitere fünf Minuten für die Anfahrt, das An- und Abstecken und den Bezahlvorgang hinzurechnen. Für die folgenden Berechnungen habe ich die Daten von Google Maps verwendet, die Standortdaten der H2-Tankstellen kamen von H2.live.

Mit Wasserstoff durch Deutschland

Es kann also losgehen! Glücklicherweise befindet sich in einer Entfernung von 3,3 Kilometern vom Bahnhof in Flensburg eine H2-Tankstelle, wir können also davon ausgehen, dass der H2-Tank beim Start noch nahezu voll ist.

Die nächste Ladesäule liegt in Hamburg, aber das sind nur 160 Kilometer Entfernung. Die darauf folgende Tankmöglichkeit besteht in Hannover Messe nach rund 320 Kilometern Strecke. Der (virtuelle) Tankinhalt ist dort auf 29 % abgesunken.

Einmal Volltanken und wir können uns zur Tankmöglichkeit nach Geiselwind wagen, die 389 Kilometer entfernt liegt. Die darauf folgende Tankstelle in Fürth wäre mit 464 Kilometern Entfernung ein intensiver Fall für H2-Reichweitenangst, die Restmenge Wasserstoff wäre unter einem Prozent – nicht empfehlenswert. In der Praxis gäbe es aber in Würzburg eine weitere Tankmöglichkeit, falls es zu knapp wird. Die Fahrt nach Geiselwind dauert 3 Stunden und 34 Minuten und im Tank sind noch komfortable 14 %.

Zum Münchener Hauptbahnhof ist es von dort nur noch ein Katzensprung von 238 Kilometern, der zwei Stunden und vierzehn Minuten dauert. Der Drucktank ist noch knapp halb voll.

Die Summe der Fahrzeit bis hierher betrug 9 Stunden und 9 Minuten, die Tankzeiten 17,5 Minuten. Damit betrug die Gesamtreisezeit gerundete 9:27 Stunden. Mit dem Tesla waren wir mit 9:12 Stunden um eine Viertelstunde schneller, das ist kein riesiger Unterschied. Die nervenstarken 1 %-Elektrofahrer hätten – siehe oben – nochmals 18 Minuten eingespart und wären mit 8:54 Stunden knapp unter der Neunstundenmarke geblieben.

Die Kostenseite

Wasserstoff wird derzeit mit etwa 9,50 Euro pro Kilogramm verkauft, die Supercharger-Kilowattstunde um 35 Cent. Knapp tausend Kilometer im Mirai kosten kraftstoffmäßig also rund 120 Euro bzw. 12,6 Cent pro Kilometer.  Die Stromkosten auf den ebenfalls virtuellen 955 Kilometern im Tesla betrugen mit ein paar Ladeverlusten etwa 80 Euro bzw. 8,4 Cent pro Kilometer, also deutlich weniger.

Die Wasserstoff-Überraschung ist jedoch gänzlich anders gelagert: Die Fahrt mit mit Wasserstoff durch Deutschland war überhaupt möglich!

Deutschland ist also für den H2-Langstreckenverkehr gar nicht so schlecht aufgestellt, auch wenn es ein deutliches Ungleichgewicht zu geben scheint: In manchen Städten sieht es nach Überversorgung aus, dafür sind ganze Landstriche vollkommen frei von Tankmöglichkeiten. Außerhalb Deutschlands gibt es noch fünf Stationen über Österreich verteilt. Sonst sieht es in Europa sehr dünn aus. Gerade mal in der Schweiz und in den Niederlanden werden derzeit Stationen in nennenswerter Menge aufgebaut. In Richtung Osten endet die Versorgung abrupt in Berlin, Dresden oder Wien, je nachdem, auf welchem Breitengrad man unterwegs ist. Im Westen ist an der französischen Grenze Schluss. Mit vollem Tank könnte man es nach Paris schaffen, dort gibt es drei Zapfpunkte. Das ist aber alles für ganz Frankreich!

Wie sieht es im UK aus?

Auch in England gibt es außerhalb von London kaum Tankstellen. James May könnte mit H2 derzeit niemals von London nach Edinburgh gelangen. Italien, Spanien: Fehlanzeige, die eine einsame Station in Bozen kann man nicht ernsthaft als Versorgungsnetz bezeichnen.

Weniger glücklich sieht es aus, wenn man sich hauptsächlich in einem Gebiet bewegt, in dem es keine Tankmöglichkeit gibt. Fernreisen zur Wasserstoffquelle wären in jeglicher Hinsicht völlig sinnfrei.

Damit zeigt sich auch bereits ein erheblicher Nachteil der Wasserstofftechnologie: Wer unter leerer Batterie leidet, kann sich nicht einfach an jede beliebige Steckdose andocken oder in absehbarer Entfernung eine Lademöglichkeit finden. Selbst wenn man nur sehr langsam nachladen kann – man kann! Dem Wasserstoff-Autofahrer bleibt nur ein Abschleppvorgang, der im schlechtesten Fall über mehrere hundert Kilometer reichen muss.

Fazit

Kann man mit Wasserstoff durch Deutschland fahren? Zumindest in Deutschland wäre der Fernverkehr aus Versorgungssicht mit Wasserstoff denkbar, wenn man die Kapazität der Tankpunkte ausklammert: Derzeit schaffen sie zumeist nur wenige Fahrzeuge pro Stunde zu betanken. Viele Tankstellen werden gemäß den Angaben von H2.Live weniger als einmal pro Tag genutzt, da spielt Kapazität noch keinerlei Rolle. Das ist allerdings Stand April 2020, mitten in der Corona-Krise, in der die Verkehrsleistung allgemein deutlich geringer ist.

Bleiben also noch die gegenüber dem batterieelektrischen Auto die noch höheren Kosten, die sehr energieaufwändige Gewinnung und Lagerung von Wasserstoff, die teuren Materialien in der Brennstoffzelle und die noch unbekannte Lebensdauer der Systemteile. Eine halbe Million Kilometer auf einem Mirai würde ich sehr gerne sehen. Vielleicht tut sich das jemand einmal an!

James May wird es jedenfalls nicht sein, dafür fehlen im UK die Tankstellen…