Energy in Future 
 
Dr.-Ing. Dieter Bokelmann - Facts Climate Change & Renewable Energy - Fakten Klimawandel & Erneuerbare Energien - Energie in der Zukunft - Energy Consulting

German

Elektroauto (Batterie) oder E-Fuel-Auto (synthetischer Kraftstoff)?

Welche Antriebsform ist die richtige für das Auto der Zukunft? Es wird nicht eine richtige Antriebsform. Dies ist abhängig von den Vorteilen und Nachteilen der jeweiligen Antriebsform und der geplanten Nutzung

Antriebsformen.

Es sind im Wesentlichen das E-Auto (Batterie), das Wasserstoffauto mit Brennstoffzelle, das Wasserstoffauto als Verbrenner, Verbrenner mit synthetischem Treibstoff Benzin oder Gas und herkömmliche Verbrenner. Mischformen wie Hybrid werden nicht berücksichtigt, da hierfür 2 Antriebsformen mit entsprechend hohem Gewicht benötigt werden. Es wird vorausgesetzt, dass die jeweilige Quelle der Energie auf grünen Strom basiert.

Der wesentliche Vorteil des Batterieautos ist der hohe Wirkungsgrad mit ca. 80%. Die Nachteile sind das noch hohe Gewicht der Batterie, die noch langen Ladezeiten, die im Vergleich zum Diesel-Auto noch deutlich geringere Fahrstrecken mit einer Füllung und das noch dünne Netz an Ladestationen und der fehlende überschüssige grüne Strom und der hohe Bedarf an Lithium und Kobalt (überall jedoch besteht noch großes Entwicklungspotenzial).

Die Vorteile des Wasserstoffautos mit Brennstoffzelle sind die kurzen Ladezeiten und die möglichen langen Fahrstrecken. Die Nachteile sind der extrem schlechte Wirkungsgrad von ca. 30%, siehe dazu u.a.  

https://www.volkswagenag.com/de/news/stories/2019/08/hydrogen-or-battery--that-is-the-question.html#

sowie Transport und Speicherung von Wasserstoff wegen der Verflüchtigung. Das Netz zu Laden ist unzureichend.

Die Vorteile des Wasserstoffautos als Verbrenner sind ähnlich wie die der Brennstoffzelle. Jedoch ist der Gesamtwirkungsgrad noch schlechter.

Die Vorteile  des Verbrenners mit synthetischem Treibstoff Benzin oder Gas sind ähnlich des Wasserstoffautos als Verbrenner mit ähnlich schlechtem Wirkungsgrad. Jedoch sind Transport und Speicherung problemlos und das Netz besteht bereits.

 Nutzungsarten u.a. und Randbedingungen

- Fahrstrecken jährlich/ täglich

- Langstrecken oder Kurzstrecken

- PKW, Bus oder LKW

- überwiegend flaches oder bergiges Gelände

- Anteil Fahrstrecken mit Staurisiko

- Durchschnittliche Geschwindigkeit

- In welchem Land soll das Fahrzeug benutzt werden

Fazit

Wegen der hohen Effizienz ist das E-Auto mit Batterie die Wahl Nr. 1, es besteht hier auch noch hohes Entwicklungspotenzial. Bei überwiegend langen Fahrstrecken und oder Schwerlastverkehr und begrenzten Lademöglichkeiten für die Batterie (Große Mehrfamilienhäuser oder Parkhäuser) kommt nur der Wasserstoffantrieb mit Brennstoffzelle oder der Verbrenner mit synthetischem Treibstoff in Frage. Allerdings sind hierfür größere Kapazitäten an grünem Strom Voraussetzung.

Es ist zu berücksichtigen, dass der grüne Strom weder für E-Autos noch für die Erzeugung von synthetischem Kraftstoff ausreichend zur Verfügung steht. Die Produktion von synthetischem Kraftstoff mit Strom aus fossilen Brennstoffen ist kontraproduktiv, mit Strom aus Kernkraft im Prinzip grün. Kernkraft ist in Deutschland aber ab 2023 nicht mehr vorhanden, ein totale Fehlentscheidung! 

English

Electric car (BEV) or E-Fuel-Car (synthetic Fuel)?

Which form of drive is the right one for the car of the future? There will not be one right drive form. This depends on the advantages and disadvantages of the respective form of drive and the planned use.

Forms of propulsion.

These are essentially the e-car (battery), the hydrogen car with fuel cell, the hydrogen car as a combustion engine, combustion engines with synthetic fuel gasoline or gas, and conventional combustion engines. Mixed forms such as hybrids are not taken into account, since 2 drive forms with correspondingly high weight are required for this. It is assumed that the respective source of energy is based on green electricity.

The main advantage of the battery car is the high efficiency with about 80%. The disadvantages are the still high weight of the battery, the still long charging times, the still significantly shorter driving distances with one filling compared to the diesel car and the still thin network of charging stations and the missing surplus green electricity and the high demand for lithium and cobalt (everywhere, however, there is still great development potential).

The advantages of the hydrogen car with fuel cell are the short charging times and the possible long driving distances. The disadvantages are the extremely poor efficiency of approx. 30%, see among others. 

https://www.volkswagenag.com/de/news/stories/2019/08/hydrogen-or-battery--that-is-the-question.html#

as well as transport and storage of hydrogen due to volatilization. The network to charge is insufficient.

The advantages of the hydrogen car as a combustion engine are similar to those of the fuel cell. However, the overall efficiency is even worse.

The advantages of the combustion car with synthetic fuel gasoline or gas are similar to the hydrogen car as a combustion car with similar poor efficiency. However, transportation and storage are problem-free and the grid already exists.

 Types of use a.o. and boundary conditions

- annual/daily distances traveled

- Long distance or short distance

- car, bus or truck

- predominantly flat or mountainous terrain

- Proportion of trips with risk of congestion

- Average speed

- In which country the car will be used

Conclusion

Because of its high efficiency, the e-car with battery is the No. 1 choice; there is also still high development potential here. For predominantly long driving distances and or heavy-duty traffic and limited charging options for the battery (large apartment buildings or parking garages), only the hydrogen drive with fuel cell or the combustion engine with synthetic fuel can be considered. However, larger capacities of green electricity are a prerequisite for this. 

It must be taken into account that green electricity is not sufficiently available either for e-cars or for the production of synthetic fuel. The production of synthetic fuel with electricity from fossil fuels is counterproductive, with electricity from nuclear power in principle green. However, nuclear power will no longer be available in Germany from 2023, a fatally flawed decision! 

 Translated with help of www.DeepL.com/Translator (free version) 

Date of   view

Links E-Car

19.08.2021

https://www.pv-magazine.de/2021/08/12/forscher-entwickeln-lithium-metall-batterie-mit-energiedichte-von-560-wattstunden-pro-kilogramm/

19.08.2021

https://efahrer.chip.de/news/voll-geladen-in-8-minuten-e-auto-aus-china-blamiert-tesla-porsche-co_105652

19.08.2021

The Battery has only   93 KWh !!!

17.08.2021

https://efahrer.chip.de/news/laden-in-einer-minute-statt-in-einer-stunde-super-akku-revolutioniert-e-autos_105581

17.08.2021

https://www.pv-magazine.de/2021/07/29/post-lithium-technologie-catl-bringt-natrium-ionen-batterien-auf-den-markt/

17.08.2021

https://t3n.de/news/reichweite-effizientestes-elektroauto-mercedes-1393596/

17.08.2021

https://www.faz.net/aktuell/wirtschaft/auto-verkehr/daimler-setzt-auf-elektromobilitaet-und-baut-batteriefabriken-17448983.html

17.08.2021

https://efahrer.chip.de/news/guenstiger-sicherer-leistungsstaerker-forschern-gelingt-durchbruch-im-akku-bau_105412

17.08.2021

https://ecomento.de/2021/07/01/volvo-neue-elektroauto-technik-mehr-reichweite-schnelleres-laden/

17.08.2021

https://www.spiegel.de/auto/aus-fuer-den-verbrenner-opel-will-bis-2028-in-europa-vollstaendig-elektrisch-sein-a-9f1be4ae-9b61-4ab9-b70f-d229f5194f54

17.08.2021

https://s0.2mdn.net/dot.gif

17.08.2021

https://www.msn.com/de-de/auto/nachrichten/kolbenspezialist-entwickelt-super-e-motor-elektro-maschine-von-mahle/ar-BB1gz0Ea?ocid=msedgntp

17.08.2021

https://www.basicthinking.de/blog/2021/04/09/sald-akku-2000-km-reichweite/

17.08.2021

https://www.heise.de/amp/news/Studie-Elektroautos-verbrauchen-deutlich-weniger-Rohstoffe-als-Verbrenner-5068802.html