Die Mär von den e-Fuels

E-Fuel-Autos sind viel umweltschädlicher als Elektroautos

Manche Autohersteller und die Mineralölbranche hoffen, dass zumindest synthetische Kraftstoffe weiterhin genutzt werden können. Aus ökologischer Sicht wäre das ein Schuss ins Knie.

Denn ein Fahrzeug, das mit einer Mischung aus E-Fuels und Benzin angetrieben wird, würde seine Emissionen im Vergleich zu konventionellen Kraftstoffen nur um 5 Prozent reduzieren. Ein reines Elektroauto wäre 53 Prozent sauberer als ein Verbrenner, der zu 100% mit synthetischen Kraftstoffen betrieben wird, die durch erneuerbarem Strom hergestellt wurden. Dies ist vor allem auf Verluste in der E-Fuel-Herstellung und den ineffizienten Verbrennungsmotor zurückzuführen.

Ein batterieelektrischer Volkswagen ID 3 kommt der Analyse zufolge mit derselben Menge erneuerbarer Energie fünf mal weiter als ein VW Golf, der mit E-Fuel betrieben wird. Ein BMW i4 könnte sechsmal weiter fahren als ein BMW 4er mit Verbrennungsmotor.

(Diese Vergleiche wurden über den gesamten Lebenszyklus angestellt.)

Details 

Noch möglich: Sauberer Strom für Europa bis 2035

Kann Europa´s Stromversorgung bis 2035 so umgebaut werden, dass sie zu 95% auf erneuerbaren Energieträgern basiert und weiterhin eine sichere Versorgung gewährleistet?

Eine vor wenigen Tagen veröffentlichte Studie zeigt, dass das noch möglich ist. Und zwar zusammen mit einem Ausbau der Stromversorgung, durch den auch der Verbrauch fossiler Brennstoffe für andere Sektoren (etwa für Mobilität oder Wärme für Industrie und Raumheizung) bis 2030 halbiert werden könnte.

Diese erforderliche Modernisierung des Stromnetzes und der Ausbau der Stromerzeugung aus Windkraft und Photovoltaik würde zwar Investitionen von bis zu 750 Milliarden Euro erfordern, andererseits könnten bis 2035 durch den verringerten Verbrauch fossiler Brennstoffe Einsparungen von bis zu 1 Billion Euro erzielt werden – von den positiven Auswirkungen auf Klima, Gesundheit und Energiesicherheit ganz abgesehen.

Die Studie basiert auf länderspezifischen, stündlichen Modellierungen des Stromsystems und untersucht drei mögliche Entwicklungsszenarien. Berücksichtigt wurde der erforderliche Ausbau von Speichersystemen sowie mögliche Auswirkungen verschiedener Unwägbarkeiten. Sie wurde von Ember, einem unabhängigen, nicht an Profit orientiertem Thinktank durchgeführt, der von verschiedenen NGOs, Stiftungen und Organisationen gegründet wurde.

Zum Report
Zu Ember
Zu den Gründern von Ember:
The European Climate Foundation
ClimateKIC
The Esmee Fairbairn Foundation
WWF UK
ThirtyPercy Foundation
The Environmental Defense Fund Europe
Quadrature Climate Foundation
The Crowd

 

Die Mär vom Plug-In-Hybrid

Ein Team um Patrick Plötz vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI hat  anhand von gut 9.000 Plug-In-Hybriden aus ganz Europa deren Abgas- und Verbrauchswerte im realen Betrieb untersucht. Dafür werteten sie anonymisierte Daten von Fahrzeugnutzern sowie Daten von Unternehmen zu ihren Firmenwagen-Flotten aus. Die Hybridfahrzeuge waren zu 60 Prozent neueren Baujahrs als 2017, bei 30 Prozent konnte das Baujahr nicht ermittelt werden.

Das Ergebnis: Hybridfahrzeuge verbrauchen im realen Betrieb drei bis fünfmal mehr Kraftstoff als es ihren Zulassungstests entspricht. Privat genutzte Plug-In-Hybride stoßen im Schnitt 90 bis 105 Gramm CO2 pro Kilometer aus, Firmenfahrzeuge sogar 175 bis 195 Gramm CO2/km – teilweise mehr als normale Verbrenner-Autos. Der Grund: Der Anteil der elektrisch gefahrenen Fahrzeit liegt weit unter den für die Typgenehmigung kalkulierten 75 Prozent – bei Firmenautos sind es sogar nur 11 bis 15 Prozent.

Zur Studie

Potential von Agro-Photovoltaik

Das Potenzial von Agro-Photovoltaik ist groß!
Nach einer Untersuchung des Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE könnten in Deutschland auf nur 4 Prozenz der Agrarflächen und aufgeständerten Solarmodulen bis zu 500 Terawattstunden Strom erzeugt werden. Das entspricht dem gesamten derzeitigen Stromverbrauch in Deutschland. 

Zur Untersuchung

Erstes Treffen zum Erfahrungsaustausch

 

Am 8.Juni 2022 gab es ein erstes Treffen zum Erfahrungsaustausch zwischen unseren Vorreitern der Energiewende und vier Interessenten. Zwei schon seit einiger Zeit in Betrieb befindliche Anlagen wurden besichtigt und besprochen. 

Wer bei der nächsten Runde eines solchen Erfahrungsaustauschs dabei sein woll, möge uns bitte einige Details zu seinem geplanten Energiewende-Projekt und zur derzeitigen Ausgangssituation mit diesem Formular mitteilen. Wir werden uns danach zur Terminvereinbarung melden.

Und wenn Sie unseren EMail- Newsletter abonnieren wollen, der etwa monatlich erscheint, können Sie sich hier anmelden:

Wärmepumpe: Irrtum und Wahrheit

Die Wärmepumpe nutzt die Energie aus der Umwelt und stellt sie für Heizung und Warmwasser bereit. Die Anschaffungskosten sind deutlich höher als beispielsweise für eine Gasheizung. Die künftigen laufenden Kosten sind dafür allerdings wesentlich niedriger, womit sie eine ernsthaft zu überlegende Alternative darstellen aber für manche auch eine substantielle Geldanlage.

Besonders in unserer Gegend gibt es viele Vorbehalte gegen diese umweltfreundliche Energiebeschaffung. Darauf möchte ich in 10 Punkten eingehen:

Nur für den Neubau?
Auch bei einem Heizungstausch sollte eine Wärmepumpe in Betracht gezogen werden. Ist unbedingt eine Heizwassertemperatur von 50° C notwendig oder reichen sogar 40°? Oft ist die Absenkung bereits in der bestehenden Anlage ohne Probleme möglich.

Die Wärmepumpe braucht sehr viel Strom?
Natürlich steigt der Stromverbrauch, aber der Energieverbrauch beträgt nur rund 20% des Energieverbrauchs einer Öl- oder Gasheizung. Der Rest wird aus der Umwelt genommen (Luft, Boden). Wenn eine relativ neue Fußbodenheizung vorhanden ist, werden bei der Nutzung von Erdwärme bis zu 90% gratis aus der Umwelt bezogen.

Rechnet sich eine Wärmepumpe?
Dieses Thema dürfte nach den jüngsten exorbitanten Preiserhöhungen für fossile Energie wie Erdgas und Heizöl vom Tisch sein. Dazu kommt bei Vorhandensein einer ausreichend leistungsstarken Photovoltaikanlage die Versorgungssicherheit.

Keine Wärmepumpe ohne ordentliche Wärmedämmung?
Die Kosten für eine fachlich korrekte Wärmedämmung für ein Einfamilienhaus sind sehr hoch und rechnen sich in erster Linie bei hohen laufenden Heizkosten auf Basis Erdgas und Heizöl, aber auch bei Pelletheizungen.
Wenn aber bereits ohne weitere Wärmedämmung die Vorlauftemperatur der Heizung auf unter 50°C gestellt werden kann, ist es oft kostengünstiger, stattdessen in eine Wärmepumpe zu investieren. Die laufenden Kosten werden damit ebenfalls signifikant gesenkt. Siehe dazu auch hier.

Wird bei Erdwärmenutzung die Nutzung des Gartens eingeschränkt?
Nein, bei einer Tiefenbohrung können auch Bäume gepflanzt werden. Bei Erdkollektoren wird zwar der Boden abgekühlt, was zu einem späteren Austreiben der Bäume in diesem Bereich führt. Dadurch sind diese aber dem Frost weniger ausgesetzt und es wurde dadurch oft eine Ertragssteigerung festgestellt. Für eine Bohrung wird sehr wenig Platz benötigt, sodass diese unter Umständen auch im Vorgarten eines Einfamilienhauses erfolgen kann. Ein weiterer Vorteil ist der geringere Stromverbrauch der an Erdwärme angeschlossenen Wärmepumpen.

Rechnet sich der Mehraufwand für Erdwärmenutzung gegenüber Luft-Wasser-Wärmepumpen?
Ja, die Lebensdauer der Wärmepumpe ist im Schnitt um ⅓ höher und es fallen keine Wartungskosten an. Die Wärmepumpen am Erdwärmesystem werden nach 25 bis 35 Jahren ausgetauscht. Durch die wesentlich konstantere und im Winter auch höhere Entnahmetemperatur ist die Wärmepumpe wesentlich effizienter und braucht deutlich weniger Strom (um ca. 30-50% weniger).

Liefert die Wärmepumpe immer genügend Energie?
Diese Frage kann bei Luft-Wasser-Wärmepumpen eine Berechtigung haben. Je kälter es draußen ist, desto weniger Energie kann der Luft entnommen werden und desto mehr wird benötigt, um die Wärmeverluste eines Hauses auszugleichen. Da kommt es auf ein gut funktionierendes und richtig eingestelltes System an. Bei der Nutzung von Erdwärme ist das kein Thema, denn der Boden in mehreren Dutzend Meter Tiefe wird von der Außenluft nicht beeinflusst. Er funktioniert wie ein Wärmespeicher und kühlt im Bereich der Sonde kaum unter 10°C ab.

Ist der hohe Sondendruck gefährlich?
In der CO2-Tiefensonde können Drücke bis 45 bar entstehen. Bei SodaStream zB sind es 60 bar, in den Bremsleitungen eines PKW bis zu 100 bar.

Hält der Kompressor nur 10 Jahre?
Wie oben schon angeführt, werden die Kompressoren bei Erdwärmepumpen nach 25-35 Jahren ausgetauscht. Die dort eingebauten Kompressoren sind sogenannte Scrollsysteme (Schraubenverdichter). Diese sind sehr kompakt, verdichten gleichmäßig und sind entsprechend laufruhig.

Sind Wärmepumpen laut?
Da kommt es auf die Konstruktionsweise der Anlage an. Die in unserem Land erzeugten Geräte sind gut lärmgedämmt. Dazu ist auf eine Trennung des Körperschalls (Aufstellungsort) zu achten. Die Wärmepumpen sind etwa gleich laut wie Geschirrspüler und meist leiser als Waschmaschinen.

In Niederösterreich gibt es sehr wenige Anbieter von Erdwärmesystemen und diese sind eher in den Randgebieten zu anderen Bundesländern angesiedelt. Eine Interessentengruppe innerhalb der “Energiezukunft Biedermannsdorf” unternimmt derzeit große Anstrengungen, im Wege einer Gemeinschaftsaktion solche Firmen dennoch hierher zu bringen. Die Modalitäten der Umsetzung werden aktuell abgeklärt. Wenn Sie an einer Erdwärmepumpe interessiert sind, melden Sie sich zum Newsletter an. Wir halten Sie dann auf dem Laufenden. Wir wollen auch Ihnen helfen, die Energieabhängigkeit zu reduzieren.

Günter Bramböck

 

Wasserstoff und unsere Energiezukunft

Wasserstoff wird bei der Dekarbonisierung bestimmter Industrien (z.B. Stahl- oder Zementwerke), teilweise in der Mobilität (nicht im PKW) und eventuell zur Zwischenspeicherung von Energie aus Photovoltaik und Windkraft eine wichtige Rolle spielen. Die Herstellung von Wasserstoff durch die Elektrolyse beginnt sich als das zukünftige Verfahren erster Wahl zu etablieren.

Noch vor 2030 werden nach Berechnungen der Österreichischen Energie-Agentur für in Österreich mit Netzstrom betriebene Elektrolyseure die Emissionen unter 3 kg CO2e liegen. Bei Erreichen des Ziels der Bundesregierung, 2030, 100 % des Stroms national bilanziell aus Erneuerbaren zu erzeugen, lägen wir unter 1,5 kg CO2e.

Untersucht wurden auch die Kosten der Elektrolyseanlagen selbst. Für zentrale Anlagen mit 100 MW, aber auch für den dezentrale Anlagen mit 5 MW, wurde die Kostenentwicklung bis 2030 modelliert, und zwar die Kosten des gesamten Systems, also nicht nur des sog. „Stacks“. 

Details dazu von der Österreichischen Energie-Agentur

Auch teilweise thermische Gebäudesanierung macht Sinn!

Eine von der Österreichischen Energie-Agentur durchgeführte Studie hat ergeben: Eine thermische Teilsanierung von Bestandsgebäuden, die für viele leichter finanzierbar ist, erreicht im Vergleich zur Idealvorstellung  der  umfassenden  Sanierung  ein  sehr  gutes, eventuell sogar besseres  Kosten-Nutzen- Verhältnis  unter  der  Voraussetzung,  dass  das  Energiesystem  ebenfalls  erneuert  wird. Die  Kosten  für  Teilsanierungen  sind dabei zwischen 10 und 70 % je eingesparter Tonne CO 2eq  niedriger als bei einer umfassenden  Sanierung, bei  den  Einfamilienhäusern  liegen  die  Unterschiede  zugunsten  der  Teilsanierung  zwischen  10  und  30 %,  bei  den  Mehrfamilienhäusern  und  mehrgeschossigen Wohnbauten bei an die 70 %. Trotzdem können bei Teilsanierungen bis zu 70% des Energiebedarfs eingespart werden.

Eine Teilsanierung kann insgesamt  das  Sanierungsniveau  im  Gebäudebestand  verbessern  sowie  relevante Einsparungen und Emissionsreduktionen erzielen. Dies vor allem im Hinblick auf den gegebenen, veralteten Bestand von rund 600.000 Heizungsanlagen in Österreich, die älter als 20 Jahre und oftmals überdimensioniert sind. 

Zur Studie

Der ungebrochene Boom bei SUVs (Super Unnecessary Vehicles) macht die Treibstoffeinsparungen durch e-Autos mehr als wett.

Foto: Alexander Migl, CC BY-SA 4.0

Trotz der (langsamen) Umstellung auf Elektroautos führen Verbrauchertrends dazu, dass das Autofahren noch verschwenderischer und ungleicher wird. Eine kürzlich durchgeführte Analyse an der Uni Lund (Schweden) ergab, dass die durch Elektroautos eingesparten Emissionen durch die Zunahme benzinschluckender Sport Utility Vehicles (SUVs) mehr als aufgehoben werden. Weltweit stoßen SUVs allein mehr Kohlenstoffemissionen aus als Kanada oder Deutschland, und sie verursachen einen größeren Anstieg der Klimabelastung als die Schwerindustrie.

In der gleichen Studie wurden die 12 wichtigsten Maßnahmen zur Verringerung des Autoverkehrs in Städten untersucht. Die wirksamsten Maßnahmen sind die Einführung einer City-Maut (die die Zahl der Autos in den Städten um 12 bis 33 % reduziert) und die Schaffung autofreier Straßen und separater Radwege (die die Autonutzung um bis zu 20 % senken). Die anderen Maßnahmen sind: verkehrsberuhigte Zonen, Mobilitätsdienste für Pendler, Parkgebühren am Arbeitsplatz, Reiseplanung am Arbeitsplatz, Reiseplanung für Universitäten, Mobilitätsdienste für Universitäten, Carsharing, Reiseplanung für Schulen, personalisierte Reisepläne und Apps für nachhaltige Mobilität.

https://energypost.eu/new-research-ranks-the-12-best-ways-to-cut-car-use-in-cities/

Große Netz-Batterien für die Zwischenspeicherung erneuerbarer Energie?

 

Strom aus erneuerbarer Energie wie Wind und Photovoltaik ist in den vergangenen 30 Jahren eklatant kostengünstiger geworden und schlägt preislich die herkömmliche Produktion. Allerdings hat sich der Konsument an die ständige Verfügbarkeit gewöhnt und das können die beiden Technologien nicht über alle Zeiten bieten. Es braucht deshalb Speichermöglichkeit. Österreich hat zwar Pumpspeicherkraftwerke, welche jedoch hinsichtlich der Speicherkapazität nur einen sehr geringen Teil des (künftigen) Bedarfs abdecken können. Deshalb wird fieberhaft nach billigen, umweltfreundlichen und sicheren Stromspeichermöglichkeiten geforscht.

Die Technische Universität Graz hat 2018 eine Studie publiziert, wonach ein Abfallstoff aus der Papierherstellung, das Lignit, eine brauchbare organische Lösung ermöglicht. (https://steiermark.orf.at/stories/3069351/) Ob das von der Energie Burgenland und der Firma CMBlu nun in Angriff genommene Pilotprojekt auf dieser Technologie beruht, konnte ich nicht sicher klären, ist jedoch sehr wahrscheinlich. Laut Aussage des Entwicklers und Firmenleiters sind noch Fragen offen, aber das Pilotprojekt wird schon ausreichend abgesichert sein. Es wird sicher von vielen verfolgt werden.

https://burgenland.orf.at/stories/3158600/

Vorgesehen ist ein relativ großer zentraler Netzspeicher, ähnlich einem mittelgroßen alpinen Pumpspeicherkraftwerk. Damit erhebt sich die Frage, ob solche zentrale Anlagen sinnvoll sind oder dezentrale Speicher doch mehr Vorteile bieten.

Bei zentralen Anlagen spielt die Skalierung eine wesentliche Rolle in der Wirtschaftlichkeit. Die Beschaffungs- und bei dieser Technologie anfallenden Wartungskosten sind jedenfalls deutlich günstiger als bei dezentralen Speichereinheiten am Ort der  Erzeugung oder des Verbrauchs. Dieser Vorteil wird jedoch durch die bei der Stromübertragung im Vergleich zu anderen Energieträgern relativ hohen Kosten für die Transportleistung stark eingeschränkt. Es macht also durchaus Sinn, die Erzeugungsspitzen und die Verbrauchsspitzen an ihrem Entstehungsort (Erzeugung, Konsumation) zu puffern, indem dort Zwischenspeicher eingebaut werden. Damit könnte der vielfach geforderte massive Ausbau der Stromnetze weitestgehend verhindert werden. Dies wäre zum Beispiel durch wartungsfreie und sichere Lithium-Eisenphosphat-Akkus möglich, wenn auch zu bisher höheren Kosten.

Braucht es überhaupt noch zentrale Speichermöglichkeiten? Ja, selbstverständlich, Allerdings nehmen diese dann Aufgaben in der Stabilisierung der verbundenen Netze und Funktionen der Versorgungsqualität und -Sicherheit wahr.

Was sind die Vorteile der dezentralen bzw. lokalen Speicherbatterien? Diese reduzieren die Belastung der Netze und tragen damit wesentlich zur lokalen Versorgungsqualität bei durch Spannungsstabilisierung und allenfalls lokale Versorgung in Energiegemeinschaften. Diese werden letztlich nur funktionieren, wenn abgerufene Leistung auch jederzeit lokal bereitgestellt werden kann. Damit stehen wir noch am Anfang der Entwicklung. Jedenfalls wird eine dezentrale Speicherung die Krisensicherheit deutlich erhöhen, was langfristig bis zu einem lokal oder gar regional unabhängig zu betreibenden Stromnetz führen kann. Wie auch bei anderen Gütern des täglichen Bedarfs erfordert es nicht nur Technologie, sondern in erster Linie eine funktionierende und stabile Organisation der Versorgung. Das braucht neue Übereinkünfte und Regeln wofür noch viele Fragen zu klären sind.

Günter Bramböck

Wieviel Ackerfläche nutzt Österreich für Biokraftstoffe?

Das ist eine Frage, die nicht leicht zu klären ist. Weil dies aber wichtig ist für unsere Energiezukunft soll das am Beispiel Biodiesel und Bioethanol eruiert werden.

Im Jahr 2020 wurde in Österreich 292.583 t Biodiesel produziert. Ein sehr großer Anteil stammt aus Altspeisefett und zB. tierisches Fett. Ein knappes Drittel kommt in Form von Ölfrüchten vom Acker und zwar hauptsächlich Raps (28%) und etwas Soja(4%). Da in Österreich die Erntemenge an diesen Ölfrüchten deutlich darüber liegt, kann davon ausgegangen werden, dass fast alles auf inländischen Äckern produziert wurde. Der Flächenbedarf für diese beiden Ackerfrüchte beträgt in Summe knapp 67.000 ha. Der Energieertrag 2020 aus den angeführten Rohstoffen liegt bei etwa 962 GWh.

Zur Erzeugung von Bioethanol besteht ein großes Werk in Niederösterreich dessen Produktion derzeit etwa zur Hälfte exportiert wird. Insgesamt wurden 2020 in Österreich 175.448 t Bioethanol hergestellt. Knapp 70% der Menge wurde aus Mais (32%) und Getreide (37%) erzeugt. Es ist davon auszugehen, dass diese Feldfrüchte in Ostösterreich geerntet worden sind. Entsprechend den unterschiedlichen Erträgen ist in Summe eine Fläche von etwas über 52.000 ha für die Produktion erforderlich. Der Energieertrag 2020 aus diesen Rohstoffen liegt bei etwa 968 GWh. 

In den angeführten Energieerträgen von zusammen knapp 2.000 GWh bleibt unberücksichtigt, dass für Bodenbearbeitung, Düngung, Transport, Verarbeitung usw. schon etwa 1400 GWh an - zu einem erheblichen Teil - fossiler  Energie eingesetzt werden mussten. Der reine Energieertrag bei beiden Treibstoffen zusammen ist somit nicht höher als 600 GWh (das entspricht weniger als 1% des jährlichen Stromverbrauchs in Österreich).

Weitere Nachteile oder Vorbehalte bei dieser Art von Energiegewinnung:

• Grund- und Oberflächenwasser Beeinflussung durch Düngung

• Wasserverbrauch für Bewässerung

• Einsatz von Spritzmitteln (u.a. Herbizide wie Glyphosat) sowie Neonicotinoiden

• Hohes Treibhausgaspotenzial des anfallenden Lachgases (Überkompensation des Beitrags zum Klimaschutz)

• Bedarf an Agrarförderung

• Sehr schlechte Energieeffizienz in der späteren Nutzung (analog fossiler Energie)

Und was ist die Alternative?

Die Produktion von Ölsaaten zur Treibstoffproduktion benötigt natürlich vor allem Sonnenenergie. Es soll deshalb abgeschätzt werden, wieviel Energie bei direkter Umwandlung der Sonnenenergie auf diesen Flächen gewonnen werden kann. Es geht also um eine Gesamtfläche von knapp 120.000 ha. Je Hektar ist die Errichtung von Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von ca. 750 kWp möglich. Damit könnten in Ostösterreich aus der angeführten Fläche etwa 107.000 GWh oder 107 Terrawattstunden (TWh) pro Jahr an elektrischer Energie erzeugt werden. Zum Vergleich: 2020 wurden in Österreich insgesamt etwa 70 TWh elektrische Energie verbraucht. Die für Biokraftstoffe benötigte Fläche würde also alleine ausreichen um etwa 50% mehr Strom zu erzeugen als aktuell hier verbraucht wird.

Ja, aber:

So manche Mitbürger*innen wollen keine Freiflächen-Photovoltaik, weil das die Natur zerstöre.

Warum genau das Gegenteil bereits erwiesen ist, kann im diesbezüglich am 22.4. geschriebenen Beitrag nachgelesen werden.

Günter Bramböck