Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. (SFV)

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21.06.2007, Ulrich Böke:

Energieeffizienz & Spaß
mit 100 % Erneuerbaren Energien

Theoretischer Vergleich eines Motorrollers mit Elektroantieb und Etanolantrieb

Dieser Artikel zeigt an einem Beispiel aus dem Bereich des Verkehrs, mit welch enormer Effizienzsteigerung Elektrizität und Erneuerbare Energien unser Leben bereichern können. Die Firma Vectrix in den USA hat einen Motorroller mit elektrischem Antrieb entwickelt, dessen Energieverbrauch und mögliche Energiequellen in diesem Artikel beschrieben werden.

Dieses Fahrzeug verfügt über eine enorme Beschleunigung, weil der Motor kurzfristig das doppelte Drehmoment und die doppelte Motorleistung erzeugen kann. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 100 km/h, und er verbraucht dabei sehr wenig Energie. Eine aufladbare Nickelmetallhydrid Batterie mit 3,7 kWh Kapazität soll diesem Roller zu Reichweiten von bis zu 110 km verhelfen.

Das Aufladen einer leeren Batterie verbraucht 5,5 kWh aus der Steckdose. Dies ergibt einen Energieverbrauch von nur 5 kWh/100km und berücksichtigt den Wirkungsgrad des Ladegerätes von 80 % sowie einen Wirkungsgrad der Batterie beim Aufladen von 84 %. Für eine Beispielrechnung nehmen wir an, dass der Besitzer eines Rollers 8000 km im Jahr zurücklegt z.B. 250 Tage a 32 km. Hierzu muss die Batterie 73 mal voll aufgeladen werden und verbraucht dabei 402 kWh Strom aus der Steckdose. Diese Menge an Elektrizität kann man zum Beispiel mit 4 m2 Photovoltaikmodulen entsprechend 0,5 kWp Nennleistung erzeugen. Wenn der Besitzer des Motorrollers eine solche Photovoltaikanlage oder Anteile an einer größeren Photovoltaikanlage besitzt, fährt er nachhaltig ohne CO2-Emissionen. Natürlich könnte der Strom auch aus anderen erneuerbaren Energiequellen stammen. Aber es ist hier ausdrücklich Photovoltaik ausgewählt worden, um den Flächenbedarf mit einem anderen Energieträger im nachfolgenden zu vergleichen. Denn hier wir es spannend.

Bislang werden Motorroller fast ausschließlich von Verbrennungsmotoren angetrieben. Die Firma Suzuki bietet mit ihrer Burgman Serie solche Motorroller an, denen der Vectrix Motorroller recht ähnlich ist. Zum Vergleich wollen wir deshalb den Burgman 125 heranziehen, der eine vergleichbare Höchstgeschwindigkeit von 105 km/h besitzt. Im Internet findet man von Fahrern dieses Motorrollers die Information, dass er 3,7 Liter Benzin auf 100 km verbraucht. Um nun den Vergleich mit dem Elektroroller anzustellen, nehmen wir an, dass man den Burgman Motorroller nach entsprechenden Umbauten auch mit 100% Ethanol betreiben kann. Verschiedene Autos werden bereits für den Betrieb mit Flexfuel (0...85% Ethanol +Benzin) insbesondere in Brasilien und Schweden angeboten. Da der spezifische Energieinhalt von Ethanol etwa ein Drittel geringer ist als der von Benzin, haben ethanolangetriebene Fahrzeuge erfahrungsgemäß einen 30% höheren Verbrauch. Damit erhöht sich der Verbrauch des Motorrollers von 3,7 l/100km Benzin auf etwa 4,8 l/100km Ethanol. In unserem Beispiel mit einer jährlichen Fahrleistung von 8000 km ergibt sich hiermit ein Verbrauch von 385 Litern Ethanol im Jahr. Ethanol ist einer der edelsten Biokraftstoffe und ein gutes Beispiel dafür, wie sich Landwirte zu Energiewirten weiterentwickeln können. Mit Zuckerrüben kann man etwa 0,4 Liter Ethanol pro Quadratmeter Anbaufläche und Jahr erzeugen. Für die 385 Liter Ethanol des Motorrollers benötigt man also 962 m2 Anbaufläche. Im Vergleich mit dem durch Photovoltaik versorgten Elektroroller ist dies ein Faktor 240 mehr!
Woran liegt dies? Erstens hat der Elektroantrieb des Vectrix Motorrollers bereits einen um den Faktor 5,7 geringeren Energieverbrauch. Der geschätzte Ethanolverbrauch von 4,8 Liter auf 100 km eines (umgebauten) Burgman Motorrollers entspricht 28,3 kWh auf 100 km im Vergleich zu den 5 kWh/100km des Vectrix Motorrollers. Zweitens hat die Photosynthese nur einen bescheidenen Wirkungsgrad von 0,1 % bis 2,4 %. In unserem Beispiel ergeben sich 0,24% Wirkungsgrad für die Umwandlung von Sonnenlicht in Deutschland (1000 kWh/m2a) in Ethanol (0,4 Liter/m2 und 5,9 kWh/Liter). Im Vergleich hierzu hat Photovoltaik einen deutlich besseren Wirkungsgrad, der mit 10% berücksichtigt worden ist. In der Praxis ergeben sich Werte zwischen 6% bei Dünnfilm- Photovoltaikmodulen und bis zu 18% bei Solarmodulen mit kristallinen Solarzellen. Hieraus ergibt sich ein weiterer Faktor von 42 zugunsten der Photovoltaik. Damit wird der Wert von Bio-Ethanol an sich nicht in Frage gestellt. Aber dieses Beispiel macht deutlich, wie wertvoll gespeicherte Energie ist. Hierzu gehört neben dem Bio-Ethanol auch das Erdöl, das die Natur in Hunderten von Millionen Jahren aus Pflanzen produziert hat. Und beides, Bio-Ethanol wie auch Erdöl, sind eigentlich zu wertvoll, als es für den Individualverkehr zu verwenden.

Der Strom für Elektroroller soll aber nicht ausnahmslos aus Photovoltaik kommen. Die zu künftige Energieversorgung aus 100 % Erneuerbaren Energien wird viele Energietechnologien berücksichtigen, die sich jahreszeitlich und geografisch ergänzen. Aber für das oben angeführte Beispiel ist die Photovoltaik besonders geeignet.

Elektroroller

Das Beispiel für die Energieeffizienz lässt sich auch noch erweitern. Die Firma Tesla Motors, ebenfalls in den USA, testen derzeit ihre Elektroautos, deren Energieeffizienz um Längen besser ist als die von Autos mit Verbrennungsmotoren. Dies ist eine spannende Entwicklung.
Energieeffiziente Produkte und erneuerbare Energietechnologien werden sich gegenseitig befruchten, voneinander profitieren und einen nachhaltigen Lebensstandard ermöglichen, der Spaß macht.



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