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Autor Thema: Das Märchen vom E-Auto bzw. Elektroauto (Tesla und co.)  (Gelesen 2775 mal)

Medizinmann99

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Das Märchen vom E-Auto bzw. Elektroauto (Tesla und co.)
« am: 12. September 2017, 11:07:43 »

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von hier:
http://www.mmnews.de/wirtschaft/29128-das-maerchen-vom-e-auto
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Das Märchen vom E-Auto                       
  12. September 2017        Es gibt keine bessere Energie für Motoren als fossile Brennstoffe. Der Umweg über eine Batterie kostet letztlich mehr und ist auch nicht umweltschonender - denn ein E-Auto fährt indirekt mit Kohle oder Atomstrom. Dabei steht die Umweltschädlichkeit eines Hochleistungsakkus noch gar nicht auf der Rechnung.
 Von Prof. Dr.-Ing. Hans-Günter Appel
 Autos müssen die Energie für ihren Antrieb mitführen. Der Energiespeicher soll möglichst leicht und klein sein und viel preiswerte Energie fassen. Auch der Motor, der die gespeicherte Energie in mechanische Energie umwandelt, sollte gleichfalls klein, leicht und preiswert sein und zusätzlich nur geringe Verluste bei der Umwandlung haben. Dies sind die grundsätzlichen Forderungen an einen Autoantrieb. Können sie von Elektroautos erfüllt werden?
 
  Wie viel Energie muss ein Auto mitführen?  Unsere Autos fahren heute mit einer Tankfüllung zwischen 500 und 1000 Kilometer. Der durchschnittliche Verbrauch liegt bei 8 Liter Treibstoff je 100 Kilometer. Ein Liter Treibstoff erzeugt rund 10 Kilowattstunden (kWh) Wärme, von denen im Verbrennungsmotor etwa ein Drittel in mechanische Energie umgewandelt wird. Der Rest geht als Abwärme verloren oder wird zum Heizen des Autos genutzt. Wir brauchen also 25 kWh Antriebsenergie für 100 km Fahrstrecke. Für 500 km müssen wir 40 Liter Treibstoff tanken. Dafür werden weniger als 2 Minuten gebraucht.
 
  Geringe Energiedichte von Batterien  Wenn wir mit einem Elektroauto gleichfalls 500 km fahren wollen, müssen wir in Batterien 140 kWh speichern, weil auch noch rund 10 Prozent der Energie in den Elektromotoren verloren geht. Nach dem heutigen Stand der Technik ist die Energiedichte, die Energiemenge je kg Batterie, gering. Zum Speichern  von 1 kWh wird eine 7 kg schwere Batterie benötigt. Für 500 km Fahrstrecke  muss eine Tonne an Batterien in das Auto eingebaut werden.
 
 Nun glauben die Befürworter der Elektroautos, es könnten und würden Batterien mit einer viel höheren Energiedichte  entwickelt werden. Nach Auskunft von Kollegen, die auf dem Gebiet der Elektrospeicherung forschen, ist es theoretisch möglich, 1 kWh Strom in einer Batterie von 1 kg zu speichern.
 Als realistisch wird in ferner Zukunft  eine Energiedichte von 1kWh je 3 kg Batterie gesehen. Mit anderen Worten. Selbst theoretisch gibt es keine ausreichend leichten Batterien. Die Kollegen haben darum gebeten, nicht genannt zu werden, weil sie nicht nur um staatliche Forschungsaufträge fürchten, sondern aufgrund solcher öffentlich geäußerten Forschungsergebnisse mit persönlichen Nachteilen bedroht wurden.
 
  Lange Ladezeiten und hohe Leistungen  Um das Referenzauto wieder aufzuladen, müssen wir es für sieben Stunden an eine Ladestation mit einer Leistung von 20 Kilowatt (KW) anschließen. Das Tanken mit Treibstoff dauert dagegen nur 2 Minuten. Doch damit nicht genug. Leistungen von 20 kW sind in einer Hausinstallation nicht vorgesehen. Es müssen also zumindest im Haus neue stärkere Leitungen installiert werden. Wenn dann auch die Nachbarn ihre Elektroautos aufladen wollen, müssen die lokalen Leitungen verstärkt werden. Es sind neue Installationen im Niederspannungsbereich erforderlich, die viel Geld und viel Kupfer benötigen.
 
 Noch abenteuerlicher sind Schnellladestationen, auf die mancher Politiker setzt. Prof. Dr.-Ing. Helmut Alt von der TH Aachen hat vorgerechnet, dass so ein  „Super-Charger“, der einen 100 kWh-Akku in 10 Minuten aufladen kann, eine eigene Trafostation braucht. Die dicken  Anschlusskabel können nur noch mit einem Kran bewegt werden und müssen mit Kühlschlangen vor Überhitzung geschützt werden.
 
  Woher soll der Ladestrom kommen?  Doch woher soll der Strom zum Aufladen der Batterien kommen? Wenn die 40 Millionen Autos in Deutschland (ohne Lastkraftwagen und Busse) im Mittel nur mit einer Leistung von einem Kilowatt aufgeladen werden, brauchen wir eine Leistung von 40.000 Megawatt. Das ist die Leistung von 40 großen Kraftwerken, die nach dem derzeitigen Stand in Deutschland nur mit Kohle betrieben werden können, weil die Aufladung weitgehend nachts läuft, wenn die Sonne nicht scheint und häufig auch der Wind nicht weht.
 Doch nachts ist der Strombedarf geringer. Daher kann die Hälfte des Strombedarfs zum Aufladen der Autobatterien aus den vorhandenen konventionellen Kraftwerken kommen. Doch 20 neue große Kohlekraftwerke müssen gebaut werden. Es wird nicht möglich sein, die für Elektroautos benötigte Energie durch regenerative Anlagen als Ökostrom bereit zu stellen. Dies ist den Ökofanatikern und Umweltideologen mit Sicherheit nicht klar. Sonst würden sie solche nicht erfüllbaren Forderungen nicht stellen.
 
  Elektroantrieb ist sehr teuer  Die Energiekosten für Elektroautos sind wesentlich höher als die Kosten für ein Auto mit Verbrennungsmotor, wie die folgende Überschlagsrechnung zeigt. Für 100 km werden 8 Liter Benzin benötigt zum Preis von 1,30 Euro, also 10,40 Euro.  Dieselfahrzeuge brauchen 7 Liter Treibstoff zum Preis von 1,10 Euro, also 7,70 Euro.  An Elektroenergie brauchen wir 28 kWh, für die wir zurzeit 0,30 Euro pro kWh zahlen müssen. Das sind 8,40 Euro. Auf den ersten Blick also könnte das Elektroauto trotz des hohen Strompreises im Energieverbrauch mit den Verbrennungsmotoren konkurrieren. Enorm hoch dagegen sind die Kosten für die Batterien.
 Die Produktionskosten zum Speichern einer Kilowattstunde liegen heute bei 200 Euro. Der Verkaufspreis muss mit 500 Euro je kWh angesetzt werden. Bei einer Großserienproduktion kann man mit einer Halbierung dieser Kosten rechnen. Eine Autobatterie mit 140 kWh Kapazität kostet also mehr als 30.000 Euro. Die Batterie muss nach etwa 7 Jahren ersetzt werden, bei einer Fahrleistung von 15.000 km im Jahr nach 105.000 km.
 Zu den Stromkosten von 8,40 Euro kommen also noch 28 Euro Batteriekosten pro 100 km hinzu. Die Energie für ein Elektroauto ist also viermal teurer als für ein Auto mit Verbrennungsmotor. Hinzu kommt noch der Energieverlust bei langen Standzeiten. Denn eine Batterie entlädt sich, wie wir alle wissen.
 
 Zur Herstellung einer Batterie mit einem Ladevermögen von 1 kWh werden rund 500 kWh Primärenergie gebraucht. Unsere beschriebene Autobatterie benötigt allein zu ihrer Herstellung die Energie  aus 7.000 Liter Rohöl, aus dem mehr als 6.000 Liter Treibstoff destilliert werden können. Damit kann ein Auto mit Verbrennungsmotor 75.000 Kilometer fahren.
 
  Verfügbarkeit und Entsorgung der Batteriestoffe ist ungeklärt  Bisher wurde offensichtlich nicht darüber nachgedacht, ob für die benötigten Batterien in der Welt überhaupt die notwendigen Rohstoffe vorhanden sind. Für die Hochleistungsbatterien wird Lithium, Kupfer, Kobalt und Mangan in großen Mengen benötigt. Unklar ist auch, ob und wie die Batterien  wiederverwendet (recycled) oder entsorgt werden können.
 
  Zusammenfassung  Die Autotreibstoffe sind wegen ihrer hohen Energiedichte und einfachen Handhabung optimal. Wenn sie nicht als fossile Brennstoffe vorlägen, würden sie mit hoher Sicherheit heute synthetisch hergestellt. Die Verfahren dazu wurden in Deutschland im letzten Krieg entwickelt. Sie sind allerdings teuer und energieaufwendig. Die fossilen Treibstoffe sind viel günstiger.
 Der Strom für Elektrofahrzeuge muss in Kohle- oder Kernkraftwerken erzeugt werden. Ökostrom steht in den erforderlichen Mengen und zu den gewünschten Zeiten nicht zur Verfügung, selbst wenn man Deutschland mit einem dichten Wald von Windgeneratoren überzieht und alle Dächer mit Solarzellen bestückt. Die Forderung nach Elektroautos ist ein teurer Marsch in eine Sackgasse.
 
  Wie sollte die Entwicklung weiter gehen?  Nach dem derzeitigen Kenntnisstand sollte die Entwicklung des Dieselmotors weiter betrieben werden. Er hat den höchsten Wirkungsgrad, verbrennt also die geringste Treibstoffmenge. Das ist ein entscheidender Beitrag zum Umweltschutz. Die Abgasreinigung sollte vorwiegend durch Optimieren des  Verbrennungsvorganges geschehen.
 Abgasreinigungen durch Filter und nachgeschaltete chemische Prozesse kosten Energie und damit zusätzlichen Treibstoff. Es ist sorgfältig abzuwägen, welcher Weg die Umwelt am Meisten schont. Unverständlich ist die Diskussion über den Ausstoß von Stickstoffoxiden der Dieselfahrzeuge. Die geringen Werte führen bei Menschen und Tieren zu keinerlei Gesundheitsschäden.
 Der medizinische Grenzwert für Arbeitsplätze ist über 20-mal höher als der politisch festgesetzte Grenzwert in Städten. Außerdem sind die Stickstoffoxide Dünger auf unsere Felder, wenn sie durch den Regen aus der Luft ausgewaschen werden.
 Der derzeitige politische Aktionismus durch eine einseitige Bewertung mit unsinnigen Grenzwerten ist kontraproduktiv. Der Grenzwert in Städten sollte umgehend aufgehoben werden oder auf den medizinisch begründeten Grenzwert für Arbeitsplatzkonzentrationen angehoben werden. Mit dieser Maßnahme lässt sich eine umweltschonende Weiterentwicklung des Dieselmotors anschieben.
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« Letzte Änderung: 18. Oktober 2017, 12:57:22 von Medizinmann99 »
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Re: Das Märchen vom E-Auto
« Antwort #1 am: 12. September 2017, 11:26:24 »

von hier:
http://www.mirko-doelle.de/?pagename=Wasserstoff-Luege

Die Wasserstoff-Lüge
Warum Autos mit Brennstoffzellen die Umwelt nicht entlasten
Seit Jahren wird von der Politik, den Automobilkonzernen und sogar Umweltverbänden das Wasserstoff-Auto als die Lösung unserer Abgasprobleme schlechthin propagiert -- schließlich kommt aus dem Auspuff so genannter No Emission Cars nur reiner Wasserdampf. Ein Blick auf die industrielle Wasserstoffgewinnung zeigt jedoch die Kehrseite der Medalie.
Wasserstoff als Treibstoff für Autos und LKW scheint die ideale Alternative zum heute gebräuchlichen Benzin und Diesel zu sein. Selbst Flugzeuge könnten in Zukunft schadstofffrei mit Wasserstoff um den Erdball fliegen, falls die zur Stromerzeugung nötige Brennstoffzelle, in der sich Wasserstoff und Sauerstoff zu reinem Wasser verbinden, leicht genug ist. Giftige Abgase wie Stickoxyde (NOx) oder Kohlenmonoxyd (CO) sowie das Treibhausgas Kohlendioxyd (CO2) entstehen bei der "kalten Verbrennung" in der Brennstoffzelle nicht. Insofern ist ein mit reinem Wasserstoff und Sauerstoff betriebenes Auto tatsächlich umweltfreundlich, während der Fahrt entweicht aus dem Auspuff lediglich Wasserdampf.

 Problemfall Elektrolyse
Der Haken an der Sache ist die Herstellung und Verteilung des Treibstoffs, also des Wasserstoffs. Jedes Schulkind in der Mittelstufe kennt den Elektrolyse-Versuch [1] aus dem Chemie-Unterricht, bei dem zwei Elektroden in ein mit Wasser gefülltes U-Rohr getaucht und eine Spannung angelegt werden. An der Kathode (Minus-Pol) bildet sich dann Wasserstoff-Gas, während an der Anode (Plus-Pol) Sauerstoff aufsteigt -- ist das Wasser nicht chemisch rein, können zudem noch einige giftige Nebenprodukte aus der Elektrolyse enthaltener Salze entstehen.

Wie umweltfreundlich der per Elektrolyse gewonnene Wasserstoff letztlich ist, hängt vor allem von der Art und Weise ab, wie der zur Elektrolyse notwendige Strom gewonnen wird. Bei der Elektrolyse von Wasser liegt der Wirkungsgrad bei gerade einmal 70 Prozent [2], was den erzeugten Wasserstoff je nach Energiequelle sehr teuer macht. Billiger Atomstrom wäre perfekt geeignet, um billigen Wasserstoff per Elektrolyse herzustellen, dies ist jedoch (nach gängiger Meinung) umwelttechnisch nicht vertretbar -- für eine gute Umweltbilanz muss der Elektrolyse-Strom aus alternativen Erzeugungsverfahren wie Biogas, Wind oder Solartechnik stammen. Diese umweltfreundliche Stromerzeugung ist jedoch auch sehr teuer.

Ein weiteres Problem bei Wasserstoff ist der Transport zu den Tankstellen: Das Gas ist leicht entzündlich bis explosibel und besitzt ein sehr hohes Volumen (ca. 90 Gramm pro Kubikmeter) [3], es kann daher wirtschaftlich nur in flüssigem Zustand (ca. 70 Kilogramm pro Kubikmeter) bei einer Temperatur von -252 Grad Celsius ausgeliefert werden, was hohe Anforderungen an den Transportbehälter stellt und damit den Transport teuer macht.

 Dampfreformierung als billige Alternative
 
Die Industrie hat für beide Problembereiche, der teuren Wasserstoff-Elektrolyse und dem Transport, deutlich wirtschaftlichere Verfahren zur Wasserstoffherstellung vor Ort gefunden: Die Dampfreformierung (Steam Reforming) von Kohlenwasserstoffen [4][5]. Damit wird heute praktisch der gesamte industriell genutzte Wasserstoff gewonnen.

Beim Steam Reforming wird Wasserdampf mit Erdgas, Leichtbenzin, Methan, Methanol [6] oder andern leicht flüchtigen Kohlenwasserstoffen vermischt und je nach Gemisch auf 250 bis 800 Grad Celsius erhitzt. Mit Hilfe einer wasserstoffdurchlässigen Membran, die zum Beispiel aus einer Palladium-Silber-Legierung besteht, wird der Wasserstoff aus dem Dampfgemisch abgeschieden, übrig bleiben je nach Ausgangsgemisch Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd sowie, bei Gasgemischen wie Erdgas, weitere Gasrückstände -- letztlich also giftige Gase und Treibhausgase.

Für Tankstellen ist die Dampfreformierung ideal: Da ohnehin Benzin, Autogas oder Erdgas angeboten werden, kann Wasserstoff aus den vorrätigen Treibstoffen mit geringem technischem Aufwand reformiert werden -- es bedarf weder großer, aufwändiger Tieftemperatur-Tanks für den Wasserstoff noch neuer Tankfahrzeuge, der Wasserstoff wird lediglich in einem kleinen Behälter zwischengelagert und je nach Abverkauf direkt aus Benzin oder Gas reformiert.

Es ist illusorisch zu glauben, dass die Ölkonzerne trotz der günstigen Dampfreformierung ein aufwändiges, flächendeckendes Netz aus Wasserstoff-Tankstellen aufbauen, die mit einer Flotte Tieftemperatur-Tankern und umweltfreundlich eletrolysiertem flüssigem Wasserstoff versorgt werden -- die Preise für den Kubikmeter Wasserstoff wären schlicht astronomisch.

 Abfallprodukt Treibhausgase
Für die Umwelt bedeutet die Dampfreformierung von Wasserstoff, das zukünftig die Abgase und Treibhausgase nicht mehr aus den Auspuffen der Autos kommen, sondern aus den Schornsteinen der Tankstellen. Die Bilanz fällt ernüchternd aus: Anstatt Gas und Benzin direkt im Motor zu verbrennen, wird es aufwändig erhitzt und gleich danach stark gekühlt, was viel Energie kostet und damit weitere Treibhaus- und Abgase nach sich zieht.

Auch die Brennstoffzelle hat keinen optimalen Wirkungsgrad von 100 Prozent, sondern liegt bestenfalls bei 50 bis 60 Prozent [7], der Elektromotor im Auto verursacht weitere Verluste. Moderne Dieselmotoren hingegen haben einen Wirkungsgrad von bis zu 65 Prozent, Ottomotoren erreichen bestenfalls 35 bis 40 Prozent [8]. Zusammen mit dem schlechten Wirkungsgrad der Dampfreformierung ist ein Wasserstoffantrieb damit deutlich ineffizienter als ein moderner Verbrennungsmotor, es entstehen beim Wasserstoffantrieb also insgesamt mehr Treibhausgase als bei der direkten Verbrennung.

Der einzige umwelttechnisch sinnvolle Ausweg ist derzeit die Dampfreformierung von Biomasse und Biogasen direkt an den Tankstellen -- dabei wird maximal so viel Kohlendioxyd frei, wie beim Wachstum der Pflanzen aufgenommen wurde. Bis jedoch Gülle-LKW von Tankstelle zu Tankstelle fahren, dürften noch einige Jahrzehnte ins Land gehen; so lange sorgen die No Emission Cars mit Wasserstoffantrieb nur dafür, dass die Treibhaus- und Abgase lediglich an einer anderen Stelle und in größerer Menge entstehen. (Mirko Dölle)

[1] http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrolyse
[2] http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrolyse#Elektrolyse_von_Wasser
[3] http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoff
[4] http://de.wikipedia.org/wiki/Dampfreformierung
[5] http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoff#Molekularer_Wasserstoff_2
[6] http://de.wikipedia.org/wiki/Methanol-Reformer
[7] http://de.wikipedia.org/wiki/Brennstoffzelle
[8] http://de.wikipedia.org/wiki/Wirkungsgrad
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Re: Das Märchen vom E-Auto
« Antwort #2 am: 15. September 2017, 22:49:27 »

Es gibt noch einen wichtigen Punkt, der in diesem Text noch gar nicht erwähnt wurde...und zwar sitzt man beim E-Auto in einem ziemlichen Elektrosmog, da klarerweise die ganze Energie, und das ist nicht wenig, direkt an einem vorbeigeführt wird und man dabei in einem Faradayschen Käfig sitzt. "Besonders gesund" dürfte das nicht sein, insbesondere, wenn man damit viel fährt.
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Re: Das Märchen vom E-Auto bzw. Elektroauto (Tesla und co.)
« Antwort #3 am: 18. Oktober 2017, 13:01:00 »

Letztes Update am Mi, 18.10.2017 06:59

Tesla brannte bei Unfall in Pians komplett aus: 19-Jährige verletzt

Die Frau war bei einer Baustelle auf der Arlberg Schnellstraße gegen eine Betonwand gekracht. Sie verletzte sich, am E-Auto entstand Totalschaden.

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Gegen Wand gekracht
18.10.2017 06:47
Tirol: Tesla brannte nach Unfall komplett aus

Im letzten Moment hat sich eine 19 Jahre alte Innsbruckerin am Dienstag aus ihrem brennenden Tesla retten können. Die junge Frau war auf der Arlberg Schnellstraße bei Pians mit ihrer Elektrolimousine gegen eine Betonleitwand gekracht, der Tesla begann sofort zu brennen.
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Hier noch ein Video dazu (ganz unten):
http://anonym.to?http://www.unsertirol24.com/2017/10/18/oberland-elektroauto-geht-in-flammen-auf-video/
« Letzte Änderung: 20. Oktober 2017, 19:19:52 von Medizinmann99 »
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« Letzte Änderung: 17. Oktober 2018, 11:23:56 von Medizinmann99 »
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Re: Das Märchen vom E-Auto bzw. Elektroauto (Tesla und co.)
« Antwort #5 am: 12. März 2018, 18:58:07 »

Siehe dazu auch den folgenden, sehr schönen Text (englisch):
http://ludens.cl/philo/electric.html
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The truth about electric cars
Much has been said and written about the fabulous future awaiting electric cars. Some manufacturers are actively offering some electrical vehicles, others are selling hybrid cars, and a lot of talk goes around about hydrogen cars, fuel cells, and so on. Prompted by the ever increasing prices for fossil fuels, many people are given serious thought to the idea of replacing their present, expensive to operate conventional car by a modern electrical, hybrid or hydrogen-powered “ecological” car. The companies making them are aggressively promoting their products, promising much reduced operational costs, almost complete environmental friendliness, and so on.

It’s interesting to note that electric cars hit the roads well before gasoline driven cars did. But they fell out of favor, and gasoline won over batteries and all else as the energy carrier of choice. Why? Pure greed and power of the oil companies? Hardly…

I have kept silent for a long time, but I feel I must now contribute a little bit to public knowledge and clear up some myths and misconceptions surrounding these issues, and de-base the outrageous claims made by manufacturers of electric vehicles! To avoid any misunderstandings, I would like to state that I'm in no way connected to any fossil fuel interests, and that I would like most dearly to see the present cars replaced by something better and more ecological. But I hate seeing ignorant people misled by other, more clever people, who don't see anything wrong in misrepresenting some facts and in obscuring others, in order to sell their products.
First myth: Electric cars have lower operational cost than gasoline cars.
Several companies that offer electric cars praise their lower operational cost. A typical calculation goes like this:

Your present car needs 10 liters of gasoline to go 100 kilometers. At 1.3 Euro per liter, that makes 13 cents per kilometer. Our super duper electrical car needs only 15 kWh of electricity for those 100 kilometers. At 8 cents per kWh (night time rate), that's only  1.2 cents per kilometer! Look how much money you will be saving!

The calculation in itself might be correct, but it colors some facts, and completely omits other, very important ones! For starters, the 10 liters per 100 kilometers stated there are valid for a large, heavy car, which can take five passengers and a significant amount of load, has air conditioning, and is being driven fast. The 15kWh per 100 kilometers instead are for a tiny minimal electric car that seats two people, with no cargo, and goes at half the speed of the gasoline car. Talk about comparing apples to oranges.

Will you come home in your electric car, park it, then wait until midnight or whenever the electricity rate drops (if it does at all!), and then plug it in? Most people won't have the discipline to do that, nor the technical inclination to use a timer, even if the latter is easy to do. Also, there will be many cases when you will be forced to recharge your car during the day, at high electricity cost. So the 8 cents per kWh might turn into 20 or more.

But electricity is not nearly the most important factor in operational cost! What the electric car manufacturers try to hide from the clients is the huge operational cost caused by battery replacement! Unfortunately the batteries don't last very long, and they are expensive. A typical lead acid battery used for an electric car might store 1kWh for 200 times before its lifetime is over, and might cost  80 Euro. You need several of those batteries for a small electric car, of course. Anyway, with 80 Euro worth of battery storing a total of 200kWh over its lifetime, you have 40 cents per kWh of stored energy, in battery replacement cost alone!!!  So, the battery replacement cost for a tiny electric car is about the same as the gasoline cost for a big conventional car! How's that for an important fact hidden by the seller?

And that's considering lead-acid batteries, which are the least expensive of all available options! They are heavy, use nasty sulfuric acid, and so some electric car makers are tempted to use better battery technology, such as one of several nickel chemistries, or even lithium. Nickel lasts longer than lead, lithium lasts about the same or less than lead, but both are more expensive than lead. As a result, nickel batteries cost more per kWh stored over their lifetime, and lithium batteries cost very much more!

So, the very simple fact is that for an electric car, battery replacement cost alone is higher than the entire operational cost of a similarly sized gasoline car!

 It comes as a minor, insignificant addition that the electric car makers don't mention the losses due to charge efficiency of a battery not being 100%. The battery needs more charge (Amperehours) put into it, then it will give back, and it needs to be charged at a higher voltage than what it will give back. The two things compound to make a battery about 70 to 80% efficient, at most. Also, the chargers have some losses, even if they are small. As a result, if the manufacturer states that his car will go 100 km with a charge of 15kWh in the batteries, you will need to buy about 20kWh of electricity to recharge the car after that.

The bottom line is that the total operational cost of an electric car is easily 30% higher than that of a gasoline powered car of the same size and weight, AND that the electric car can take only half as many passengers, because the rest of its room and loading capacity are used up by the batteries!
 
Second myth: Electric cars don't pollute
It's true that a properly built and maintained electrical car doesn't cause any detectable pollution as it moves along. It generates no exhaust, and almost no motor noise. But where did its electricity come from? Was it a coal burning plant, which churns out massive amounts of greenhouse gas? Was it a nuclear plant, which uses a scarce resource not unlike fossil fuel (uranium)  and generates small amounts of extremely dangerous and long lasting waste? Was it a hydro plant, which dramatically changed the environment of a large valley, and usually not for the best? Or a wind turbine, which causes lots of noise and kills birds by the thousands? Or a solar plant, which took more energy to make than it will ever generate in its lifetime? Seen that way, the ecological advantage of electrical cars seems quite a bit diminished! The only real environmental advantage they have is that they avoid polluting the crowded city areas where they are mostly used, instead producing the pollution at less crowded places where the immediate impact is less severe. That is certainly a plus point compared to any car that burns fuel, but it's not nearly as good as being non-polluting, which is what electric car makes love to make you think.

Now add the need of large batteries. These are mostly made from toxic materials. The most common battery technology is based on lead and sulfuric acid. Both of them are pretty nasty. Sure, in a properly managed system, the worn batteries will be returned to the factory and recycled to a high degree. Let's hope this cycle will work…
 
Third myth: electrical cars are sustainable
I'm sorry that I have to let my dear readers know that electricity doesn't grow on trees. Today, electricity is generated mostly from non-renewable sources: Carbon, oil, gas, uranium. The only really significant renewable contribution comes from hydroelectricity, but this form of generation also has severe ecological impact and is strictly limited. Tidal, wind and sun power are rather plentiful, but expensive to harvest, and in many cases the installations required to harvest this power require a lot of energy (usually fossil!) to be made in the first place!  It doesn't look like humanity could satisfy its present energy needs from renewable sources alone, even if cost was basically no issue!

So, electric cars will mostly be using electricity generated from non-renewable sources. Their advantage might rest in better overall efficiency. It's possible that burning a fossil fuel in a modern, highly efficient combined cycle plant, making electricity, charging batteries, and then using the electricity in efficient motors, will end up being just slightly more efficient than burning the fossil fuel directly in a conventional car engine. In any case, the gain isn't much: Maybe 35% overall efficiency instead of 32%.
Hybrid cars:
The principle behind a hybrid car is that a conventional gasoline engine is combined with an electrical motor/generator and a relatively small battery. The gasoline engine can be a tad smaller than that for a conventional car. During acceleration, the electric motor helps. During braking, it generates electricity and charges the battery, recovering some of the energy that would otherwise be lost. That's great news indeed – but is it worthwhile?

The answer depends on how the hybrid car is used. In city stop-and-go traffic, certainly it helps in reducing gasoline consumption. After all, a big part of the energy spent there is usually wasted by braking! Also, someone driving often over hilly terrain might make a significant fuel saving by recovering energy while going downhill and using it to help go uphill again. So, at least in principle a hybrid car is a good idea. Of course, the control of the system must be intelligent enough to make it work well! If you are going downhill and your battery is full, there is no way to store the energy and you have to waste it in the brakes anyway! And if you are going uphill too long, the battery gets exhausted and you have to drive on the small gasoline engine alone, with the penalty of having to carry the heavy battery and electric machine along!

And of course, if you are driving at constant speed on the highway from one city to another, the whole electric stuff in the hybrid car is completely useless ballast! The fuel efficiency of a hybrid car on the highway is lower than that of an equivalent conventional car. The makers of hybrid cars just don't like to tell you this fact!

There is also that other basic fact already explained for pure electric cars: The cost of replacing the battery when it wears is more than the cost of the fuel you can ever save! Every Euro you save on gasoline will make you spend several Euro on battery replacement! This is because hybrid cars use quite expensive, which is a necessity due to the high charge and discharge rates put upon them. A typical hybrid car might save 10% of the gasoline in average use, and the battery will ideally last for about 150000km. That means, the hybrid car might save 1200 liters of gasoline over the lifetime of the battery. That's a saving of 1500 Euro or so. Great… but the battery for the hybrid car costs 3000 Euro! Oops! Where has my saving gone?

So, if anyone intends to buy a hybrid car in order to save money in the long term, he's on the wrong track. If instead the idea is to cause less pollution, accepting the fact that the operational cost will be higher, then there is a good chance that a hybrid car is a good idea. It might save 10% of the exhaust gas in typical use, which might be more significant than the additional pollution caused by the making and disposing of the battery, the additional electric machine, control electronics, the additional tire wear due to the added weight, etc. With some luck, the total improvement in environmental impact of a hybrid car over an equivalent conventional one might be on the neighborhood of 3% or so. If that's worth paying perhaps 10% more money overall, has to be answered by each prospective owner.

I fear that many owners of hybrid cars will end up not replacing the battery when it's worn, turning their flashy modern hybrid cars into de-facto conventional cars with some fancy ballast added. After all, the car will still move even if the battery is dead… Cars that get this treatment will end up having all the disadvantages of conventional cars combined with the disadvantages of hybrid ones!
What about hydrogen?
Probably more lies have been printed about hydrogen as a power source, then about any other alternative energy. So, let me clear up this once and for all time: Hydrogen is not an energy source!!!!!!!  It's just an energy carrier.  Hydrogen does not grow on trees, you cannot take it from the air, you won't find it in mines in any usable quantity. If you need hydrogen, you have to make it, and to make hydrogen, you need to invest more energy into it, than you will recover when burning it!

Sure, the oceans are full of water, and water is about 11% hydrogen. But the hydrogen in water is at its absolutely lowest possible energy state, totally oxidized! To make hydrogen gas, you have to tear away the hydrogen from the oxygen, and that needs a lot of energy. Later, when you burn hydrogen, it simply binds to oxygen again, forming water, and giving back most of the energy used to separate it from oxygen before.

So, hydrogen does not solve any energy shortages. It only provides one more way to carry energy from one place to another.

Hydrogen as an energy carrier has, like most things in this world, advantages and disadvantages. The main advantage is that you can either burn it to generate heat, or power a combustion engine, or you can put it into a fuel cell to generate electricity. Several other fuels have the same flexibility, but hydrogen adds the advantage that the only combustion product is water, so there is no pollution from using it – just a steam jet making everything damp! Of course, there is the pollution generated when obtaining the energy needed to make hydrogen…

The disadvantages of hydrogen as an energy carrier are mostly related to it being a gas. It's very hard to liquefy and to keep in liquid state, so that this option is not practical for cars. It's used in some rocket engines, though, where cost and complexity are minor issues and energy density means everything. In cars, hydrogen can be carried along either at very high pressure in a heavy, thick-walled steel bottle, or adsorbed into highly porous substances, or chemically bound as a hydride. In either case, the relationship between energy contents and weight for a hydrogen tank is hugely worse than for a tank containing a conventional liquid fuel!
Comparing  the options
For a car, the amount of energy that can be carried along in a container of given size and total weight is crucial. Let's compare batteries, hydrogen, and liquid fuels:

A typical car's tank full of gasoline might weigh 40kg. That's about 10kg for the tank and inlet, and 30kg for about 40 liters of gasoline. The gross energy contents of this amount of gasoline is about 380 kWh. Now the efficiency of a gasoline engine is really poor, around 30 to 35%. As a result, our tank full of gasoline will give us around 130kWh of mechanical power at the wheels of the car, plus all the heat we might ever care to have, and some more!  That's 3250 Wh of effective mechanical power per kg of fuel plus tank.

Diesel fuel is even better, because the fuel has a slightly higher energy density, and the diesel engine is noticeably more efficient! It might get to about 4000Wh/kg at the wheels. The diesel engine is heavier than either the gasoline engine or a good electric motor, so that's a negative point for it. By the way, the more common and cheaper electric motors are heavier then either the gasoline or diesel engines of the same power!

With batteries the situation is much more meager. Gross energy contents of a fully charged, new battery varies from about 40Wh/kg for lead acid, to about 200Wh/kg for lithium. Considering a motor efficiency of 80%, at the wheels we get from 32 to 160Wh/kg. Folks, that's 20 to 100 times worse than gasoline!!! This is why electric cars have such a severely limited range. Even stretching the amount of batteries carried to the absolute limit, electric cars have a hard time going further than about 80km before the battery is empty. Any cheap, simple gasoline car can go at least 400km on a single tank, many can go 800km, and should it be necessary, you can easily add additional tanks to extend the range to a few thousand km!
Add to this that the battery has the rated energy density only while it's new! As it ages, the energy density drops, until it's simply no longer acceptable and the battery has to be replaced. A gasoline tank instead is restored to full original energy density every time you fill it up! This is another difference the manufacturers of electric cars hate to let you know.

Hydrogen is somewhere in between. Per se, hydrogen has excellent energy density, roughly three times as good as gasoline! The problem lies in the tank. You cannot simply pour it into a thin walled container and keep it there until needed! In the best practical hydrogen tanks, based on porous substances that store hydrogen in chemically bound form, the energy density per weight is a little bit better than the best batteries, which makes it still at least an order of magnitude worse than a gasoline tank. Development in this field continues, but it seems unlikely that hydrogen will ever meet the efficiency of liquid fuels in this regard. For that you would need a storage system that has at least one quarter of its total weight in stored hydrogen. The technology might become “good enough”, though.

Many people are waiting for battery makers to come out with a new battery type that can meet or even beat gasoline as an energy carrier. Well, if you are among those hopefuls, I suggest you prepare for a very long waiting time! I guarantee that you will never see such a battery.

The reason is quite simple: Gasoline is a complex mix of different chemicals, which are all based mainly on hydrogen and carbon. Both the hydrogen and the carbon are in a high energy state. When burning gasoline, you pull lots of oxygen from the air, you break up the high energy ties between hydrogen and carbon, and replace them by very low energy ties between hydrogen and oxygen (water), and carbon and oxygen (carbon dioxide). The whole energy difference is yours to enjoy. Every hydrogen and carbon atom in your tank is used to generate energy. Only the tank itself, weighing a few kg, is inert mass. That's more than compensated for by the fact that for every kg of hydrogen you burn, you are using 8kg of oxygen, and for every kg of carbon, you are using 2.7kg of oxygen. All of that oxygen is coming from the air, and you don't have to carry it around! So, for a gasoline tank that starts weighing 40kg and ends at 10kg, you are using the energy contained in roughly 150kg of active reaction substance!

Take a lead-acid battery now. You have an inert plastic container. In it is an inert structure of very heavy lead grid plates. Smeared into the grid openings is a paste containing the active substances: Lead oxide in the positive plates, porous lead dust in the negative ones. These active substances need to be bound in some way, so there is additional inert material. All of this plate-and-paste assembly is immersed in the electrolyte, which is composed by 80% of inert water, the rest being sulfuric acid, of which a fair part is used in the reaction.

During discharge, sulfate ions from the sulfuric acid attach to lead at the negative plates, while oxygen ions detach from the positive plates and go into the solution to replace the sulfate ions. So, to get the energy from just a few atoms changing oxidation state, you must move around a lot of atoms which don't really contribute, and you can watch another huge amount of auxiliary stuff sitting around and doing nothing! In addition, the atoms you are moving around are pretty heavy ones (sulfur, lead!), and they don't store a dramatically different amount of energy than the much lighter carbon and hydrogen!

In other battery types the chemistry is different, but the basic problem is the same.

So, that's why batteries have so much less energy density than a tank full of gasoline. There isn't really a way to eliminate the problem from the root. And there is only so much that can be done to improve batteries. The active materials can be chosen to give the biggest energy storage for the least weight. This is where lithium comes in. The auxiliary structures can be reduced to the bare minimum. The electrolyte can be concentrated. But even so, you end up carrying ALL the active substance, not just a third of it like with gasoline, except if you use a metal-air battery, but these are not presently viable for powering cars; you carry around lots of supportive material that's not needed for gasoline; and even lithium has a worse ratio of energy to weight than the hydrogen that makes up so much of gasoline!

That's why I'm pretty positive that batteries will never come anywhere near the energy density of a tank full of liquid fuel.

By the way, a battery still weighs the same when it has been drained. An empty fuel tank instead has lost most of its weight! That's another little point that improves the performance of conventional cars over electrics. Oh, and I almost forgot: If you want heating in an electric car, you need to drain additional power from the battery. The electric motor simply doesn't produce enough heat. In a gasoline car, instead, you can take as much heat as you want from the waste heat of the engine. It doesn't cost extra.
What should we do now, that Manfred has demolished electric cars?
I think there are many things to do. The first and most obvious, of course, is reducing the use of our cars! I'm not a fanatic eco-preacher telling you to scrap your car and go back to horses. But I hate to see so many people commuting to work every day in their cars, when they could perfectly walk or use a bicycle! The human body works best and lives longest when it walks roughly 10km per day. More than that can cause premature wear, while less than that makes people fat, weak and illness-prone. If you program your life so that you walk an average of 10km per day, it's likely that you will need the car a lot less! If it rains, so what! Use a long raincoat and waterproof shoes, and that's it. Use the car only when you have to transport really heavy stuff (I mean, more than what you can reasonably carry in a backpack), or when the distances exceed several kilometers. In the latter case, try to use public transport instead, or organize car pooling.
The same goes for your kids. Let them walk or bike to school. It's healthy, really! Much, much better than dozing in mom's car.
Of course, it's nonsense to live at one edge of a city, work at the opposite edge, and send the kids to a school in another town! Every family should organize their lives so that daily commuting is shortened to reasonable walking or biking distance.

Another point is speed. At the typical speed most traffic happens today, excepting gridlocks, most of the energy is used to overcome aerodynamic resistance. And this resistance rises dramatically with speed! I sometimes look out of my window, and watch all those crazy people, zipping forth and back at totally non-human speeds. Why not slow down drastically? Enjoy all those little beautiful things we can see when going slow, but cannot when speeding? Enjoy greater quietness, safety? Enjoy life? If we move along at bicycle speed, we can save easily 70% of the cost, fuel, pollution, and almost 100% of the risk we take as normal in our excessively fast life!

These simple measures can save more energy and pollution than any technology change can. But we should also improve the technology of our cars. Quite frankly, cars are a great invention and allow to do things that would be unthinkable without them. But why, please, does a car intended for 4 people have to weigh four times as much as these 4 people? I think we have more than enough technology available to make small, lightweight cars that can save two thirds of the fuel just because of being smaller and lighter! And why always use cars for 4 to 5 people, when driving alone? Why use pickup trucks when not transporting any heavy cargo? That's an absolutely ridiculous waste of energy! In average, these days each car is occupied by 1.3 persons. That means, the average payload of a car is at most 120kg, but the average car is designed for a payload of 500kg and weighs 1200kg when empty! What a waste!!! In average we are moving 10kg of car for every kg of useful load! This figure urgently needs improvement. Electric cars with their heavy batteries are not the way to do that. Modern, small, lightweight cars powered by liquid fuels are a much better bet.

It's in this area where we can get good ideas from electric car makers. Given the heavy weight of their batteries, these manufacturers start by making their cars as small and lightweight as possible. So, why not take such an ultralight car, remove the batteries to make it REALLY light, then replace the electric motor by a tiny gasoline engine and install a small gasoline tank? The result would be a lightweight car for two people, which can carry a lot of load (unlike when it was electric), which has a range 10 times as far as when it was electric, has much better performance, and which has a really low operational cost, one third of a conventional “big” car and one tenth of the electric car.

It's strange to see that some people are perfectly willing to use a small electric car, but are afraid of using an equally small gasoline car! They claim safety reasons. Sure, driving a battleship is safest for you, while at the same time it's most risky to those around you. How far can egoism go?  Now consider that the small car becomes much safer after removing the heavy batteries. Really, I would not like to be in a crash driving a small, weak car, with 300kg of lead acid batteries behind my back! That sounds like sure death, even if the crash happens at barely 20km/h. Instead, a crash in that same car, at the same speed, but without those batteries in the back, would be pretty easy to survive.

In the defense of some electric car makers, I have to state that many of them do consider this risk, and place the batteries under the people, rather than behind them. That's much better indeed. Still, driving a car without such a heavy mass is safer.

Speaking of risk, a car crash with spilled gasoline is very dangerous. But car makers have learned to place the tanks at the car's most protected spot, minimizing the risk of rupture. Batteries instead are large and heavy, so they cannot be placed in a sweet spot, and they will rupture in the event of a crash, spilling their acid. If you ask me, I prefer getting soaked in gasoline rather than in sulfuric acid! Soaked in gasoline, I have a good chance of  escaping with little harm, unless the stuff ignites. Soaked in sulfuric acid, I will certainly die from the severe chemical burns.
By the way, nickel batteries don't use acid. Instead, they use potassium hydroxide (caustic potash), which is chemically very similar to caustic soda. You probably know that stuff and what it does to skin. Not nice…
And lithium? Well, crush a lithium cell and it will explode with a surprising violence. After that explosion under your seat, it's pretty irrelevant whether or not you get any of its electrolyte spilled over your body!

 I know no cases of sudden explosions of fuel tanks in cars. Normally it cannot happen, because there is no oxygen in the tanks. Just gasoline and its vapor. It can't explode without oxygen! Batteries instead contain everything needed for a nice, juicy explosion. Lead acid batteries form oxygen and hydrogen. The amount is small, but if a spark jumps inside a cell, which happens sometimes when a connection loosens because of vibration, the explosion is violent enough to tear the battery apart and spill the acid. And lithium batteries are particularly dangerous, because there are many mechanisms by which the main active substance can explode! Just look at the news of exploded laptop batteries, and extrapolate the damage to the battery size needed for a car! Not nice, really…
 
So, is it gasoline forever?


Hopefully not. I would prefer something that stinks less! But indeed I think that liquid fuel is the way to go for the foreseeable future. This liquid fuel might be oil-derived, while oil lasts (apparently not much longer). It might be organic and 100% renewable, such as vegetable oils or alcohol.  It might be synthesized from other energies; for example, synthetic fuel compatible with gasoline engines was used in Germany as early as the 1920s. So, the end of fossil oil does not mean the end of gasoline as an energy carrier! This has to be kept in mind. I can perfectly imagine the world 100 years from now, with fossil oil basically exhausted, but gasoline driven cars, based on the same technology as ours, still going strong, with their fuel being synthesized partly from carbon and otherwise straight out of water and carbon dioxide from the air, using solar, wind and mostly nuclear energy.

 Good or bad, I won't dare to say. But clearly there is more future in this, than in battery or hydrogen-driven  cars!


Back to homo ludens philosophicus.
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Jemand hat mir dazu noch geschrieben:
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Electric cars are shit for your health too, they cause very high milligauss in EMF, we considered going hybrid/electric but the health toll would be too high
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D.h. übersetzt, dass E-Autos auch sehr große Mengen Elektrosmog freisetzen, was für die Gesundheit schlecht ist. Derjenige hat auch darüber nachgedacht, ein Hybrid- oder E-Auto anzuschaffen, sich dann aber aus Gesundheitsgründen dagegen entschieden.

Meines Wissens ist das wahr, d.h. E-Autos sind alleine schon wegen dem E-Smog und der damit verbundenen gesundheitlichen Belastung nicht ratsam, ganz zu schweigen von all den sonstigen Nachteilen...
« Letzte Änderung: 23. April 2018, 13:32:39 von Medizinmann99 »
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Re: Das Märchen vom E-Auto bzw. Elektroauto (Tesla und co.)
« Antwort #6 am: 12. Juli 2019, 15:30:30 »

Zum Thema Elektroauto sind heute einige sehr aussagekräftige Leserbriefe in der österreichischen Kronenzeitung erschienen, hier:
https://www.krone.at/das-freie-wort/5d27d48ca974a8092d514247
https://www.krone.at/das-freie-wort/5d27d48ca974a8092d514248
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Re: Das Märchen vom E-Auto bzw. Elektroauto (Tesla und co.)
« Antwort #9 am: 03. August 2020, 13:26:41 »

Oh und die Sache mit diesem Skyactive-X Motor zeigt mal wieder die ganze, bodenlose Verlogenheit unserer ehrenwerten Gesellschaft auf, da entwickelt ein kleiner japanischer Autobauer einfach so einen Benzinmotor, der bis zu 30% weniger Treibstoff verbraucht als alle anderen Benzinmotoren auf dem Markt - woran sich seit vielen Jahren mehrere, viel größere Konzerne komplett die Zähne ausgebissen haben -, und was hört man davon? Ohrenbetäubendes Schweigen. Kein Wort in den Massenmedien.

Und warum? Weil ein effizienterer Benzinmotor ganz und gar nicht in die derzeitige Agenda passt, wonach wir nun alle gefälligst irgendwie und um jeden Preis auf das höchst umweltschädliche E-Auto umzusteigen haben, mit gigantischen Subventionen, da die Mistkisten ja vollkommen unwirtschaftlich sind. D.h. also die ganze korrupte Clique aus Geldsäcken, Politikermarionetten, "Umweltschutzorganisationen" etc. hat hier die Möglichkeit, sich auf Kosten der dummen Masse enorm zu bereichern, da man auf diese Weise Zugang zum Geld der Masse erlangt, denn darum und nur darum geht es und um sonst gar nichts. Dasselbe gilt natürlich auch für herkömmliche Photovoltaik und herkömmliche Windkraft, exakt dasselbe Spiel. Man muss die Massen nur dazu bringen, dazu ja und amen zu sagen, dazu dient dann die Klimahysterie, nur so kann man noch mehr Geld rauspressen.

D.h. also eigentlich müsstet ihr bei Poltikern, "Umweltschutzorganisationen" und ähnlichem allein schon wegen diesem neuen Motor und dem ohrenbetäubenden Schweigen darüber die Türen einlaufen. Wo sind nun die Subventionen für diesen Motor, damit möglichst viele auf diesen Motor umsteigen? Warum sind die Massenmedien und Titelseiten der Zeitungen nicht voll davon? Etc. etc. etc..
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