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Well-to-Wheel
 
Um die Elektromobilität mit herkömmlichen Antriebsformen (Benzin und Diesel, etc.) vergleichen zu können sind die Rand- und Rahmenbedingungen zu bestimmen und maßgeblich! Eine "Well-to-Wheel" Analyse ist deshalb vorzunehmen!

"Well-to-Wheel" bedeutet eine genaue Untersuchung des gesamten Prozesses der Herstellung und Verwendung von Kraftstoffen zur Kraftübertragung auf die Räder eines Fahrzeugs. Sie resultiert aus einer Abschätzung des erforderlichen Energieverbrauchs und der zugehörigen Treibhausgas-Emission.

"Well-to-Tank" (Kraftstoff): Berechnung des Energieverbrauchs und der Treibhausgas-Emissionen über den gesamten Kraftstoffpfad, vom Ausgangsbrennstoff bis zu Zapfsäule.

"Tank-to-Wheel"(Fahrzeug): Berechnung des Energieverbrauchs und der Treibhausgas-Emissionen bei Nutzung des Fahrzeugs im Fahrzyklus.

"Well-to-Wheel" bedeutet die Kombination des Kraftstoffs- und des Fahrzeugteils.
 
Strommix und seine CO2-Emission
 
Unter Strommix versteht man die prozentuelle Aufteilung der Energieträger, aus denen der Strom erzeugt wurde. Daraus resultieren auch weitere Informationen, wie die Umweltauswirkungen pro Kilowattstunde (Kohlendioxid-Emission und Menge des radioaktiven Abfalls). Die Angaben werden anlagenspezifisch ermittelt.

600 Gramm CO2-Emission pro Kilowattstunde Strom (Deutscher Strommix 2007, Quelle: BMU)

Jede verbrauchte Kilowattstunde Strom setzte in Deutschland im Jahr 2006 durchschnittlich 596 Gramm Kohlendioxid frei. Das sind 20 Gramm je Kilowattstunde weniger als im Jahr 2005. Die gesunkene Kohlendioxid-Emission pro Kilowattstunde sind in erster Linie auf den steigenden Anteil regenerativ erzeugten Stroms zurück zu führen. Allerdings steigt der Emissionsfaktor nach ersten Berechnungen des Umweltbundesamtes (UBA) für 2007 wieder auf über 600 Gramm pro Kilowattstunde. Grund dafür ist, dass die Unternehmen im Jahr 2007 mehr Stein- und Braunkohle zur Stromerzeugung einsetzen. (QUELLE: Deutsche Umweltstiftung)
 
Wirkungsgrad Steckdose - Primärenergie/Endenergie
 

Primärenergie: Als Primärenergie wird diejenige Energie bezeichnet, die aus den natürlich vorkommenden Energieformen oder Energiequellen zur Verfügung steht (Kohle, Gas, Wasserkraft, Wind, Sonne, etc.).

Endenergie Steckdose: Als Endenergie wird derjenige Teil der Primärenergie bezeichnet, welcher dem Verbraucher, nach Abzug von Transport- und Umwandlungsverlusten zur Verfügung steht.

Die Nutzenergie ist diejenige Energie, die dem Endnutzer (Elektrofahrzeugfahrer) für die gewünschte Energiedienstleistung (Mobilität) zur Verfügung steht. Die Nutzenergie ist nochmals kleiner als die Endenergie, da bei der Speicherung und Energieumwandlung in mechanische Energie weitere Verluste auftreten.

Faustregel: Die Endenergie aus der Steckdose beträgt nur ca. 33 % !

Nach Speicherung (ca. -7%) und Verbrauch im Elektrofahrzeug (ca. -3%) bleiben noch ca. 23 % der Primärenergie übrig. Nicht viel aber trotzdem muss der Vergleich zum Verbrennungsmotor nicht gescheut werden!

 
Vergleichsrechnung
 
Elektrofahrzeug I (Analog E-Mini)

Batterie Lithium-Ionen: 35 kWh
Verbrauch: 0,17 kWh/km

Reichweite: 35 kWh / 0,17 kWh/km = 205 km

Verbrauch: 0,17 kWh x 100 km = 17 kWh/100 km

Faustformel: Beim Verbrennen von 1 Liter Benzin werden rund 10 kWh Energie frei.

=> 17 kWh entsprechen somit ca. 1,7 Liter Benzin... aber Achtung: "Well-to-Wheel" muss beachtet werden.

0,17 kWh/km x 600 g CO2/kWh = 102 g CO2/100 km 

entsprechend:

17 kWh entspricht 23 % Nutzenergie => 100% Primärenergie entsprechen 73,91 kWh => ca. 7,39 Liter Benzin


Elektrofahrzeug II (Analog TWIKE)

Batterie Lithium-Ionen: 8,47 kWh (Maximal)
Verbrauch: 0,06 kWh/km

Reichweite: (24 Ah x 353 V / 1000) = 8,472 kWh / 0,06 kWh/km = 141 km  

Verbrauch: 0,06 kWh x 100 km = 6 kWh/100km

Faustformel: Beim Verbrennen von 1 Liter Kraftstoff Benzin werden 8,9 kWh Energie frei [1 Liter Benzin = 32 MJ (3,6 MJ = 1kWh) => 32 MJ : 3,6 MJ/kWh = 8,9 kWh].

=> 6 kWh entsprechen somit ca. 0,67 Liter Benzin... aber Achtung: "Well-to-Wheel" muss beachtet werden.

0,06 kWh/km x 600 g CO2/kWh = 36 g CO2/100 km

entsprechend:

6 kWh entspricht 23 % Nutzenergie => 100 % Primärenergie entsprechen 26,07 kWh => ca. 2,93 Liter Benzin
 










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