Kunststoff als Brennstoff
Großkraftwerke sind besser als ihr Ruf, denn sie arbeiten höchst effizient. Wird ihr Strom für Elektroautos verwendet, ermöglicht das im Verkehr Energieeinsparungen von mindestens 40 Prozent. Bessere Luft gibt es als Dreingabe. Wird als Brennstoff Kunststoff eingesetzt, verbessert sich die Ökobilanz nochmals.
Große Kraftwerke gelten oft als schädlich für die Umwelt. Was nicht den Tatsachen entspricht. Denn sie zeigen einen konkurrenzlos hohen Wirkungsgrad, was bedeutet, sie erzeugen aus den genutzten Energieträgern ein Maximum an elektrischer Energie. Durch den geringeren Verbrauch an Gas, Kohle oder Öl sparen sie viel CO2 ein. Auch Kunststoffe, die sich bisher noch nicht stofflich recyceln lassen, lassen sich in ihnen wirkungsvoll energetisch nutzen. Zudem verfügen Kraftwerke über Anlagen zur Abgasreinigung, die ständig aktiv sind und überwacht werden.
Wie wirtschaftlich sinnvoll Großkraftwerke sind, zeigt der Vergleich mit Automotoren. Moderne Öl- und Kohlekraftwerke haben einen Wirkungsgrad von bis zu 45 Prozent. Automotoren sagt man oft einen ähnlich hohen Wirkungsgrad nach: Dieselmotoren sollen etwa 40 Prozent, Benzinmotoren immerhin 30 Prozent erreichen.
Doch während Kraftwerke ihren Wirkungsgrad im Dauerbetrieb tatsächlich erzielen, steht er bei Autos nur auf dem Papier. Angegeben wird nämlich nur der maximal mögliche Wirkungsgrad. Den erzielen Verbrennungsmotoren jedoch nur in speziellen Drehzahl- und Leistungsbereichen Tatsächlich erreichen Autos je nach Fahrweise einen Wirkungsgrad um etwa 20 Prozent. Im Stadtverkehr mit viel Gas geben und Bremsen kann er auch weit unter 16 Prozent fallen.
Dieser Vergleich zeigt, dass die zum Betrieb des Autos benötigte Energie in einem Kraftwerk weitaus wirkungsvoller und sparsamer erzeugt wird als in einem Auto. Das ist ein starkes Argument für Elektrofahrzeuge. Denn der Elektromotor setzt die Energie fast verlustfrei in Vortrieb um: Wirkungsgrade von 95 Prozent sind bei großen E-Motoren durchaus üblich. Im Unterschied zu Verbrennungsmotoren schwankt der Wirkungsgrad in weit geringerem Umfang.
Die effizientere Erzeugung von Strom im Kraftwerk bedeutet, dass sich der Bedarf an Ressourcen drastisch verringert. Auch optimistisch geschätzt erreichen Verbrennungsmotoren bestenfalls die Hälfte des Wirkungsgrads von Kraftwerken. Unter Einbeziehung von Leitungsverlusten beträgt der Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren höchstens 60 Prozent im Vergleich zu Elektroautos mit Strom aus der Steckdose.
Für den Ölimport bedeutet das: Bei Verstromung in Kraftwerken und Verzicht auf Verbrennungsmotoren könnten etwa 40 Prozent der Ölimporte entfallen. Dieser Verbrauch fossiler Rohstoffe lässt sich noch weiter senken durch die energetische Verwertung nicht recyclingfähiger Kunststoffabfälle.
Denn Kunststoffe bestehen zu etwa 60 bis 90 Prozent aus Öl. Und dieser Ölanteil lässt sich vollständig energetisch verwerten. Sie eignen sich deswegen bestens als Energieträger für Elektromobilität. Ihre Verstromung in Kraftwerken würde den Verbrauch fossiler Energieträger für den Verkehr weiter senken.
Die Luft in den Städten kann von einer solchen Umstellung nur profitieren. Denn in Kraftwerken ist die Abgasreinigung ständig aktiv. Bei Autos mit Verbrennungsmotoren sind Katalysatoren zum Beispiel bei kaltem Motor noch nicht aktiv. Gerade der Dieselmotor stößt aber beim Start die meisten Abgase aus. Nutzen alle Autos Strom aus Kraftwerken vor den Städten, wird die Luft mit wesentlich weniger Schadstoffen belastet.
Was ist der Wirkungsgrad?
Der Wirkungsgrad drückt aus, welcher Anteil der zugeführten Energie in Nutzenergie umgewandelt wird. Eine Glühbirne mit fünf Prozent Wirkungsgrad zum Beispiel setzt nur fünf Prozent des Stroms in Licht um. Die übrigen 95 Prozent gehen als Wärme verloren. Eine LED, die aus dem gleichen Strom eine sechsmal so hohe Lichtintensität erzeugt, hat den sechsfachen Wirkungsgrad.
Bei Verbrennungsmotoren hängt der Wirkungsgrad stark von bestimmten Betriebszuständen ab. Deswegen benötigt ein Auto je nach Leistungs- und Drehzahlbereich unterschiedlich viel Kraftstoff, um die Antriebsenergie für eine bestimmte Fahrstrecke aufzubringen.
Den maximal möglichen Wirkungsgrad erreichen Motoren typischerweise bei Drehzahlen zwischen 2000/min und 3000/min und bei weit, aber nicht ganz durchgetretenem Gaspedal. In allen andere Fahrzuständen fällt der Wirkungsgrad wesentlich geringer aus.
Abzulesen ist der wirkliche Verbrauch des Autos am sogenannten Verbrauchskennfeld, auch als Muscheldiagramm bekannt. Der Name kommt daher, dass der höchste Wirkungsgrad nur an einem Punkt des Diagramms mit den Achsen Leistung und Drehzahl auftritt. Bei anderen Drehzahlen und Leistungen ist die Effizienz geringer.
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