Stromverbrauch für Elektroautos

Berechnungsgrundlagen, Basiszahlen und teilweise auch geschätzte Annahmen

Recherchen und Berechnungen von Reinhard Maßberg, Anfang August 2017. Maßberg besitzt den Facharbeiterbrief als Elektromaschinenbauer, den Facharbeiterbrief für Elektronik und den Industriemeisterbrief für Elektrotechnik und Feinmechanik.

Die nachfolgend zugrundegelegten Zahlen und Werte wurden durch entsprechende Internetrecherchen, ergänzt durch einige realistisch angesetzte Annahmen und Schätzungen, ermittelt und zur Berechnung herangezogen. Teilweise wurden die Zahlen nach oben bzw. unten gerundet, zur einfacheren Darstellung und Berechnung, was aber die Endergebnisse nicht wesentlich verfälscht, es geht im Prinzip ja erst mal auch um die Darstellung von entsprechenden Größenordnungen.

Grundlagen, ermittelte Werte zu den Berechnungen:

• 10.000.000 PKWs mit einer Durchschnittsleistung von 100 KW (= 136 PS)

• Durchschnittliche Kilometerleistung pro Jahr: 15.000 km

• Durchschnittsgeschwindigkeit: 70 km/h

• Stunden/Jahr (365 x 24) = 8.760 Stunden

Durchschnittliche Spitzenleistung einiger einschlägiger aktueller Stromerzeuger:

• Kernkraftwerk (AKW): 1.000 Megawatt (MW). Für einen mit Kohle, Gas oder Öl beheizten Kraftwerksblock setzen wir vereinfacht die gleiche Leistung an.

• Durchschnittsleistung heutiger Windräder: 1.000 Kilowatt (= 1,0 MW)

• Durchschnittsleistung moderner Solarkollektoren: 20 Watt/m² (bei durchschnittlicher Sonneneinstrahlung in unseren Breitengraden).

• Noch zum Vergleich: Ein modernes Wasserkraftwerk wie das Kachlet-Werk in der Donau vor Passau hat eine Spitzenleistung von rund 50 MW.

Berechnung des Jahresbedarfs und der Jahresleistungen verschiedener Kraftwerksarten:

Bei den nachfolgenden Berechnungen werden alle Werte erst mal mit der Zeitachse multipliziert, um entsprechende und vergleichbare Kilowatt- bzw. Megawattstunden (KWh bzw. MWh) pro Jahr zu erhalten:

• Betriebsstunden für ein E-Auto: 15.000 km/Jahr Fahrleistung bei 70 km/h ergeben rund 215 Betriebstunden/Jahr.

• Wir nehmen an, daß im gemischten Fahrbetrieb etwa 40 % der max. Leistung verbraucht werden, damit also 40 KW x 215 Stunden = 8.600 KWh bzw. 8,6 MWh pro Auto und Jahr.

• Dieser Wert, multipliziert mit 10.000.000 Autos, ergibt einen Jahresbedarf von 86.000.000 MWh/Jahr.

• Jahresleistung eines AKW bzw. adäquatem Kohlekraftwerk: 1.000 MW x 8.760 Stunden = 8.760.000 MWh/Jahr.

• Jahresleistung des oben angeführten Wasserkraftwerkes: 50 MW x 8760 Std. = 438.000 MWh/Jahr.

• Jahresleistung eines Windrades: 1,0 MW x 8.760 Stunden = 8.760 MWh/Jahr.

• Jahresleistung von 1.000 m² Solarkollektoren: rund 20 KW x 8.760 Stunden = rund 175.000 KWh/Jahr bzw. 175 MWh/Jahr.

Berechnung der Anzahl der jeweils oben angeführten Energieerzeuger auf Basis der angeführten bzw. errechneten Zahlen, benötigte Leistung für 10.000.000 PKWs (zur Erinnerung): 86.000.000 MWh/Jahr:

• Anzahl benötigter AKWs bzw. Kohlekraftwerke: 86.000.000 MWh : 8.760.000 MWh ergibt 9,8, damit also rund 10 AKWs bzw. entsprechende Kohlekraftwerke.

• Anzahl benötigter Wasserkraftwerke, adäquat zu dem Passauer Kachlet-Werk: 86.000.000 MWh : 438.000 MWh ergibt 196, damit also rund 200 Wasserkraftwerke.

• Anzahl benötigter Windräder: 86.000.000 MWh : 8.760 MWh ergibt 9.818, damit also rund 10.000 Windräder.

• Anzahl bzw. benötigte Fläche an Photovoltaik-Kollektoren: 86.000.000 MWh : 175.000 MWh (= Leistung pro km²) ergibt rund 500 km² !!

  Das entspricht in etwa der Fläche des Bodensees !!

Bei diesen Berechnungen wurde der Wirkungsgrad, der ja immer unter 1 liegt, außer acht gelassen. Das heißt z.B., wenn ein E-Auto 100 KW leistet, muß man erst mal etwa 115 KW „hineinpumpen“.

Man kann also, über den Daumen gepeilt sagen, pro 1 Mill. Elektroautos werden 1 AKW mittlerer Leistung, alternativ 20 Wasserkraftwerke (Typ Kachlet), alternativ 800-1.000 Windräder heutiger Bauart oder ca. 50 Quadratkilometer Photovoltaikfläche benötigt.

Benötigte Infrastruktur:

Kommt noch die benötigte Infrastruktur dazu. Wieder ein Rechenbeispiel:

Sagen wir mal, eine normale Tankstelle besitzt 5 Zapfsäulen, ein Tankvorgang dauert 6 Minuten.

Für einen durchschnittlichen Ladevorgang für ein E-Auto wird eine Stunde benötigt, heißt also die zehnfache Zeit, damit müßte die Tankstelle also fünfzig E-Ladestationen aufstellen, um die gleiche Tankkapazität zu erreichen.

Da kommt u.a. auch noch die Frage auf, woher nimmt man die zusätzliche Fläche?

Absurdistan läßt grüßen!

Weitere Zahlenspiele

Noch ein paar Zahlenspiele für den technisch/physikalisch unbedarften Laien (interessant auch für entsprechende Diskussionen):

Der Stromverbrauch eines E-Autos wie vor errechnet entspricht in etwa dem Stromverbrauch von 40 Kühlschränken.

Eine E-Lok, die einen schweren Güterzug mit „Power am Anschlag“ aus einem Bahnhof zieht, verbraucht in dieser Phase etwa soviel Strom wie 1.000 durchschnittliche Privathaushalte, gleiches gilt für einen ICE, der aus dem Bahnhof heraus beschleunigt.

Und noch ein Zahlenspielchen:

Jeder weiß , daß ein Taschenlampenbirnchen Strom verbraucht, ebenso wie die Kochplatte eines Elektroherdes.

Welchem Laien ist aber bewußt, das die Kochplatte etwa 1000 Mal so viel Strom verbraucht wie das Birnchen?

Reinhard Maßberg