PwC-Studie

Wirkungsgradvergleich: E-Auto, H-Auto, Synfuel-Auto

Wenn es um effiziente Dekarbonisierung geht, weist der batterieelektrische Antrieb den höchsten Wirkungsgrad in der Energiebilanz von der Quelle zum Rad auf. Wasserstoff ist deutlich schlechter, und synthetische Kraftstoffe zeichnen sich durch besonders hohe Umwandlungsverluste aus. Trozdem sind alle noch im Rennen.

Wirkungsgradvergleich: E-Auto, H-Auto, Synfuel-Auto

PwC – PriceWaterhouseCoopers befassen sich in mehreren Studien mit der Zukunft von Fahrzeugantrieben, etwa „Alternative fuels and powertrains“. Eines der Resultate darin zeigt besonders beeindruckend die Vorteile des batterieelektrischen Antriebs auf. Ausgangsposition ist hier immer regenerativ gewonnener Strom, vorzugsweise photovoltaisch oder aus Windkraft. Das Ergebnis spricht also sehr deutlich für den batterieelektrischen Antrieb. Allerdings ist dieser durch die schweren Batterien nicht universell einsetzbar, womit sich durchaus weiterhin Perspektiven sowohl für Wasserstoff als auch für synthetische Kraftstoffe ergeben, etwa bei hohen Transporlasten und gleichzeitig großen geforderten Reichweiten und Geschwindigkeiten (Fernlast- und Flugverkehr).

Wirkungsgradvergleich: E-Auto, H-Auto, Synfuel-Auto
Bezugsgröße 100 kWh elektrische Energie. Quelle: PwC Strategy&research

Der batterieelektrische Pfad weist in der Well-to-Wheel-Analyse (von der Quelle zum Rad) den weitaus besten Wirkungsgrad aus. Sowohl seine Verteilung über die Stromnetzte und die Speicherung in der Batterie als auch die Umwandlung in mechanische Energie erfolgen mit hohen Wirkungsgraden so dass von 100 kWh Energie, die mittels Photovoltaik oder Windkraft gewonnen wurden, 70 kWh an den Antriebrädern ankommen.

Wasserstoff muss zuerst mit Strom elektrolytisch gewonnen werden, ein Prozess, dem ein Wirkungsgrad von 69 Prozent zugeschrieben wird. Der Wirkungsgrad des Brennstoffzellenantriebs, in dem aus Wasserstoff wieder Strom gewonnen wird, der dann einen Elektromotor treibt, wird mit 55 Prozent veranschlagt. Am Ende kommen nur 36 kWh von 100 kWh Energie an den Rädern zur Entfaltung.

Die Wirkungsgradkette von synthetischen Gasen und Kraftstoffen zeigt schon in der Herstellung kein besonders gutes Ergebnis, denn auch hier muss zuerst Wasserstoff elektrolytisch gewonnen werden, der dann mit Kohlendioxid zu Kohlenwasserstoffen verbunden wird. Schließlich leidet dieser Pfad aber ganz besonders unter dem schlechten effektiven Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine, womit von 100 kWh eingesetzter elektrischer Energie nur 14 bzw. 11 kWh an den Rädern wirksam werden können.

Rudolf Skarics

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