Vorneweg auf den Punkt gebracht: 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 %. Bessere Luft gibt es als Dreingabe. Wird als Brennstoff Kunststoff eingesetzt, verbessert sich die Ökobilanz nochmals.
Oft gelten große Kraftwerke 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 %. Automotoren sagt man oft einen ähnlich hohen Wirkungsgrad nach: Dieselmotoren sollen etwa 40 % erreichen, Benzinmotoren immerhin 30 %.
Diesel und Benziner fahren meist mit sehr schlechtem Wirkungsgrad
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 %. Im Stadtverkehr mit viel Gas geben und Bremsen kann er auch weit unter 16 % fallen.
Dieser Vergleich zeigt, dass die zum Betrieb des Autos benötigte Energie im Kraftwerk weitaus sparsamer erzeugt wird als im Auto. Das ist ein starkes Argument für E-Fahrzeuge. Denn der Elektromotor setzt die Energie fast verlustfrei in Vortrieb um: Wirkungsgrade von 95 % sind bei großen E-Motoren durchaus üblich. Im Unterschied zu Verbrennern schwankt der Wirkungsgrad weit weniger.
Kraftwerke sind in der Effizienz überlegen
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 % 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 % 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 % aus Öl. Und dieser Ölanteil lässt sich vollständig energetisch verwerten. 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. Die Katalysatoren von Autos sind bei kaltem Motor noch nicht aktiv. Gerade der Dieselmotor stößt aber beim Start die meisten Abgase aus. Nutzen Autos Strom aus Kraftwerken vor den Städten, ist die Luft viel weniger schadstoffbelastet.
Ein solches „Muscheldiagramm“ zeigt den spezifischen Kraftstoffverbrauch eines Verbrenners an, engl. „Brake Specific Fuel Consumption“ (BSFC). Hier im Diagramm liegt der niedrigste Verbrauch bei über 4000 min-1 (BSFC = 230 g/kWh) – ein nicht ganz typischer Verbrennungsmotor. Quelle: x-engineer.orgSpezifischer Kraftstoffverbrauch
Was sich längst noch nicht bei allen Autofahrern rumgesprochen hat: Der Wirkunsgrad von Verbrennungsmotoren hängt stark vom Betriebszustand 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-1 und 3000 min-1 und bei weit, aber nicht ganz durchgetretenem Gaspedal. In allen anderen 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 – dort wo das Schaubild eine Art Insel zeigt (Bild). Bei anderen Drehzahlen und Leistungen ist die Effizienz geringer.
