Толкова са необходими коли на електричество с двигатели с вътрешно горене
Търсенето на електроенергия за електромобилност е надценено - тъй като с края на двигателя с вътрешно горене ние също спестяваме много електроенергия. Мисловен експеримент.
С какво се отоплявате? Може би с електричество? Не, разбира се, ще кажете. Кой друг се отоплява с електричество? Няма значение дали става въпрос за петролни, газови или дървесни пелети - вашата отоплителна система все още се нуждае от електричество. Например за управляващата електроника в отоплението или в управлението на помещението, в електронните радиаторни клапани, за вътрешния и/или външния термостат, циркулационните помпи ...
И това стига още по-далеч, защото са необходими много повече електричество, за да донесете енергийния си източник (нефт, газ или дърво) до дома си! В този контекст често се използва терминът „сива енергия“. Той вече е в продукта, преди дори да го използвате.
Защо гледката на сивото течение? Е, защото ще спестим много от него, ако караме с електрически автомобили. Често се чува: Няма достатъчно електричество за електрически автомобили. Бегло наблюдение има смисъл: електрическите автомобили консумират средно между 15 и 20 киловатчаса (kWh) електроенергия на 100 километра (km). Това се екстраполира на приблизително 12 500 км годишно и се умножава по приблизително 41 милиона превозни средства, което води до сумата от почти 100 милиарда киловатчаса електроенергия, които са необходими. * Не светят ли всички светлини скоро, когато милиони електрически автомобили се зареждат в 18:00 ? (Защо лампите винаги изгасват, а не зарядната станция?)
Добавки за електричество
Вероятно погрешно преценяваме допълнителното изискване, защото автомобил с двигател с вътрешно горене също се нуждае - освен огромни количества бензин или дизел - смазочно масло, AdBlue, филтри, спирачни накладки и от време на време нова изпускателна тръба, ако старата е ръждясала. Много повече от превозно средство с електрическо задвижване.
Добавки, например: AdBlue е необходим за последваща обработка на отработените газове в дизелови двигатели. Уреята в него не се получава в милионите тоалетни в републиката, а чрез усъвършенстван производствен процес, базиран на природен газ. Един тон изисква около 85 до 160 kWh електроенергия. След смесване с чиста вода, полученият продукт след това трябва да се напълни (в пластмасови кутии, които също трябва да се произведат), да се транспортира (до бензиностанцията) и да се продаде (между другото, също и в онлайн търговията, което води до допълнителни пътувания с камиони). Бензиностанциите AdBlue за камиони, например по магистралите, се доставят от микробуси, което означава допълнителен разход на гориво.
Смазващите масла, от друга страна, все още се произвеждат предимно на базата на въглища; други суровини и суров нефт също се използват. Това също отнема много време, изисква енергия и в резултат на химичните реакции по време на производството освобождава много енергия, която най-вече се „охлажда“. Получените продукти трябва да се пълнят, съхраняват, транспортират и продават. Не всяка стъпка се извършва в германската електрическа мрежа, но всичко е енергия, която можем да спестим.
Дългият път от петрола до бензина
Бензинът и дизелът нито падат от небето, нито растат на бензиностанцията. И двете са също силно индустриални продукти, които трябва да се произвеждат, произвеждат, преработват, съхраняват, транспортират и продават.
Нека започнем разглеждането си назад, на бензиностанцията, защото тук започва да се развива „сивата енергия“. Всяка бензиностанция е осветена, бензиновите помпи се нуждаят от електричество за работа, помпите също (бензинът и дизелът не се вливат сами в резервоара), магазинът на бензиностанцията е осветен и климатизиран, в самия магазин се използва много електричество (от кафе до леден сандък) а касовият апарат до терминала на ЕС също изисква електричество. Цялото електричество, което е необходимо само за зареждане с гориво, а не за шофиране. Около 200 000 kWh годишно на бензиностанция. Само тук малко под 0,1 kWh сива електроенергия на литър оказват влияние върху енергийния баланс.
Но какво се е случило преди това?
Готовите горива трябва да бъдат транспортирани от рафинерията до бензиностанцията. Това изисква тръбопроводи, цистерни и цистерни, стотици, ако не и хиляди, които са постоянно в движение през Германия и Европа всеки ден, за да разпределят течните горива в страната, от магистралата до последната селска бензиностанция. Това също изисква енергия и електричество: за експлоатацията на камиона (от неговото производство, през разхода на гориво до рециклирането след края на живота му), за многобройните възли на влаковете (частично електрически) до помпите. Всичко се нуждае от енергия и електричество. Между другото: при преминаване към електрически превозни средства, цистерните могат да бъдат премахнати във всеки случай.
Енергоемко напукване
Сега за производството на горива. Спомняте си термина напукване от урока по химия в училище. Правилно. Това е така, защото различните процеси на крекинг превръщат суровия нефт в бензин и/или дизел. За това е необходимо преди всичко едно: енергия, особено топлина и електричество. Освен всичко друго, суровият нефт трябва да се нагрява до над 400 градуса, за да се задействат химическите процеси, които завършват с бензин и дизел (и много други вещества). Без използването на тази спомагателна енергия нямаше да има гориво. А също и електричество, защото всички течности трябва да се изпомпват оттук до там. Трябва да се доставят филтри и клапани, системата да се контролира и осветява и т.н.
Според запитване от Министерството на енергетиката в САЩ от 2009 г. за производството на един литър гориво (макар и не само електричество) в рафинерията са необходими около 1,585 киловатчаса. Тази информация се потвърждава много точно от базата данни GEMIS. За средния разход от седем литра на 100 км, това би довело до повече от 11 киловат часа. Това би било достатъчно, за да изминете 50-80 километра с електрическо превозно средство. Звучи налудничаво, но е истина. Консумацията на енергия само за производството на горива съответства на значителна част от консумацията на енергия на електрическа кола. С други думи: половината от електричеството, от което се нуждае една електронна кола, отива в горивото.
Но рафинерията трябва по някакъв начин да се добере до суровинното масло, т.е. суровият петрол трябва да се транспортира до рафинерията и в Европа това се прави най-вече по тръбопровод. Рафинерията Total в Леуна например се доставя със суров петрол от Русия. Пример: Южноевропейският тръбопровод, който минава от пристанищното съоръжение в Марсилия в района на Рейн-Некар и снабдява различни рафинерии със суров нефт (769 км). За транспортиране на суровия нефт по този маршрут са необходими мощни помпи с консумация на енергия между 1600 и 2200 kW, общо 34 единици. Годишното потребление на електроенергия трябва да бъде 100 гигаватчаса (gWh).
Примерно изчисление: Средната консумация на енергия на електрически автомобил, включително загубите от зареждане, е 17,5 kWh на 100 км; при 12 500 км годишно, което е малко под 2200 кВтч. 100 GWh съответстват на 100 000 000 киловат часа. Това потребление на електроенергия съответства на потреблението на повече от 45 000 електрически превозни средства. И това е просто тръбопровод. Много повече проникват в Европа, Азия и целия свят. Консумацията на енергия е огромна.
Липсата на данни затруднява пълната картина
Фактът, че петролът вече е изминал дълъг път до рафинерията, няма много общо с нашата електропреносна мрежа, но все пак гризе енергийния баланс на горивата. Остава вярно, че количеството енергия, свързано в маслото, е пропорционално много по-голямо от енергията, необходима за транспортирането му, но енергийните нужди на електрическите превозни средства също са значително по-ниски от тези на двигателите с вътрешно горене.
Поради това цялото съображение „от сондажа до колелото“ се нарича още „кладенец до колело“ - но остава непълно, тъй като едва ли са налице точни данни или не са дадени данни. Тоталната рафинерия в Леуна отказва да прави каквито и да било изявления относно консумацията на енергия от производството на горива.
Ако наличните цифри за консумацията на енергия само в рафинериите са верни само наполовина, допълнителните изисквания за мощност за електронни автомобили ще спаднат значително. Това означава: дори електрическият автомобил да консумира 15 киловатчаса, те не трябва да се генерират допълнително. Освен това ни трябват може би десет, може би дори само пет кВтч. Това все още е допълнително изискване, без съмнение за това - но това е с милиарди киловатчаса по-малко, отколкото при едно към едно преобразуване на броя превозни средства.
Ако ефективността в (мотор, батерия, технология за зареждане) и в (LED, високоефективни помпи) електронна кола се увеличи и транспортните загуби поради локално производство на електроенергия намалят - тогава аргументът, че няма достатъчно електричество за електрически превозни средства, се срива напълно.
* В предишна версия на текста печатна грешка се е прокраднала в изчислението, което е довело до грешен брой от един трилион.