Alternativer Antrieb : Audi produziert sein Erdgas selbst

Audi hat bei alternativen Antrieben einiges gegenüber Wettbewerbern aufzuholen. Nun setzt der Konzern auf Erdgas – mit eigener Treibstoffproduktion.
Ein Audi A3 TCNG, also mit Erdgas-Antrieb © Audi

Mit dem Slogan "Vorsprung durch Technik" wirbt Audi für sich. Doch gerade bei alternativen Antrieben liegt der Ingolstädter Hersteller im Premiumsegment im Rückstand. Zwar hat Audi schon pflichtschuldig ein paar Elektro-Studien auf Autoshows vorgeführt und immerhin bereits Hybridautos im Angebot, aber die Konkurrenz ist schon einige Schritte weiter. Die aus Japan sowieso, aber auch die anderen deutschen Premiummarken. BMW baut die eigene Elektro-Marke BMW i auf, Daimler will beim Antrieb mit Brennstoffzelle die Führungsrolle übernehmen und ist auf dem besten Weg dahin.

Jetzt gibt Audi Gas – und das ist durchaus wörtlich zu nehmen. Der neue A3 kommt nicht nur mit Benzin- und Dieselmotoren auf den Markt. Erstmals in der Geschichte der Marke wird es einen Audi mit Erdgasantrieb geben. Er ist eingebettet in ein größeres Projekt namens E-Gas, mit dem Audi einen ganz eigenen Vorstoß in Sachen nachhaltige Mobilität machen will. Das ergibt Sinn, schließlich ist Erdgas im Volkswagen-Konzern schon lange ein Thema. Mit den EcoFuel-Varianten der Modelle Caddy, Passat, Touran und bald auch dem Winzling eco up! ist die Erdgaspalette von VW so groß wie bei keinem anderen deutschen Autohersteller.

Audis E-Gas-Projekt erstreckt sich aber nicht nur auf das Auto, sondern bezieht die Treibstoffproduktion mit ein. Der Plan: Vier Offshore-Windkrafträder mit jeweils 3,6 Megawatt elektrischer Leistung produzieren Strom, der teils ins Netz eingespeist wird. Mit dem überschüssigen Strom wird durch Elektrolyse Wasserstoff erzeugt. Dieser wird dann zusammen mit CO2 aus der Luft oder einer Biogasanlage durch Methanisierung zu Erdgas . Den letzten Schritt könnte man in Zukunft auch weglassen und mit dem erzeugten Wasserstoff Autos mit Brennstoffzelle betreiben.

Audi rechnet mit erheblicher Emissionseinsparung

Bis das soweit ist, können aber Erdgasfahrzeuge mit dem synthetischen Erdgas CO2-arm unterwegs sein. Zwar stoßen auch Erdgas-Autos CO2 aus, doch im Fall von E-Gas wäre es ziemlich genau die Menge, die man vorher für die Erdgasproduktion der Atmosphäre entzogen hat. So rechnet es jedenfalls Audi vor und spricht von ganzheitlicher, CO2-neutraler Mobilität.

"Wir wissen heute noch nicht, ob es genau so funktionieren wird", räumt Projektleiter Reinhard Otten ein. Er geht aber davon aus, dass sich die Well-to-wheel -Emissionen – also der CO2-Ausstoß über die gesamte Wirkkette, von der Gewinnung der Antriebsenergie bis zur Umwandlung in kinetische Energie – mit E-Gas im Vergleich zu fossilem Erdgas um 85 Prozent reduzieren lassen.

Was bleibt, sind die CO2-Emissionen zum Bau des Autos und der Anlagen für die Produktion des synthetischen Erdgases. Die wären aber sogar etwas geringer als bei einem mit Windstrom betriebenem Elektroauto, zumindest nach Audis Beispielrechnung. Bei der wird eine Gesamtlaufleistung des Autos von 200.000 Kilometern zugrunde gelegt und nicht nur die Nutzungsphase, sondern die gesamte Wertschöpfungskette berücksichtigt.

Kommentare

38 Kommentare Seite 1 von 5 Kommentieren

warum ausgerechnet Erdgas?

Wie im Artikel schon steht: Es gibt nur rund 900 Tankstellen.
Warum also nicht LPG mit weit über 6000 Tankstellen. Zudem ist hier der Benzintank mit rund 40 Litern weit Größer. Mit dem LPG-Tank kommt man ebenfalls rund 400 km weit.

Zu der Wandlung von Windstrom zu Erdgas.
Gundsätzliches:
Von Wind zu Wasserstoff: 70 % (Bewiesen in der Wirtschaftlichen Elektrolyse Anlage bei Prenzlau in Nordbrandenburg)
Wird dieser Wasserstoff verheizt liegt der Wirkungsgrad noch bei 69 %.
Wird der Wasserstoff verstromt in einer GuD liegt der Wirkungsgrad noch bei 35,5 %.
Wird der Wasserstoff methanisiert, so liegt der Wirkungsgrad noch bei 45 %.
Treibt man damit einen Otto/Gas-Motor an welcher ohnehin nur einen Wirkungsgrad von 18 - 22 % hat, liegt der Gesamtwirkungsgrad bei 8 (ACHT) Prozent.
Eine 3 MW WKA Produziert also grade mal 240 kWh Kinetische Energie pro stunde. Das reicht für maximal 2000 km Reichweite. bei 4000 Vollaststunden der WKA und 40 km täglicher fahrt mit dem Auto reicht eine WKA für etwas über 500 Autos.
Nutze ich aber Wasserstoff in Einer Brennstoffzelle so reicht die WKA schon für 3500 PKW.

Wasserstoff hat ein ganz entscheidendes Problem, das sowohl Daimler, als auch Sie, wenn ich mir das was Sie so schreiben ansehe, bequemerweise vernachlässigen:
Die Energiedichte (Energieinhalt pro Tankvolumen). Um mit Wasserstoff/Brennstoffzelle ein paar hundert km Reichweite zu erzielen müssen Sie entweder auf 600-700 bar komprimieren oder verflüssigen. Der Energieaufwand für beides ist in etwa so groß, dass Sie ca. 60% Ihres Wirkungsgrades verlieren. Lustigerweiße taucht das weder in Ihrer noch in der Daimler-Rechnung auf. Das Problem ist übrigens ein grundsätzlich-physikalisches, das können Sie auch nicht "wegentwickeln".
Methan hat bereits bei handhabbaren Drücken eine ausreichende Energiedichte, ausserdem existiert bereits Technologie/ Vertriebsnetz. Ich halte Methanisierung für ein heisses Eisen, zumal man auch Methan in Brennstoffzellen verstromen kann (in der Entwicklung).
Auch wenn ich sonst absolut kein Freund der Marke mit den vier Ringen bin und den Sruch "Vorsprung durch Technik" für blanke Ironie halte: Hier hat Audi eine gute Sache angestoßen.

Nicht nur ein Problem

Brennstoffzellen für Temperaturen, welche in Autos handhabbar sind benötigen Platin als Katalysator. Das hebt den Preis in deutlich zu hohe Ebenen.
Erdgas wird übrigens an der Tankstelle auf über 200 bar gedrückt, was meinen angegeben Wirkungsgrad auch für Erdgas noch einmal Verringern würde. Ich habe also in beiden Rechnungen etwas unterschlagen. Transportverluste sowieso. Mit 60 Prozent Komprimierungsverlusten bei Wasserstoff blieben immerhin noch 18 Prozent auf der Straße. Aber das sind natürlich auch nur Milchmädchenrechnungen um 1 Uhr mittags.
Audi sollte sich meiner Meinung nach eher an Renault/Nissan orientieren, die ganz weg von Kraftstoffen hin zu netzunterstützenden PKW gehen. Nur ist dieses Ziel noch viel weiter weg und noch viel teurer. Am Ende aber sehr wahrscheinlich Lohnender.
Der Leistung des Kolibri Lithium Akkus der Firma DBM für eine Reichweite von über 400 km wurde übrigens von der DEKRA letztes Jahr bestätigt. Aber wenn man danach sucht beziehen sich 99 % der Treffer auf die anzuzweifelnde Fahrt von vorletztem Jahr.
Es bleibt das Hauptproblem bei den großen deutschen Marken (mit Ausnahme Opels) -> ALLES für den Otto und Diesel-Motor. die 140 Jahre Vorsprung sollen auf keinen Fall verloren gehen.

Ach...

Ja, Ergas wird auf 200 bar gedrückt, aber dabei entstehen kaum nenneswerte Verluste (vergleichsweise), weil die Verluste stark überproportional mit dem Zieldruck steigen. Zudem lässt sich Methan von den Stoffwerte her besser komprimieren. Mein Thermodynamik-Prof pflegte immer zu sagen: "Wenn Gott gewollt hätte, dass wir mal mit Wasserstoff fahren, hätte er das Zeug kompressibler gemacht..."
Fakt ist, dass wir eine ganzheitliche Lösung des Speicherproblems (nicht nur, aber auch im Straßenverkehr) brauchen und da ist Methanisierung Momentan die realistischste Lösung. Ich lasse mich gern vom Gegenteil überzeugen (weil ich die Nachteile/Probleme sehe), aber da sollten Sie schon etwas besser argumentieren...

@Welches Speicherproblem

Metall ist für Wasserstoff nicht dicht! Es gibt deshalb Leckagen trotz "dichtem" Verschluss. Bei massenhaftem Einsatz von Wasserstoff würden wir die Atmosphäre erheblich mit Wasserstoff anreichern.
Wasserstoff ist weiterhin hochexplosiv. Nur auf Druck der Politik sind Parkhäuser für Wasserstofffahrzeuge zugelassen. Es fällt bisher nicht auf, weil es kaum Wasserstofffahrzeuge gibt. Es wird erst spannend, wenn das dritte Parkhaus abgebrannt ist.
Der Energieinhalt von Wasserstoff ist relativ gering. Damit die Flaschen nicht zu groß werden und die Reichweite trotzdem ausreichend bleibt, muss mit hohem Druck gearbeitet werden. Damit erhöhen sich aber Kosten, Explosionsgefahr und Leckagen.
Diese Themen lassen sich alle technisch lösen, nur kostet das Geld. Es ist so viel Geld, dass Wasserstoff heute nicht wirtschaftlich ist. Wenn sich der Benzinpreis so erhöht, dass es wirtschaftlich wird, dann können sich die meisten Menschen eine Auto nicht mehr leisten!
PS: Der Autoindustrie ist es eigentlich egal ob die Menschen Wasserstoff oder Benzin oder was auch immer tanken wollen. Sie werden es anbieten. Nur möchte die Autoindustrie teure Entwicklungen vermeiden, die später niemand will. Der 3l-Lupo für 27.400 DM Einstiegspreis (keine Servolenkung, keine Klimaanlage) war hoch innovativ, aber eine reine Geldvernichtung. Es gibt auch andere abschreckende Beispiele.

Die Mär vom........

Hier im Blatt war vor jahren mal ein Aufsatz:

"Die Mär vom Wasserstoff"
http://www.zeit.de/2004/4...

Ich steck zwar in dem Business drinn, aber mir ist nicht zu Ohren gekommen, daß seit Erscheinen des Artikels der Liebe Gott Änderungen an physikalischen Konstanten vorgenommen hätte.
Insofern bleibt die Materie schwierig.

Ich halte es auch nicht für einen Zufall, daß die biologische Evolution in Energiefragen auf das Kohlenstoff-System gesetzt hat.

Mit "Strom", wie auch mit "Wasserstoff" versucht sich der Mensch an Dingen, die kein evolutives Vorbild haben.
Die Strukturen müssen also sehr metastabil sein.

("Nachhaltigkeit" - das ist was für Lieschen Müller.....)

"Nachhaltigkeit"

In den 90er kostete eine kWh Erdgas 0,5 Cent im Einkauf - Der Benznpreis war lange Zeit bei 5$ - heute hat sich hier viel geändert.

Das sind Binsenweisheiten.

Wir wissen allerdings nicht was diese Verteuerung genau verursacht - ist es eine Verknappung des Angebots (Relativ zur Nachfrage) oder ist der Vergleichsmaßstab - der Dollar - in seiner Werthaltigkeit verändert?

Für mich sind es sich überlagende Gründe: Einerseits wird der Dollar immer wertloser, weil die USA ihren Verteidigungsetat durch die Druckerpresse finanzieren und andererseits braucht eine auf Öl basierende Wirtschaft immer mehr Öl, wenn Sie wachsen will - vor allem in den Entwicklungsländern ist das Wachstum sehr Ölintensiv.

Peak Oil ist also vor allem deswegen ein Problem weil die Ausweitung der Produktion nicht mehr mit der Nachfrage Schritt halten kann - von einer physikalischen Begrenzung abgesehen - selbst wenn die abiotische Theorie zutrifft - solange die Förderung nur mit immer mehr Einsatz gesteigert werden kann - desto problematischer wird es für die Weltwirtschaft.

Die Frage ist nun - sollten wir Öl fördern, auch wenn das Barrel uns 1000 $ kosten sollte? Was ist die Alternative? Zurück zu Hafer und Pferd?

Die Nachhaltigkeitsdiskussion ist keine Ökodiskussion, sondern eine Strategiediskussion - setzen wir auf ein Produkt das ständig knapper/teurer wird oder setzen wir auf eine Technologie deren Kosten im Zeitablauf sinken?

Erdgas ist hier eine ideale "Brückentechnologie" - eine Option

Fakten auf den Tisch

Zu solchen Fragen empfehle ich die Durchführung seriöser Vergleiche. Die Alternativen wären hier:

Basis: Überschußstromerzeugung aus Wind/Sonne und Umwandlung in H2. Dann

A1: H2-Komprimierung und
A1.1: Nutzung als Kraftstoff für Kfz mit Gasmotor
A1.2: Nutzung als Kraftstoff für Kfz mit H2-Brennstoffzelle und E-Antrieb

A2: H2-Reformierung zu EE-Gas
A2.1: Nutzung als Kraftstoff für Kfz mit Gasmotor
A2.2: Nutzung als Kraftstoff für Kfz mit Direktmethanolbrennstoffzelle und E-Antrieb

(1) Ermittlung des Well-to-Wheel-Wirkungsgrades: Wie weit fährt bei den oben dargestellten Alternativen ein ansonsten identisches Fahrzeug mit der gleichen Menge der ursprünglich als Wind-/Sonnenstrom erzeugten Energie?

(2) Wie hoch sind die Energiekosten (Kosten der Energieumwandlung und Speicherung von H2 zu komprimiertem H2 bzw. EE-Gas) je gefahrenem Kilometer, bereinigt um Steuern und Subventionen?

(3) Wie teuer ist das ansonsten identische Fahrzeug ggf. in Abhängigkeit von der produzierten Stückzahl, bereinigt um Steuern und Subventionen? Mit welchen Degressionseffekten kann realistischerweise über welchen Zeitraum gerechnet werden?

Eine fundierte Diskussion ist eigentlich nur auf Basis derartiger Daten sinnvoll.

Schwieriges Unterfangen

Grundsätzlich sehe ich die Ausgangslage ähnlich wie Sie - nur ist das mit den Systemvergleichen so eine Sache - es existieren Rückkopplungen zwischen Angebot und Nachfrage.
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z.B. könnten E-Autos eventuell ganz anders konstruiert werden als Brennstoffzellenfahrzeuge
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Eine andere Frage ist ob wir die Wärmemärkte und die Mobilitätsmärkte zusammen oder einzeln analysieren sollten. Ich bin dafür die Wärmemärkte in die Überlegungen zu integrieren - denkbar wäre dann eine GuD Verstromung mit Heizwärme in Nahwärmenetzen im Winter des Gases, dass im Sommer, bei Windüberschüssen produziert worden ist bzw. Biogas nicht mehr verstromen, sondern mit neuer Technik direkt zu Gas weiterverarbeiten.
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Ein "System"-Vergleich ist daher nur sinnvoll auf einer globalen Ebene möglich - bzw. sollte die Strategie global integrierbar sein. --> Es gibt viele Koppeleffekte, Vor- und Nachteile.
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Nennen möchte ich direkt z.B. die CO2 Wiedergewinnung für ein erneutes Methanisieren, welches im GuD Kraftwerk möglich ist, allerdings nicht bei der Verbrennung im Auto. --> Daher verändert sich das "Gesamtkonzept".
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Eine andere Frage wäre z.B. auch die Möglichkeit der Nutzung von Stromschienen,Linearmotoren, Oberleitungen (für LKW, Busse)
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Kurz und knackig: Ein Vergleich von whell to wheel muss immer auf einer Gesamtsystemebene erfolgen und selbst dann kann es strategische Abwägungen und Unschärfen geben (z.B. Kostensenkungspot.)

Gas und Windmühlen

Audi produziert vermutlich nur Erdgas, um wieder einmal in die Presse zu kommen. Nachdem man die groß ankündigten Windräder wohl ausschließlich für die eigene PR verwendet, muss man sich ein neues grünes Mäntelchen anziehen, um die Absatz der Lamborghinis und sonstiger Spritfresser im öffentlichen Bewußtsein zu überdecken.

Energiesystem der Zukunft ist "Multi"

Sätze wie: "Die Zahlenangaben zeigen zugleich allerdings auch die Grenzen solcher Projekte auf: Man bräuchte einen riesigen Windpark und enorme Methanisierungsanlagen, um ausreichend Synthese-Erdgas für Millionen von Autos in Deutschland zu erzeugen" sind totschlagargumente im Stil des alten Denkens.
Die These, es müsse die EINE Technologie geben, die alle Probleme löst ist - mit Verlaub - schlicht idiotisch. Das ist für die Zukunft so ziemlich das einzige, was man mit Sicherheit ausschliessen kann.
Es gilt: Wir müssen viele Optionen verfolgen und können heute noch nicht wissen, was in 10, 20, 30 Jahren erfolgreich sein wird.

Warum nicht gleich Brennstoffzelle statt Ottomotor?

Spart die Methanisierung und verbessert den "Well to Wheel"-Wirkungsgrad. Und es wäre gleich ein E-Mobil. Okay, die Brennstoffzelle ist wahrscheinlich noch zu teuer. Aber so lange sie nicht in hohen Stückzahlen, ggf. in Kooperation mit anderen Automobilbauern, hergestellt wird, kann sie auch kaum billiger werden.