Das wäre ja ein Ding !

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Geschrieben von Werner am 20. Februar 2024 16:07:18:

Als Antwort auf: Pest und Colera geschrieben von Johannes D am 20. Februar 2024 13:20:30:

wenn die Herstellung von Treibstoffen so viel Strom kosten würde . . . . .

Ich schau mal, an welche Daten ich kommen kann. Wird nicht so ganz leicht, weil sich damit noch keiner beschäftigt hat.

Die Raffinerie bekommt etwa 31 Cent für den Liter Benzin. Der Rest sind Steuern und Transport und natürlich auch Händlergewinn.

Für die Destillation wird vor allem eins gebraucht: Wärme. Als ich anfing zu studieren, rechnete man mit 3,5% Einsatzbrennstoff für bezogen auf das Rohöl, also 35kg Brennmaterial für den Ofen auf eine Tonne Öl. Verwendet wurde zum Brennen Öl, was sonst keiner mehr haben wollte, also Kolonne ganz unten, oder anderes gesagt, der letzte Dreck. Mit dem konnten nicht einmal Schiffsmotoren betrieben werden. Durch Dampflanzen wurde das klebrige Zeug im Ofen so aufgewirbelt, dass es brennen konnte. Schwefel, Schwermetalle, alles was im Sprit nicht mehr drin war, hatte sich dort angesammelt und wurde freigesetzt.

Die neu gebaute Rohöldestillation damals versprach (bzw. der Hersteller versprach) einen Verbrauch von 1,7%, also die Halbierung der Brennstoffmenge. Das war Ende der 70er schon eine kleine Sensation. Im Laufe der Zeit wurden fast alle Wärmeströme noch einmal angefasst und auf Potential untersucht. Dabei hat die sog. Pinching Software mächtig mitgeholfen. Inzwischen braucht die Destille noch 0,7% bezogen auf Einsatzprodukt. Es werden jetzt auch nicht mehr die Sumpfreste verfeuert, sondern sauberere Brennstoffe, z.Teil auch Gas.

Nun zu der elektrischen Energie: eine Pumpe fördert das Rohöl in die Kolonne, die im wesentlichen drucklos betrieben wird. Da das Rohöl vorgewärmt wird im Wärmetausch mit Ablaufströmen, sind die Pumpen rel. teuer, denn sie müssen hohe Temperaturen vertragen. Die Leistung weiß ich jetzt nicht, aber zur reinen Förderung auch auf eine gewisse Höhe wird nicht viel verbraucht. Wie gesagt, ich schau mal, ob ich Leistungsdaten bekomme.

Die Reste im Sumpf werden rausbefördert Richtung Vakuumdestille, die noch mal verwertbare Stoffe rauszieht. Dazu wird eigentlich keine Pumpe benötigt, weil in der Vakuumkollonne Unterdruck herrscht. Man macht es aber trotzdem, weil sonst der Kram schon in der Leitung entgast.

Die Ablaufprodukte Benzin, oder besser Rohnaphta, Mitteldestillate (also Petroleum, Diesel usw.) laufen im wesentlichen von selbst in die Tanks. Zwischen den Kollonnenstufen gibt es auch die ein oder andere Pumpe, die die Flüssigkeit noch mal auf eine andere Stufe hebt, damit sie nochmal durchläuft.

Und schließlich gibt es noch die Verladepumpen, die das fertige Produkt in den Lastwagen füllen. Dieser läßt an der Tankstelle meist in den Bodentank nur ablaufen. Man sieht aber auch, dass gepumpt wird. Der LKW verwendet dazu übrigens Diesel, der darf das sonni.

Ehe wir damit fahren können, muß an der Tanke nochmal eine Pumpe anlaufen, die das Produkt in den PKW-Tank füllt. Von dort gibt es wieder eine Pumpe, die aus dem Bordnetz gespeist wird, also indirekt benzinbetrieben (oder eben Diesel).

Das ist alles ziemlich unspektakulär und geschieht zumindest in der Verarbeitung mit sehr guten Wirkungsgraden. Ich vermag es nicht zu schätzen, wieviel Anteil des Energieinhaltes eines Kraftstoffes schon elektrisch hinein gegangen ist. Ich schätze mal, das liegt unter . . . . . . . .

Ach Quatsch, ich lass mich mal zu einer Berechnung hinreißen, die natürlich nicht genau wird.

Wir waren bei 5 Pumpen, nehmen wir 10, soll keiner sagen, ich rechne was schön.

Jede macht 4 bar Differenzdruck, was ebenfalls sehr gut angesetzt ist. Die Pumpen an der Tanke schaffen das gar nicht. Aber egal.

Nun haben wir auf den Liter Sprit 40 bar Differenzdruck, wenn man alle Pumpen einfach mal addiert. Die Pumpen haben nur 80% Wirkungsgrad. Die bei der Herstellung beteiligten sind besser, liegen zum Teil über 95%, die Gebrauchspumpen an der Tanke und in unserem Auto sind schlechter. Wir schlagen den Wirkungsgrad einfach auf den Differenzdruck drauf also dp/80% und rechnen mit dp= 5 bar.

Der Energiebedarf wird durch eine simple Formel ausgedrückt: E = V x delta p V hat die Einheit m zum Kubik und delta P die Einheit N/m², es kommt also Nm raus oder auch J für Joule, die Einheit der Energie.

V = 0,001 m³ dp = 5 MPa, oder 50 000 000 N/m²

Ergebnis: 50 000 J oder 50 kJ

Der Brennwert eines kg Benzin liegt bei etwa 42 000 kJ. Bei einer Dicht von ca. 0,75 kg/l hat also der Liter 31 150 kJ chemische Wärmeenergie.

Wir teilen die aufgewendeten 50 kJ durch den Wärmeinhalt und kommen auf 0,16 %, was mal erst wenig aussieht, aaaaber, wir wollen ja fair sein und den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors auch noch gegen den Wirkungsgrad des E-Motors setzen.

Wir gut die Motoren von E-Autos wirklich sind, ist leider nie Gegenstand von technischen Diskussionen. Da die meisten E-Autos kein Getriebe haben, kann der Überalles Wirkungsgrad der E-Motoren nicht gut sein, anders gesagt, mit Getrieben wäre da einiges rauszuholen.

Ich sag mal, der E-Motor macht 75 % (Einspruch zulässig) und der Verbrennungsmotor 25% (die sind besser, aber wir rechnen über alles)

Damit steigt der Wert von 0,16 auf immerhin 0,5%.

Anders ausgedrückt müßte ein E-Auto 200 mal effektiver fahren, als ein Benzinauto, was ich ganz erheblich bezweifele.

Die Berechnung könnt Ihr gerne zerflexen oder lieber noch mit Realdaten versehen, wenn Ihr welche habt. Ich kümmere mich auch, aber solche Fragen wurde bisher nicht aufgeworfen.

Eins muß aber klar sein: wenn eine Raffinerie etwas macht, dann zu versuchen, möglichst wenig Energie für die Krafstoffherstellung zu verbrauchen. Die gehen da penibler ran, als die Kraftwerker, die das zwar auch machen, aber für die eher der robuste Betrieb im Vordergrund steht und die auch schlechter mit Teillasten umgehen können, als die Raffinerien mit ihren großen Lagertanks.


Damit mich alle richtig einschätzen können und die Beurteilung meiner Person einfach wird: ICH HASSE STROM !!! joker

Gruß

Werner

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