Well-to-Wheel

Well-to-Wheel (auch Well to Wheel, englisch etwa für „von der Quelle bis zum Rad“) ist eine Betrachtungs- bzw. Analysemethode im Bereich der Kraftfahrzeuge. Dabei wird die gesamte Wirkungskette für die Fortbewegung von der Gewinnung (also z.B. vom Bohrloch für das Erdöl) und Bereitstellung der Antriebsenergie bis zur Umwandlung in kinetische Energie untersucht.

Allgemeines

In der Well-to-Wheel-Betrachtung werden die Teilbereiche Well-to-Tank (Energiebereitstellung) und Tank-to-Wheel (Fahrzeugwirkungsgrad) zusammengefasst. Dabei können Fahrzeughersteller stets nur den Teilbereich Tank-to-Wheel konstruktiv beeinflussen. Nur dieser ist daher in Herstellerangaben zum Fahrzeug (Kraftstoff-/Energieverbrauch bzw. Abgasangaben bzw. CO₂-Ausstoß) enthalten. Mit Simulationsprogrammen können Zusammenhänge veranschaulicht und Optimierungsmöglichkeiten aufgezeigt werden.

Well-to-Wheel-Untersuchungen können unter folgenden Gesichtspunkten durchgeführt werden:

• Wirkungsgrad (Energieeffizienz)
• Energiebilanz (Energiewirtschaft)
• Verbrauch
• Schadstoffemission/Schadstoffausstoß
• Ökoeffektivität

Die Well-to-Wheel-Betrachtung spielt auch bei der ökologischen Bewertung eine große Rolle. Allerdings erfasst Well-to-Wheel keine Wartung und Unterhalt, noch den Herstellungs- und Entsorgungsaufwand. In Untersuchungen zur Ökobilanz wird dagegen der gesamte Lebenszyklus einschließlich Herstellung und Verwertung analysiert.

Ökoeffektivität dagegen ist ein Konzept zur Erlangung der Vereinbarkeit von Natur, Arbeit und Technik. Das Konzept zielt damit auf eine Kreislaufwirtschaft ohne Abfall. Statt auf die Ökoeffizienz des einzelnen Produktes wird dabei auf die ökologische Gesamtwirkung geschaut.

Well-to-Wheel bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor

Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor ist der größten Verlust die nicht genutzte Verbrennungswärme, die Kraftstofferzeugung und -bereitstellung erfolgt überwiegend aus fossilen Primärenergien und mit einem hohen Wirkungsgrad. Daher sind die Unterschiede von den Herstellerangaben Tank-to-Wheel zu Well-to-Wheel gering.

Der Wirkungsgrad Well-to-Tank ist mit ca. 90 % bei Dieselkraftstoff, ca. 82 % bei Benzin und ca. 86 % bei Erdgas, sehr hoch.

Well-to-Wheel bei Fahrzeugen mit Elektroantrieb

Das Elektroauto hat einen sehr hohen Wirkungsgrad Tank-to-Wheel und keinerlei lokale CO₂-Emissionen. Dies drückt sich in den sehr geringen Herstellerangaben Tank-to-Wheel beim Verbrauch (15–20 kWh/100 km) und der Angabe zum CO₂-Ausstoß (0 g CO₂/km) aus. Die Verluste entstehen hauptsächlich bei der Stromerzeugung und -bereitstellung, also Well-to-Tank. Daher wird oftmals die Well-to-Tank-Kette mit einbezogen und somit im Gegensatz zum herkömmlichen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor (Herstellerangaben ausschließlich Tank-to-Wheel) bei Angaben zum Elektroauto die Daten Well-to-Wheel angegeben. Für objektive Vergleiche sollten daher immer die gleichen Wirkketten der verschiedenen Kraftfahrzeuge betrachtet werden. 2022 hatte ein mit dem deutschen Strommix (49,7 % Erneuerbare Energien) geladenes Elektroauto einen Energieverlust von etwa 17 kWh pro 100 km, ein Fahrzeuge mit fossilen Dieselkraftstoff 42,5 kWh. Wird ein Elektroauto vollständig mit erneuerbaren Energien angetrieben, sinken die Well-to-Wheel Energieverluste auf 4,7 kWh (Energieverbrauch für Bau, Wartung und Entsorgung/Recycling der Anlagen nicht mitberücksichtigt).

Well-to-Wheel bei Fahrzeugen mit Hybridantrieb

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Well-to-Wheel bei Fahrzeugen mit Brennstoffzelle

Betrachtet man die Verfahrenskette Regenerativer Stromelektrolyse – Niederdruck-Wasserstoffspeicherung (200 bar) – (zentrale) Rückverstromung mit Brennstoffzelle wird ohne Nutzung der Wärmeenergie von einem Wirkungsgrad von 30 % ausgegangen. Für diese Wirkkette war die Wirtschaftlichkeit 2012 noch nicht gegeben. Außerdem bleiben die Verluste für die Verflüssigung und Lagerung an der Tankstelle (ohne Pipeline) sowie der Aufwand für die Höchstkompression (700 bar) für mobile Anwendung in Drucktanks unberücksichtigt.

Diese Fahrzeuge sind Tank-to-Wheel das umweltfreundlichste Auto und bei einer Well-to-Wheel-Betrachtung ein klimafeindliches Auto. Ihr Well-to-Wheel-Wirkungsgrad liegt systembedingt immer niedriger als bei reinen Elektroautos.

Weblinks

• https://www.goingelectric.de/forum/download/file.php?id=9191 Treibhausgasemissionen verschiedener Kraftstoffe und Antriebsarten
• https://www.youtube.com/watch?v=O1MIvRkQ7Ak Podcast E-Auto Batterien
• https://www.youtube.com/watch?v=CEfakg4LhgM&t=1831s E-Auto ganzheitlich

• https://www.society-and-the-atom.org/images/well-to-wheel.jpg Energiemengen, um 100 km zu fahren: Kohle zu Strom zu Elektroauto|Erneuerbare Energie zu Elektroauto|EE zu Wasserstoff zu Wasserstoffauto|Erdöl zu Diesel zu Auto

Andere Lexika

• Well-to-Wheel bei Wikipedia (Erste Wikipedia-Version)

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