Donnerstag, 8. Juni 2017

VW verklagen

Amtsgerichte entscheiden immer häufiger zugunsten geschädigter VW-Diesel-Kunden, siehe hier und da . Anfang des Jahres hat ein Landgericht einen Händler sogar dazu verdonnert, den mangelhaften Diesel eines klagenden Kunden gegen einen Neu(!)wagen zu tauschen. Besonders interessant: Jetzt lassen sogar die Oberlandesgerichte in Verfahren um Prozesskosten durchblicken, dass sie auf
Kundenseite stehen. So entschied das OLG München im März, dass ein VW-Händler die Verfahrenskosten zu tragen hat:

Es gebe keinen Zweifel, dass der Golf mit der Prüfstandsoftware mangelhaft sei. Diese Mangelhaftigkeit begründet das OLG mit der Gefahr, dass die Betriebserlaubnis erlöschen könne. Daran ändere auch das laufende Software-Update zunächst nichts. Diese Aktion sei als Rückruf wegen eines Mangels zu werten und nicht als Aktion aus Kulanz. Quelle

Seltsam: In den USA kosten die Umrüstungen ~1.000 USD pro Auto, hierzulande werden die Abgase durch ein kleines Plastikteil von < 1 EUR und einem Software-Update (aber angeblich keine negativen Auswirkungen haben soll) sauberer. Warum hat man das dann nicht vorher schon gemacht?

Was aber kaum einer weiß: Mit der Umrüstung ist der Fall für VW erledigt, da ein Gewährleistungsverzicht unterzeichnet werden muss, VW jegliche Garantie ablehnt und damit aus der Sache raus ist. Und wer wartet, erhält entweder ab Juli 2017 keine TÜV-Plakette mehr oder wird 2018 von der Verjährung überrascht und hat keine Ansprüche mehr (siehe auch hier). Ein feiner juristischer Trick, mit dem VW seinen Kunden die Wahl zwischen Cholera und Pest überlässt und sich sämtlichen Schadensansprüchen entzieht. Den Schaden (Fahrverbot, Fahrzeugstilllegung, Wertverlust) hat der Kunde. Kein Wunder also, dass Anwälte meinen: Klagen, noch dieses Jahr!

Samstag, 8. April 2017

Diesel hat keinen CO₂-Vorteil mehr gegenüber Benziner

Der Diesel wurde bisher gerne als sehr effizient und als unverzichtbar bei der Einhaltung von CO₂-Vorgaben proklamiert. Verfechter des Diesels sprechen von Wirkungsgraden jenseits der 30 %. Das mag im Volllastbereich unter optimalen Bedingungen zutreffen, angesichts der Tatsache, dass die Motoren immer größer werden und daher immer seltener mit Volllast und nie unter idealen Bedingungen gefahren werden, lässt sie das wesentlich ineffizienter dastehen, als viele glauben. Autos mit Verbrennungsmotoren sind fahrende Heizungen, da mehr als 85 % der Energie im Tank ungenutzt in die Umwelt verpuffen. Horst Lüning hat das schon vor Jahren detailliert vorgerechnet:



Ich habe meinen eigenen Vergleich anstellt. Mittels spritmonitor.de habe ich mir ein gängiges Fahrzeug, welches bereits seit Jahren hergestellt wird und sowohl als Diesel als auch als Benziner verfügbar ist, herangezogen:

  • VW Golf
  • Baujahre 1990 bis 2016
  • 100 bis 150 PS
  • Schaltgetriebe
  • mindestens 1.500 km eingetragene Fahrleistung
Nun habe ich mir je Baujahr Zahl der PKW und deren Durchschnittsverbrauch aus [1] in einer Tabelle notiert. Von 1990 bis 1996 liegt die Zahl der erfassten Benziner im unteren einstelligen Bereich. Diesel sind teilweise gar keine erfasst, sodass ein Vergleich erst ab 1997 wirklich aussagekräftig ist. In meinen folgenden Ausführungen werden also die vergangenen 20 Jahre betrachtet. Die Diagramme basieren also auf realen Verbrauchswerten. Die Linien stellen jeweils einen gleitenden  Durchschnitt über 5 Einzelwerte dar. Absolute Werte sind an der linken Ordinate abgetragen, relative an der rechten. Blau ist immer der Benziner, rot der Diesel, grün das äquivalente Elektroauto. Gelb wird das Verhältnis von Diesel zu Benziner oder umgekehrt dargestellt. 

Spritverbrauch


Es fällt auf, dass der Dieselverbrauch der Modelle der vergangenen 20 Jahre nahezu unverändert bei um die 5,7 l pro 100 km liegt, während der Benzinverbrauch von ca. 8,3 auf 6,5 l um ca. 19 % gesunken ist. Ich meine, der Diesel ist "zuendeentwickelt", während beim Benziner durchschnittlich 1 % Ersparnis pro Jahr erreicht wurde.

Jetzt höre ich schon wieder die Kritiker: Aber der Diesel ist trotzdem ökologischer und sparsamer, denn er verbraucht ja weniger Liter. Schauen wir's uns an:

CO₂-Bilanz

  • bei der Verbrennung von 1 Liter Benzin entstehen 2,33 kg CO2
  • bei der Verbrennung von 1 Liter Diesel entstehen 2,64 kg CO2
Aha, also erzeugt 1 Liter Diesel sogar mehr CO₂ als Benzin. Kombiniert mit dem Verbrauch ergibt sich folgender Ausstoß pro gefahrenem km:


Hier sieht man, sehr schön, dass der CO2-Ausstoß des Diesels seit 20 Jahren konstant bei ca. 150 g/km liegt, während der Benziner seinen Ausstoß von 200 auf unter 160 g/km reduziert hat. Ok, der Diesel liegt noch leicht vorn, doch der Vorteil ist im Jahr 2016 auf unter 4 % geschrumpft. Ich habe das Verhältnis von Diesel zu Benziner als gelbe Linie dargestellt. Man sieht, dass sie gegen 100 % geht.

Zusätzlich habe ich mit der grünen Linie den Ausstoß eines Elektrofahrzeugs mit 16,6 kWh/100 km Stromverbrauch aufgetragen, wenn der Strom aus dem aktuellen, deutschen Strommix mit 535 g CO2 je kWh erzeugt wird. Das Elektroauto erzeugt dabei ca 90 g je km, ist also immer noch fast doppelt so gut wie jeder Verbrenner. Erzeugt man den Strom regenerativ, verbessert sich die Bilanz weiter.

Sowohl bei den Verbrennern als auch bei den Elektroautos habe ich der Einfachheit halber die Lieferketten außer Acht gelassen. Würde man diese einbeziehen, würde sich bei allen Antriebsarten die Bilanz verschlechtern - irgendwie muss die Energie von der Quelle ins Auto. Dabei entstehen natürlich weiterhin teils massive Verluste.

Aber der Diesel ist doch so effizient...

Energiebilanz

Naja, er ist immer noch etwas effizienter als der Benziner, gemessen an einem Elektroauto jedoch ein absoluter Verschwender:



Wie schon geschrieben hat der Benziner in den letzten Jahren deutlich aufgeholt, sicher nicht zuletzt dank Direkteinspritzung und Downsizing. Er hat ihn fast eingeholt und der Stromer ist in jedem Fall mindestens 3x so effizient, da er mit nur 30 % der Energie das selbe (und dazu mit mehr Fahrspaß und weniger Ausstoß) erreicht. Oder bildlich gesprochen: Ein Tesla Model S mit 85 kWh-Akku braucht für die erzielbaren 500 km das Äquivalent von 8,7 l Diesel, was einem Verbrauch von 1,7 l auf 100 km entspricht. Und da sollen 5,7 l Diesel auf 100 km effizient sein? Lol.

Weshalb der reine Liter-Vergleich von Diesel und Benzin unsinnig ist, zeigt ein weiterer Vergleich:
  • 1 Liter Benzin enthält 9.3 kWh Energie
  • 1 Liter Diesel enthält 9,8 kWh Energie
Wir haben also gelernt: Der bloße Spritverbrauch pro 100 km ist, richtig, nichts sagend!

Aber Diesel ist doch viel günstiger als Benzin.

Spritpreis

Ja, ist er. Noch. Und nur in Deutschland. Ich kenne kein anderes Land, in dem Diesel weniger kostet als Benzin. Würde man ihn nach Energiegehalt bezahlen, wäre Diesel sogar teurer als Benzin. Und: Der Preisvorteil ist in den letzten Jahren von 25 % gegenüber Benzin teilweise auf bis zu 10 % geschrumpft.
Mein Tipp: In der nächsten Legislaturperiode (also nach der Wahl) wird der Preisvorteil des Diesels beschnitten. Was die Politik nach Dieselgate tut, ist auch widersprüchlich: In den 70er Jahren gab sie dem Diesel durch Steuererleichterungen einen Vorteil, nun dämmt sie diesen mit Fahrverboten wieder ein. Wieso Diesel nicht wie Benzin besteuern (oder nach Energiegehalt oder CO2-Ausstoß) und das Problem Stickoxid/Feinstaub ist vom Tisch?

Energiepreis

Um die Treibstoffkosten von Verbrennern mit Elektroautos vergleichen zu können, beziehen wir die Preise von Diesel und Benzin auf die kWh und schauen uns die Preisentwicklung des Stroms an:


Strom ist, energetisch betrachtet fast doppelt so teuer wie fossile Brennstoffe, was sicher auch daran liegt, das Strom eine höhere Energieform ist, die flexibel genutzt, umgewandelt und gespeichert werden kann. Ausschlaggebend für den Preis von bis zu 30 ct/kWh Strom dürfte nicht zu letzt die EEG-Umlage sein. Überhaupt, warum zahle ich EEG-Umlage auf meinen selbst verbrauchten Ökostrom vom Dach, Autofahrer fossil getriebener Mobile aber nicht auf ihren Treibstoff, welcher, unser Klima belastet? Aber das ist ein anderes Thema.

Treibstoffkosten pro km

Kombiniert man Spritverbrauch und Energiekosten, erhält man den Preis, den ein gefahrener Kilometer kostet:


Auf Grund der Reduktion des Benzinverbrauchs und dem sinkenden Preisvorteil von Diesel hat sich das Verhältnis von Diesel zu Benziner von 50 % auf über 70 % zu Gunsten des Benziners verschoben. Trotz des hohen Strompreises bleibt der gefahrene km mit ca. 5 ct gemessen am aktuellen, deutschen Strommix auf Grund des sehr hohen Wirkungsgrades deutlich unter den Preisen der Verbrenner.

Wer mag kann meine Berechnungen prüfen, indem er sich das LibreOffice-Calc-Dokument herunterlädt.

Fazit

Der Diesel hat deutlich an Attraktivität verloren, sowohl preislich als auch ökologisch. Der Benziner hat aufgeholt. Der Diesel wird im PKW noch vor dem Benziner an Bedeutung verlieren. Nicht zu letzt wegen der höheren Komplexität (höhere Verdichtung, höherer Drücke, höhere Temperaturen, höherer Verschleiß) und des nicht gelösten Feinstaubproblems.

Alle Autos belasten die Umwelt, das eine mehr und das andere noch mehr ;-) Am ökologischsten und günstigsten ist jeder Kilometer, der gar nicht oder mit dem Fahrrad gefahren wird.

Donnerstag, 23. März 2017

Heizung: Heizkurve


Lange experimentiert habe ich auch mit der richtigen Heizkurve. Sie beschreibt die Abhängigkeit der Vorlauftemperatur von der Außentemperatur. Je kälter es draußen ist, desto mehr muss geheizt werden. Die ins Haus eingebrachte Energiemenge ist quasi das Produkt aus Temperatur und Laufzeit. Je höher die Temperatur und je länger die Laufzeit, desto mehr Wärme im Haus.


An jeder Heizung lässt sich die Heizkennlinie mittels Neigung und Niveau einstellen, wobei quasi
  • Neigung = Dämmstandard – je besser gedämmt, desto kleiner die Neigung
  • Niveau = generelles Temperaturniveau im Haus.
Die Heizkurve kann ebenfalls nur experimentell ermittelt werden, da sie für jedes Haus individuell ist. Um die Effizienz der Wärmepumpe zu maximieren, muss die Vorlauftemperatur so niedrig wie möglich gewählt werden, dennoch muss sie so hoch sein, dass das Haus warm wird – und das bei jeder Außentemperatur/Witterung. Für gut gedämmte Häuser werden Neigungen von 0,2 bis 0,4 empfohlen, was bedeutet, dass die Vorlauftemperatur 2 bis 4 K bei 0 °C Außentemperatur höher sein muss als bei 10 °C.


Unser Haus ist so gut gedämmt, das die kleinste Neigung von 0,1 ausreichend ist. Eigentlich müsste sie noch etwas kleiner (ca. 0,8 - 0,9) sein, da es bei sehr niedrigen Außentemperaturen im Haus immer ein Tick zu warm und bei vergleichsweise hohen Außentemperaturen etwas zu kalt ist. Niveau habe ich um 2 K angehoben.

Die in den Heizungen dargestellt, lineare Heizkurve ist eine vereinfachte, bei der die Raumsolltemperatur unberücksichtigt bleibt. Die tatsächliche Formel, die intern zur Berechnung verwendet wird lautet:

Vorlaufsolltemperatur = Neigung 1,8317984 * (Raumsolltemperatur - Aussentemperatur)^0.8281902 + Niveau + Raumsolltemperatur

Genau wie die Einstellung der Neigung in 0,1er Schritten ist die Einstellung des Niveaus in 1 K-Schritten für unser Haus zu grob. +2 K ist generell zu warm und +1 K zu kalt. Hier musste ich leider tricksen: Bei unserer Heizung gibt es die Möglichkeit, die gemessene Außentemperatur in 0,1er Schritten im Bereich -5 bis +5 K zu korrigieren. Nun gebe ich der Heizung vor, dass es draußen 5 K wärmer wäre, was in Zusammenhang mit der Neigung von 0,1 ein Absenken der Vorlauftemperatur um 0,5 K (0,1 * 5 K) zur Folge hat. Ja, dieses halbe K macht sich tatsächlich bemerkbar. Genauso hätte man mit dem Niveau von +1 K und einer Korrektur der Außentemperatur von -5 K fahren können, wobei, wie man im Diagramm zieht, die tatsächliche Kurve etwas anders wäre, da die Übertragung Außentemperatur → Vorlauftemperatur nicht linear ist.

Unsere Viessmann-Heizung funktioniert Rücklauf-gesteuert, d. h., sie misst permanent die Rücklauftemperatur. Unterschreitet diese abzüglich der Einschalthysteres (von 2 K) die Vorlaufsolltemperatur, springt die Heizung an und arbeitet so lange, bis die Vorlaufsolltemperatur plus Ausschalthysterese (von ebenfalls 2 K) erreicht ist. Also z. B.:

Außentemperatur -2 °C → Vorlaufsolltemperatur 25,0 °C

  • bei Rücklauftemperatur < 23,0 °C schaltet sie ein
    (25,0 °C - 2 K Einschalthysterese)
  • bei Rücklauftemperatur > 27,0 °C schaltet sie ab
    (25,0 °C + 2 K Ausschaltysterese)

Die tatsächliche Vorlauftemperatur, die die Wärmepumpe erzeugt wird um die Spreizung (angestrebter Temperaturutnerschied zwischen Vor- Rücklauf) von 5 K angehoben. Also Wärmepumpe bei -2 °C Vorlauftemperaturen von

  • 28 °C beim Einschalten (25 °C - 2 K + 5 K)
  • 32 °C beim Ausschalten (25 °C + 2 K + 5 K)

Seitens der Hersteller gab es Überlegungen, geringere Spreizungen (2 K) zu nutzen, was allerdings auf Grund einer geringeren Differenz zur Umgebungstemperatur zu einer schlechteren Wärmeabgabe mit längeren Laufzeiten führt und zu Lasten der Effizienz geht. 5 K scheinen hier branchenweit Standard zu sein.
Die Hysteresen sind notwendig, damit die Wärmepumpe nicht permanent ein- und ausschaltet. Geringere Hysteresen würden zwar zu einem exakteren Erreichen der Vor-/Rücklauflauftemperatur führen, aber eben auf Kosten der Lebenserwartung des Verdichters gehen, da mehr Ein-/Ausschaltvorgänge erfolgen würden.

Freitag, 3. März 2017

Heizung: Hydraulik

Unerlässlich für ein angenehmes Raumklima und einen effizienten Heizungsbetrieb ist der hydraulische Abgleich. Sprich, für jeden Heizkreis muss der Durchfluss an den Bedarf angepasst werden. Üblicherweise wird der hydraulische Abgleich anhand errechneter Werte vom Heizungsfachmann eingestellt. Die ist jedoch nur als grobe Näherung zu verstehen, denn jedes Gebäude reagiert individuell. Einflüsse wie

  • Sonneneinstrahlung
  • interne Wärmequellen wie Personen, elektrische Geräte
  • Wärmeeintrag angrenzender Räume
  • Wärmeverluste, z. B. durch Lüften mit dem Fenster
  • gewünschte Raumtemperatur
können nur bedingt in der Berechnung berücksichtigt werden.

Also auch hier wieder selbst Hand angelegt. Auch diese Optimierung bedarf viel (!) Geduld. Zudem sollte der Abgleich durchgeführt werden, wenn der Wärmebedarf am größten, sprich es draußen über längere Tage sehr kalt und kaum Sonneneinstrahlung vorhanden ist. Erst bei niedrigen Temperaturen und ohne fremden Energieeintrag machen sich Unterschiede deutlicher bemerkbar als in der Übergangszeit.

Bevor mit dem Einstellen begonnen wird, sollte die Hocheffizienzumwälzpumpe vom Heizungsfachmann auf die benötigte Leistung eingestellt werden, da eine Änderung der Gesamtdurchflussmenge auf Grund von Reibung im System (Wasser an Rohr) die Verhältnisse der Durchläufe untereinander nicht proportional verändert. Eingestellt wird der Durchfluss an den Durchflussmengenbegrenzern am Vorlauf der Heizkreise. Diese 'Hütchen' haben eine Skala für den aktuellen Durchfluss (hier Liter pro Minute), welcher sich durch sehr vorsichtiges Drehen des roten Aufsatzes verändern lässt.

Man sollte langsam und behutsam vorgehen, da es ein bis zwei Tage dauern kann bis sich die Änderungen auswirken. Zudem ändert man beim Auf-/Zudrehen eines Begrenzers stets den Durchfluss aller anderen, da sich die Druckverhältnisse im System ändern.

Das hat mich etliche Wochen gekostet. Mal war es hier zu kalt, mal dort zu warm, aber nach drei Monaten hatte ich's dann – dachte ich. Ja, der Abgleich stimmte, doch hatte ich viele Ventile zugedreht, was die Gesamtdurchflussmenge auf ca. 3/4 des ursprünglichen Wertes reduzierte. Das wiederum führte dazu, dass die Wärmepumpe hier Wärme nicht los wurde und die Vorlauftemperatur stieg, was sich mit Sinken der Arbeitszahl um 0,5 bis 0,8 rächte. Also das Ventil mit dem größten Durchfluss rausgesucht und schließlich voll aufgedreht. Die anderen Ventile proportional geöffnet und schließlich feinjustiert.

Langer Weg, doch nun haben alle Räume bei jeder Außen- die gewünschte Raumtemperatur und die Wärmepumpe arbeite mit maximaler Effizienz.