Wie hoch ist der Strombedarf für die Produktion von Li-Ion Akkus?

[Platos]

Mich würde mal interessieren, wie hoch der Strombedarf bei der Produktion von Akkus ist.

Das Ziel ist es, herauszufinden/abschätzen zu können, wie viel Energie benötigt wurde, um einen XYZ grossen Li-Ion Akku zu broduzieren. Es geht mir nicht um den CO2 Ausstoss, sondern um den Energieverbrauch. Also völlig egal, ob das nun aus dem Kohlekraftwerk oder von PV Modulen stammt.

Es geht mir nur ums Wissen, wie viel Energie da quasi pro Amperestunde in der Produktion verbraucht wird.

Kann mir da jemand weiterhelfen?

[Langlay]

Mich würde mal interessieren, wie hoch der Strombedarf bei der Produktion von Akkus ist.

Das Ziel ist es, herauszufinden/abschätzen zu können, wie viel Energie benötigt wurde, um einen XYZ grossen Li-Ion Akku zu broduzieren. Es geht mir nicht um den CO2 Ausstoss, sondern um den Energieverbrauch. Also völlig egal, ob das nun aus dem Kohlekraftwerk oder von PV Modulen stammt.

Es geht mir nur ums Wissen, wie viel Energie da quasi pro Amperestunde in der Produktion verbraucht wird.

Kann mir da jemand weiterhelfen?

https://www.bundestag.de/resource/blob/710958/88d53d0482edb1731594729850ee49e7/WD-8-165-19-pdf-data.pdf

Die Produktion der Batterien verbraucht für jede
Kilowattstunde Speicherkapazität der Batterie 350 bis 650 Megajoule (umgerechnet 97 bis 180
kWh) Energie.

[Platos]

Danke, das ging ja schnell. Ich seh mir das PDF dann mal an.

Aber 100-180kWh sind ja dann schon ziemlich viel :D

Was hat eig. die Spannung für einen Einfluss darauf? Also ich meine die "Art" des Akkus (mit welcher Spannung er Strom speisen kann).

Also z.B ein Handyakku mit 5v und 5000mAh sind dann 25Wh. Ist das ein Unterschied zu einem 18v Akku (Edit: z.B irgend eine art Powerbank) mit dafür nur 1389mAh (25Wh)?

Also ich meine jetzt bezüglich Energieverbrauch in der Herstellung (beides Li-ion).

[Andi_669]

Was hat eig. die Spannung für einen Einfluss darauf? Also ich meine die "Art" des Akkus (mit welcher Spannung er Strom speisen kann).

Also z.B ein Handyakku mit 5v und 5000mAh sind dann 25Wh. Ist das ein Unterschied zu einem 18v Akku (Edit: z.B irgend eine art Powerbank) mit dafür nur 1389mAh (25Wh)?

Also ich meine jetzt bezüglich Energieverbrauch in der Herstellung (beides Li-ion).
es gibt keine 5V / 18V Li-Ion Zellen, die Zellen haben immer eine Nennspannung von ~3,6-3,7V,
bei einer 5V Powerbank ist da immer noch eine Elektronik zwischen, ob sie nun mit einer oder mehren Zellen arbeitet.
bei 18V Geräte Akkus sind es einfach 5 Zellen, die geben dann wenn sie ganz voll sind aber auch kurzzeitig 20-21V ab,

In E Autos sind dann Tausende Zellen verbaut.

[BlacKi]

Also z.B ein Handyakku mit 5v und 5000mAh sind dann 25Wh. Ist das ein Unterschied zu einem 18v Akku (Edit: z.B irgend eine art Powerbank) mit dafür nur 1389mAh (25Wh)?


https://www.digikey.de/de/blog/series-and-parallel-battery-circuits

die gesammtspannung einer eautobatterie ist freiwählbar, mit vor und nachteilen.

[Platos]

es gibt keine 5V / 18V Li-Ion Zellen, die Zellen haben immer eine Nennspannung von ~3,6-3,7V,
bei einer 5V Powerbank ist da immer noch eine Elektronik zwischen, ob sie nun mit einer oder mehren Zellen arbeitet.
bei 18V Geräte Akkus sind es einfach 5 Zellen, die geben dann wenn sie ganz voll sind aber auch kurzzeitig 20-21V ab,

In E Autos sind dann Tausende Zellen verbaut.

Stimmt natürlich, habe ich vergessen. Bei 12V dürfte man aber dann eine Reihenschaltung nutzen von 3-4 Zellen, nehme ich an. Dann sollte eigentlich die restliche Elektronik nicht sonderlich unterschiedlich sein (von den Verlusten her), oder?

Also grob gesehen müsste man dann dann mit den selben Energieverbräuchen rechnen.

[Joe]

Aber 100-180kWh sind ja dann schon ziemlich viel :D

Ja und Nein. Für eine Ladung Wäsche waschen wärs sicher viel, für Prozessenergie ist es nicht wirklich ungewöhnlich.

Für die Herstellung von einer Tonne Rohstahl sind laut Daten der „Fakten zur Stahlindustrie 2017“ im Jahr 2016 17,73 Gigajoule Primärenergie eingesetzt worden. Das entspricht 5.711,11 Kilowattstunden. Eine Tonne Rohstahl benötigt ebenso viel Energie wie ein Vier-Personen-Haushalt pro Jahr ungefähr an Strom verbraucht.

[Trap]

Es geht mir nur ums Wissen, wie viel Energie da quasi pro Amperestunde in der Produktion verbraucht wird.
Wo fängst du da an? Grüne Wiese und die komplette Zivilisation anteilig einrechnen? Oder man hat schon eine Batteriefabrik und alle Rohstoffe liegen bereit und man lässt nur die Produktion durchlaufen?

[BlacKi]

Stimmt natürlich, habe ich vergessen. Bei 12V dürfte man aber dann eine Reihenschaltung nutzen von 3-4 Zellen, nehme ich an. Dann sollte eigentlich die restliche Elektronik nicht sonderlich unterschiedlich sein (von den Verlusten her), oder?

Also grob gesehen müsste man dann dann mit den selben Energieverbräuchen rechnen.
zelle ist zelle, die verbräuche sind gleich. egal wieviel volt. genau wie die kapazität. allerdings nicht mit der haltbarkeit. wenn eine zelle in der reihe kaputt geht, ist die ganze reihe defekt.

[Platos]

Ja und Nein. Für eine Ladung Wäsche waschen wärs sicher viel, für Prozessenergie ist es nicht wirklich ungewöhnlich.

Das andere ist aber auch nicht gerade ein Energiesparender Prozess. Also nur weils wo anders auch viel Energie kostet, ist es ja deswegen nicht auf einmal wenig.

Vor allem, wenn man sich mal anschaut, wie viele Wh man für Autos braucht (vlt. ändert sich das ja mit Feststoffzellenakkus etwas). 1 Auto mit 75kWh bräuchte dann schon mindestens 7.5MWh. Das wäre bei einer Milliarde Autos dann 7500 TWh. Das ist schon ziemlich viel.

Dagegen braucht man auch weniger Stahl für's Auto bezogen auf den Stromverbrauch. 1T Stahl für's Auto bräcuhte anscheinend "nur" 0.4MWh (natürlich wird dieser noch weiterverarbeitet).

Aber eigentlich habe ich nur wegen Akkus gefragt, wollte gar nicht auf Autos kommen:D

Wo fängst du da an? Grüne Wiese und die komplette Zivilisation anteilig einrechnen? Oder man hat schon eine Batteriefabrik und alle Rohstoffe liegen bereit und man lässt nur die Produktion durchlaufen?

So genau wird's wohl niemand wissen. Aber dann wohl die reine Produktion oder so genau es eben geht. Habe mir mal überlegt einen Akku zuzulegen, mit dem ich Geräte betreiben kann (und laden z.B durch (idealerweise) tägliches Fahrradfahren :D ...oder Solar eben) Aber das lohnt sich für mich nicht, wenn ich das 100-180-fache an Ladekapazität für die Produktion brauche. Dann müsste ich den Akku ja 100-180 Mal voll entladen, damit ich netto bei Null bin.

Bei einer Solarnalage würde das noch gehen, das hat man in 6-12 Monate, aber wenn ich Fahrrad fahre, bräuchte ich eher 2-3 Jahre dafür :D


zelle ist zelle, die verbräuche sind gleich. egal wieviel volt. genau wie die kapazität. allerdings nicht mit der haltbarkeit. wenn eine zelle in der reihe kaputt geht, ist die ganze reihe defekt.

Auch noch eine gute Anmerkung mit den Defekten. Aber für gewöhnlich altert eine Zelle nicht in schon einem Jahr, während dem die anderen 10 Jahre brauchen.

[BlacKi]

bei 7000 stück im eauto? produktionsfehler kommen vor. allerdings wäre eine 25kv batterie nicht wirklich möglich^^

[Platos]

Wie geht das denn überhaupt auf mit z.B einer PV-Anlage? Wenn ich z.B ein 256Wh Akkupack betreiben würde, müsste für die Produktion 100-180x mehr Strom verbaucht worden sein (also mindestens 25.6kWh). Ein 2 Personenhaushalt braucht grosszügig 2500kWh pro jahr. Ich müsste also 10 Jahre mit Solarenergie Strom generieren, nur um wieder netto auf Null zu kommen (die Produktion der PV-Module noch nicht mal eingerechnet).

(Edit: wäre dann wohl eher 3.65 Tage für die 256Wh Batterie :D)

Also wo liegt da mein Denkfehler? Wie kann sich das lohnen? Oder sind die 100-180kWh einfach viel zu hoch angesetzt?

Edit: Ups, falsch gerechnet.

[BlacKi]

das sind in china etwa 75cents. bei 3cent die kw.

[Platos]

das sind in china etwa 75cents. bei 3cent die kw.

Bei Strom kommen immer alle mit dem Geld an :D:freak:

Geht nicht immer um Geld^^

[BlacKi]

du hast danach gefragt


Also wo liegt da mein Denkfehler? Wie kann sich das lohnen?

[Platos]

Das war aber nicht auf die Geldmenge bezogen. Ich dachte, aus dem Kontext geht das hervor, wenn ich von Solarenergie und Netto wieder null rede.

Ich meinte, wie lange es geht, bis man mit z.B Solarenergie die verbrauchte Energie eines Akkus wieder netto null hat. Aber habe mich sowieso um Faktor 1000 verrechnet :biggrin:

Aber man hat natürlich bei ner grossen Solaranlage für's ganze Haus auch nicht nur eine winzige 256Wh Batterie.

[Trap]

https://www.bundestag.de/resource/blob/710958/88d53d0482edb1731594729850ee49e7/WD-8-165-19-pdf-data.pdf
Die Produktion der Batterien verbraucht für jede
Kilowattstunde Speicherkapazität der Batterie 350 bis 650 Megajoule (umgerechnet 97 bis 180
kWh) Energie.
Ich finde die Datensammlung sehr verwirrend in dem Dokument. Das aus China auf Seite 10 ist eine völlig andere Größenordnung mit 52 MWh nötiger Energie pro 1 GWh Zellen.

[BlacKi]

@platos ja, hast recht, sich lohnen bezieht man auch keinem bereich direkt zuerst auf geld

[Platos]

Ich finde die Datensammlung sehr verwirrend in dem Dokument. Das aus China auf Seite 10 ist eine völlig andere Größenordnung mit 52 MWh nötiger Energie pro 1 GWh Zellen.

Stimmt, ich muss mir das Datenblatt mal genauer durchlesen

@platos ja, hast recht, sich lohnen bezieht man auch keinem bereich direkt zuerst auf geld

War das jetzt Ironie :D:tongue:

[Godmode]

Ich finde die Datensammlung sehr verwirrend in dem Dokument. Das aus China auf Seite 10 ist eine völlig andere Größenordnung mit 52 MWh nötiger Energie pro 1 GWh Zellen.

Auf der Seite 8 zitieren sie die veraltete Schweden-Studie und auf der nächsten Seite bringen sie dann neuere Zahlen aus dem Jahr 2019.

[Platos]

Auf der Seite 8 zitieren sie die veraltete Schweden-Studie und auf der nächsten Seite bringen sie dann neuere Zahlen aus dem Jahr 2019.

Mich würde aber schon interessieren, wie man vom 100-180 fachen aus der "Schwedenstudie" auf das 0.052-Fach kommt.

Da benötigt man 52.4MWh für 1 Gigawatt bzw. eben 0.052kWh pro kWh. Wie kommt man bitte auf solche Unterschiede? Sieht mir nach "schönrechnen" aus.

Wie kann man bitte für pro kWh nur 52Wh gebrauchen? Das kann ich mir kaum vorstellen. Das kann nur ein Fehler sein bzw. nicht stimmen.

Edit: Zudem variiert der mit dem Fertigungsprozess verbundene Energieaufwand, je nach Hersteller und Anlage, noch stark. Für ein Fallbeispiel wurde von einem konservativen Strombedarf von 11 kWhel
dichte von 115 Wh pro kg etwa 100 kWhel
pro kg Batterie ausgegangen. „Dies entspricht bei einer Energiepro kWh Batterie. Der Vergleich mit anderen
Quellen zeigt, dass auch eine effizientere Fertigung möglich sein könnte. Bereits heute ist nach Angaben von VW bei hoher Produktionsauslastung und in einem eingeschwungen Serienprozess ein Stromverbrauch von 50 kWhel
eq. […] pro kWh Batterie (bei einer Energiedichte
von 115 Wh/kg) erreichbar. Dies würde eine Halbierung des für heute als typisch angenommenen Wertes bedeuten. Für diese besonders günstigen Produktionsbedingungen liegen die Treibhausgasemissionen pro kWh Batteriekapazität dann nur noch bei 105 kg CO2

Also ziemlich am Schluss auf s 16 steht nochmals, dass 100kWh pro kWh Batterie heute als typisch angenommen wird (und laut VW wäre eine Halbierung möglich).

Also ich weiss echt nicht, wie man auf 52Wh pro kWh kommt. Mir scheint das, als sei das um eine Grösseneinheit verrutscht.

[Trap]

Mich würde aber schon interessieren, wie man vom 100-180 fachen aus der "Schwedenstudie" auf das 0.052-Fach kommt.

Wie kann man bitte für pro kWh nur 52Wh gebrauchen? Das kann ich mir kaum vorstellen. Das kann nur ein Fehler sein bzw. nicht stimmen.
Eventuell ist es ein Fehler um Faktor 1000. In der "Schwedenstudie 2" wurde für die eigentliche Produktion etwa 60 kWh pro kWh für die eigentliche Zellproduktion angegeben (und das 4-fache davon als angenommene Energiekosten für die Rohstoffe).

[Godmode]

Mein Gehirn hat aus den 60 Wh 60 kWh gemacht. 60 Wh muss ein Fehler sein.

[Platos]

Ja, wird wohl ein Fehler um Faktor 1000 sein.

Laut VW sollen angeblich so 50kWh möglich sein (aber jetzt istlaut Studie 100kWh der üblicherweise angenommene Wert).

Also in Zukunft vlt. 50kWh. Das wäre (ein etwas anderes Thema) auch für eine CO2 Bilanz gut, da ja der grösste Teil durch benötigter Strom kommt. Wenn man diese dann auch noch mittels Solarenergie produziert, wäre es natürlich noch besser.