Plopp!

Warum man Autos prinzipiell am besten mit einem Elektromotor antreibt, habe ich schon beschrieben. Das haben auch Pioniere des Automobilbaus bereits so gesehen, nicht zuletzt Ferdinand Porsche.

Dennoch sind – von wenigen Nischen abgesehen – elektrisch angetriebene Straßenfahrzeuge für rund 100 Jahre aus dem Straßenbild und aus dem Bewusstsein der Ingenieure verschwunden. Und nicht wegen einer Verschwörung der Ölproduzenten, sondern aus einem einfachen technischen Grund, der sich in einem einzigen Begriff zusammenfassen lässt: Energiedichte.

Die Energiedichte wird üblicherweise in kJ/kg (Kilojoule pro Kilogramm) angegeben. Sie beschreibt die Menge an Energie (=gespeicherter Arbeit) die man in einem Kilogramm eines Energiespeichers unterbringen kann. Die Energiedichte der im Jahre 1900 von Ferdinand Porsche verwendeten Bleiakkus liegt bei gut 100 kJ/kg. Die Energiedichte von Dieselkraftstoff beträgt hingegen 45.400 kJ/kg, also das 454fache! Ein bisschen relativiert sich das durch den Wirkungsgrad, der beim E-Motor ca. 95% beträgt und bei einem modernen Dieselmotor nur etwas mehr als  40%. Weil der E-Motor der bessere Futterverwerter ist, muss ich für ihn nur halb so viel gespeicherte Energie mitnehmen, um die gleiche Arbeit leisten zu können. Noch immer ist die Reichweite mit Verbrennungsmotor und 50 kg Treibstoff aber mehr als 200 mal so lang wie mit Elektromotor und 50 kg Bleibatterien.

Wenn ich ein Auto habe, das mit Dieselmotor bei konstant 100 km/h  z.B. 5 l/100 km verbraucht, komme ich mit einer 50 kg schweren Tankfüllung (ca. 60 l) etwa 1200 km weit. Wenn ich in das gleiche Auto einen E-Motor einbaue, schaffe ich mit meinen 50 kg Bleiakkus hingegen nur sechs Kilometer! Kein Wunder, dass sich Verbrennungsmotoren durchgesetzt haben.

Ein moderner Lithium-Polymer-Akku bringt es immerhin schon auf eine Energiedichte von 540 kJ/kg, also mehr als das Fünffache des Bleiakkus. Das relativiert den Reichweitenvorteil des Verbrenners etwas, der Abstand bleibt jedoch beeindruckend.

Aber es geht weiter. Elektromotoren sind leichter als Dieselmotoren und nehmen weniger Platz weg. Was wir da an Raum und Gewicht einsparen, füllen wir doch gleich mal mit zusätzlichen Akkus auf! Von Vorteil ist dabei, dass man die Akkus im Gegensatz zum Motor beliebig im Fahrzeug unterbringen kann. Am besten, man packt sie ganz nach unten, das senkt den Schwerpunkt, was fahrdynamisch sehr von Vorteil ist. Nehmen wir also noch ein paar Kilo Akkus mehr mit. Am Ende haben wir dann z.B.  400 kg Hochleistungsbatterien an Bord, ohne dass unser Auto dadurch enger oder unbeweglicher geworden wäre als mit dem Dieselantrieb. Das verachtfacht unsere Reichweite nochmal. Die wächst damit- rein rechnerisch im obigen Beispiel bleibend – auf immerhin rund 250 km. Jetzt wird’s doch langsam interessant!

Jetzt pfriemeln die Ingenieurinnen noch ein bisschen am Fahrwiderstand rum. Vor allem den Luftwiderstandsbeiwert kann man beim Elektrofahrzeug minimieren, weil man ohne den massiven Motorblock mehr gestalterische Freiheit hat und keine großen Lufteinlässe für die Kühlung vorsehen muss. Außerdem konsequenter Leichtbau bei der Karosserie. Die Kilos, die man dabei einspart, werden flugs wieder mit Akkus aufgefüllt. Und so weiter. Und irgendwann sind wir bei einem modernen Oberklasse-Elektrofahrzeug wie dem Tesla S, der mit seinen 440 kg schweren Akkumulatoren  eine realistische Reichweite von ca. 400 km hat. Das ist fortgeschrittene Automobiltechnik! Dagegen sehen S-Klasse, Panamera und Siebener richtig alt aus.

Mit ziemlicher Sicherheit wird es gelingen, die Energiedichte der Akkus noch weiter zu steigern. Und Tesla* hat schon die ersten Schnellladestationen in Süddeutschland aufgestellt und plant viele weitere in ganz Europa. Damit dauert es nur noch eine halbe Stunde, die Batterien zu laden. So langsam kommt die  Sache ins Rollen. Oder, um auf das schöne Popcorn-Gleichnis in diesem Referat Bezug zu nehmen: Es hat „Plopp!“ gemacht. Aber gewaltig.

(Und wo soll nun der ganze Strom für die Elektrofahrzeuge herkommen? Dazu habe ich mir auch ein paar Gedanken gemacht.)

*von denen ich – leider – für diesen Blogpost nicht bezahlt werde.

Morgendliche Rede an den Baum Griehn

1
Griehn, ich muß Sie um Entschuldigung bitten.
Ich konnte heute nacht nicht einschlafen, weil der Sturm so laut war.
Als ich hinaus sah, bemerkte ich, daß Sie schwankten
Wie ein besoffener Affe. Ich äußerte das.

2
Heute glänzt die gelbe Sonne in Ihren nackten Ästen.
Sie schütteln immer noch einige Zähren ab, Griehn.
Aber Sie wissen jetzt, was Sie wert sind.
Sie haben den bittersten Kampf Ihres Lebens gekämpft.
Es interessierten sich Geier für Sie.
Und ich weiß jetzt: einzig durch Ihre unerbittliche
Nachgiebigkeit stehen Sie heute morgen noch gerade.

3
Angesichts Ihres Erfolges meine ich heute:
Es war wohl keine Kleinigkeit, so hoch heraufzukommen
Zwischen den Mietskasernen, so hoch herauf, Griehn, daß
Der Sturm so zu Ihnen kann wie heute nacht.

Nachdem ich im Rahmen meines mir selbst auferlegten Bildungsauftrags bisher Haikus,  Hölderlin und Rilke aufgefahren habe, jetzt mal ein wirklich schweres Geschütz: Bert Brecht. Der hat ein anderes Verhältnis zur Natur, was man schon am distanzierten „Sie“ erkennt, mit dem er den Hinterhofbaum anredet. Und, wie fast immer bei Brecht, dient die Naturbeschreibung nur dazu, uns was zu erklären. Nämlich vor allem das mit der „unerbittlichen Nachgiebigkeit„. Das ist schon ziemlich genial. Dabei geht es um Moral, um Guerillataktik und das Überleben in schweren Zeiten. Aber lassen wir den Meister selber erläutern (zur Abwechslung in Prosa):

 Maßnahmen gegen Gewalt
 Als Herr Keuner, der Denkende, sich in einem Saale vor vielen gegen die Gewalt aussprach, merkte er, wie die Leute vor ihm zurückwichen und weggingen. Er blickte sich um und sah hinter sich stehen – die Gewalt. „Was sagtest du?“ fragte ihn die Gewalt. „Ich sprach mich für die Gewalt aus“, antwortete Herr Keuner. Als Herr Keuner weggegangen war, fragten ihn seine Schüler nach seinem Rückgrat. Herr Keuner antwortete: „Ich habe kein Rückgrat zum Zerschlagen. Gerade ich muß länger leben als die Gewalt.“

Und Herr Keuner erzählte folgende Geschichte:
In die Wohnung des Herrn Egge, der gelernt hatte, nein zu sagen, kam eines Tages in der Zeit der Illegalität ein Agent, der zeigte einen Schein vor, welcher ausgestellt war im Namen derer, die die Stadt beherrschten, und auf dem stand, daß ihm gehören solle jede Wohnung, in die er seinen Fuß setzte; ebenso sollte ihm auch jedes Essen gehören, das er verlange; ebenso sollte ihm auch jeder Mann dienen, den er sähe. Der Agent setzte sich in einen Stuhl, verlangte Essen, wusch sich, legte sich nieder und fragte mit dem Gesicht zur Wand vor dem Einschlafen: „Wirst du mir dienen?“
Herr Egge deckte ihn mit einer Decke zu, vertrieb die Fliegen, bewachte seinen Schlaf, und wie an diesem Tage gehorchte er ihm sieben Jahre lang. Aber was immer er für ihn tat, eines zu tun hütete er sich wohl: das war, ein Wort zu sagen. Als nun die sieben Jahre herum waren und der Agent dick geworden war vom vielen Essen, Schlafen und Befehlen, starb der Agent. Da wickelte ihn Herr Egge in die verdorbene Decke, schleifte ihn aus dem Haus, wusch das Lager, tünchte die Wände, atmete auf und antwortete: „Nein.“

Man darf das nicht missverstehen als Beitrag zu der unseligen „Gewaltdiskussion „,  die in der Linken immer mal wieder aufflackert, sondern sollte „Gewalt“ in diesem Text lesen als Synonym für die herrschenden Verhältnisse bzw. die Machthaber. Mehr muss man dazu nicht erklären, glaube ich.

Das Privileg der Nichtbetroffenheit

Ich wage mich auf dünnes Eis, ich weiß.

Wenn Eltern, deren Kind ermordet wurde, in ihrer Trauer und Verzweiflung nach Rache schreien und den Tod des Täters fordern: Wer wollte ihnen das übel nehmen? Menschen, die derartiges Leid erfahren haben, zu Mäßigung und Vernunft ermahnen? Das wäre blanker Hohn.

Die anderen aber können und müssen ruhig bleiben. Und abwägen. Und feststellen, dass mit der Todesstrafe nichts besser, aber vieles schlimmer würde.

Es ist ein Privileg, nicht direkt betroffen zu sein. Wer so privilegiert ist, kann mit Empathie den Betroffenen zuzuhören und vielleicht sogar – wo es geht – ein wenig helfen. Er muss sich aber nicht in imaginierte Betroffenheit hineinsteigern und die Betroffenen mit extremen Forderungen überbieten.

Ich kann versuchen mir vorzustellen, wie es sein muss, von täglichem Rassismus betroffen zu sein.  Es ist eine gute und vernünftige Forderung an die Nichtbetroffenen, dass sie das versuchen sollen.* Ich denke, es muss aufreibend sein und eine andauernde Zumutung. Allein wieviel Lebenskraft dadurch verbraucht wird, wenn Menschen sich andauernd gegen rassistische Zumutungen zur Wehr setzen müssen!

Ich kann und sollte auch darüber nachdenken, was an meinem Verhalten nicht in Ordnung ist. Zuhören und Nachdenken hat noch niemandem geschadet. Etwas Neues zu lernen und daraus Konsequenzen zu ziehen, ist etwas Wunderbares.  Nur dumme Menschen klammern sich stur an einmal gelernte Verhaltens- und Redeweisen. Es ist gut, wenn sich Nichtbetroffene mit Opfern des Rassismus solidarisieren.

Nicht gut ist, in einen Wettbewerb der Selbstbezichtigung einzutreten und Menschen, die zögern, abweichender Meinung sind, nicht so weit gehen wollen, noch nachdenken und nach Antworten suchen: alle diese Menschen auszugrenzen und kompromisslos zu Rassisten abzustempeln. Ich kenne so etwas von den K-Gruppen der 1970er Jahre (einige der Älteren werden sich erinnern): Die Kämpfe darum, wer am linientreuesten ist, die unbedingt zu befolgenden Sprachregelungen. Die aggressivsten Eiferer bei den K-Gruppen waren natürlich nicht die (wenigen) Arbeiter/innen sondern fast immer die Kinder aus Mittel- und Oberschicht.

Wenn eine politische Bewegung in ein solches Stadium des Sektierertums tritt, ist sie im Niedergang begriffen. Sie beschäftigt sich nur mehr mit sich selbst und verliert alle Strahlkraft nach außen. Sind Teile der engagierten Antirassisten in dieses Stadium eingetreten? Ich bin mir nicht sicher, ich stecke da nicht so drin. Aber einige Anzeichen dafür sehe ich. Es wäre schade.

*Mir haben u.a. dieser und auch dieser Text dabei geholfen.

Rilke

Lehnen im Abendgarten beide,
lauschen lange nach irgendwo.
„Du hast Hände wie weiße Seide…“
Und da staunt sie: „Du sagst das so…“

Etwas ist in den Garten getreten.
und das Gitter hat nicht geknarrt,
und die Rosen in allen Beeten
beben vor seiner Gegenwart.

Ist das nicht so schön, dass einem die Tränen kommen? Ein Gedicht über die Liebe, ohne Pathos, in ganz einfachen Worten, schwebend, andeutend. Und doch spätestens beim zweiten Lesen völlig klar.

Das  Kompliment in der dritten Zeile verliert seine Kitschigkeit durch den Kontext: Man kann sich gut vorstellen, wie helle Hände in einem dämmrigen „Abendgarten“ weiß leuchten. Und nicht nur weiß, sondern glatt wie Seide sind die Hände – so wird nebenbei erzählt, dass sich die Beiden an den Händen halten. Und dann ihre Antwort: Ein ganz simpler Satz. „Du sagst das so …“ ( …   als ob du mehr damit sagen wolltest.) In der Tat.

Und da tritt ein Etwas, nicht Gegenständliches in den Garten. Etwas Großes, Schönes, das die Welt leise erzittern lässt … Hach.

Ich habe ja ein Schwäche für Lyrik. Rilke allerdings hatte ich bisher weitgehend ignoriert*. Ich bin gallenbitter sehr dankbar dafür, das Gedicht getwittert und mich so darauf aufmerksam gemacht zu haben, dass bei Rilke noch viel zu entdecken ist.

Das Gedicht stammt aus dem Lyrikband „Advent“  von Rainer Maria Rilke, erschienen in Leizig 1898.

*Warum, würde hier zu weit führen.

Selber denken?

Freihandelsabkommen, Gentechnik,  Energieversorgung,  internationale Finanzpolitik, Bildungswesen, europäische Einigung … uff! Alles Dinge, die wichtig sind, und die uns etwas angehen.

Selber denken, sich selbst ein Urteil bilden, schön und gut. Aber auf welcher Grundlage denn? Kein Mensch kann sich so gut auskennen, dass er aufgrund eigener Abwägungen in jedem einzelnen relevanten Themengebiet selbstständig rational begründete Entscheidungen treffen kann. 

Wir müssen deshalb Krücken finden, mit deren Hilfe wir zu einem vernünftigen Urteil gelangen können, ohne von allem jede Einzelheit zu verstehen. Da wäre z.B. das Vertrauen in andere Menschen, die mehr wissen als wir. Die meisten von uns haben als Kinder wohl ihren Eltern* vertraut, und im Großen und Ganzen geglaubt, was die erzählt haben. Eine zweckmäßige und schnelle Methode, sich auf der Welt zurechtfinden zu lernen – und für ein kleines Kind fast unumgänglich.

So wie unseren Eltern in früher Lebensphase werden wir wohl nie wieder jemandem vertrauen. Wenn ich aber von einem Menschen große Stücke halte, glaube ich ihm, auch wenn er mir Erstaunliches mitteilt. Und umgekehrt. Schauen wir bei einem offenen Brief nicht zuerst, wer ihn unterzeichnet hat und lesen dann seinen Inhalt – je nachdem mehr oder weniger skeptisch? Die Botschaft unabhängig davon zu beurteilen, wer sie überbringt, wird nur selten gelingen. Und warum soll man auch nicht alle Information verwenden, die zur Verfügung stehen?

Es ist letztlich unumgänglich, immer wieder auf das Urteil anderer Menschen zu bauen und in der Konsequenz auch Entscheidungen zu delegieren.  Es sollte nicht schwer fallen, einer Kollegin in einem Teilbereich die größere Kompetenz zuzugestehen und Entscheidungen in diesem Bereich ihr zu überlassen. Oder die gesammelten Belege der Steuerberaterin vor die Füße zu schütten in der Zuversicht, dass sie schon das Beste für einen rausholt.

Das Problem ist natürlich: Wie unterscheiden wir, wer unser Vertrauen verdient und wer ein verlogener Scharlatan ist? Ein Patentrezept dafür habe ich nicht. Muss halt jede/r selber drüber nachdenken.

* „Eltern“ steht für die Bezugsperson(en) des Kleinkinds, völlig wurscht, ob das Papa und Mama, 2 Papas, nur eine Mama oder wer auch immer ist. Damit das klar ist.

 

Ganz oder gar nicht?

Wenn jemand etwas Richtiges tut, hagelt es sofort hämische Kommentare. Bill Gates steckt einen Großteil seines Vermögens in seine wohltätige Stiftung? „Bleiben ihm ja noch genug Millionen!“ Das Lifestyle-WichsblattHerren-Magazin GQ engagiert sich gegen Homophobie (und löscht im Nachgang auch noch eine lesbenfeindliche Männerphantasie von seiner Website): „Und dafür wollen die jetzt Beifall, oder was?“ Ein Konzern steckt ein paar Millionen in Charity: „Whitewashing!

Leute, das nervt. Klar wird aus Bill Gates keine Mutter Theresa, wenn er Geld veschenkt, GQ ist immer noch kein Vorkämpfer für Frauenrechte und ein paar Millionen Euro schaffen Unrecht und Ausbeutung nicht aus der Welt. Aber ich bitte euch: Wie moralisch muss es denn sein? Ganz oder gar nicht?  Dürfen nur Heilige Gutes tun, sonst gilt es nicht?

Das ist wie mit der Häme gegenüber Vegetariern: Hähä, aber Milch trinkt ihr? Massentierhaltung ist euch egal, was? Und wenn sich  dann eine/r vegan ernährt, kommt bestimmt jemand damit, dass Pflanzen ja schließlich auch …

Da wird es ziemlich offenbar: Hinter dieser scheinbar besonders moralischen Haltung verbirgt sich letztlich Zynismus. Da man ja eh nicht alles perfekt richtig machen kann, kann man es ja gleich lassen, muss es gar nicht erst versuchen.

Wahrlich, ich sage euch: Wenn jemand das Richtige tut, und sei es auch nur ein kleiner Schritt, dann sollte man sich darüber freuen und nicht altklug ablästern.

Rote Radler

Niemand hält gerne an roten Ampeln, egal mit welchem Fahrzeug. Unübersehbar ist jedoch, dass von allen am Straßenverkehr Teilnehmenden (jedenfalls von denen mit Rädern untendran), am häufigsten Radfahrer/innen die roten Ampeln ignorieren.

Warum ist das so? Die üblichen Antworten darauf pendeln je nach bevorzugtem Verkehrsmittel zwischen „weil die bescheuert sind“ und „weil die fahrradfeindliche Verkehrsordnung uns dazu zwingt“. An derartigen Debatten möchte ich mich nicht beteiligen, sondern zum Kern des Problems vorstoßen: Physik. Anhalten und wieder anfahren kostet Kraft. Deshalb wird es vornehmlich von denen gerne vermieden, deren Bewegungsenergie nicht aus Tank oder Akku sondern aus eigener Muskelkraft gewonnen wird.

Schon wenn wir mit konstanter Geschwindigkeit vor uns hin radeln, brauchen wir Kraft; denn wir müssen den Rollwiderstand unseres Gefährtes (einschließlich der inneren Widerstände  von Pedalen, Kette etc.) und den Luftwiderstand überwinden. Wie groß diese Kräfte sind, lässt sich überschlägig berechnen.

Der Rollwiderstand ist verhältnismäßig konstant. Wenn die Reifen ordentlich aufgepumpt und Lager und Kette gut geschmiert sind, beträgt er bei einer  Gesamtmasse von 85 kg (Fahrrad 15 kg, Radfahrer/in 70 kg) nur etwa 4 N. Das ist wenig.* Der Luftwiderstand ist von der Masse unabhängig, er steigt dafür exponential mit der Geschwindigkeit. Wenn ein durchschnittliches Fahrrad mit 20 km/h gefahren wird, stemmt sich die Luft z.B. mit 9 N dagegen. Das ist auch nicht viel, weil Fahrräder eben nicht so schnell fahren.

Etwas mehr kann man sich vielleicht unter der Leistung vorstellen,  die wir beim Strampeln aufwenden müssen. Bei dem Rad von oben sind das bei konstant 20 km/h insgesamt (Luft- und Rollwiderstand) etwa 72 Watt, also so viel wie bei einer mittleren Glühbirne. (Woran man – nebenbei bemerkt – ablesen kann, was für ein geniales Verkehrsmittel das Fahrrad ist.)

Jetzt aber die Sache mit dem Stoppen an der Ampel. Das Anhalten ist leicht, da wandeln unsere Felgenbremsen die Bewegungsenergie ganz nonchalant in Wärme um. Aber zum Wiederanfahren brauchen wir Kraft. Wenn wir beschleunigen, kommt nämlich zu Luft- und Roll- ein dritter Fahrwiderstand hinzu, der (Überraschung!) Beschleunigungswiderstand heißt. Die Kraft, die wir dafür benötigen, ist gleich dem Produkt aus Masse und Beschleunigung. Je schneller wir auf Touren kommen wollen und je schwerer wir (nebst Fahrrad) sind, desto mehr Kraft brauchen wir. Leuchtet ein.

Um flott (in z.B. 5 sec) aus dem Stand auf 20 km/h zu beschleunigen, müssen wir uns mit ca. 100 N vorwärts drücken. Oha, das ist ja ein Vielfaches von dem, was wir beim konstanten Fahren mit 20 km/h benötigen! Und dabei haben wir noch die Kraft vernachlässigt, die notwendig ist, um die Räder zum Drehen zu bringen. Und Luft- und Rollwiderstand, die ja beim Beschleunigen auch wirken, sind darin ebenfalls nicht enthalten.

Wenn wir nun als dritte Größe nach Leistung und Kraft noch die Arbeit (bzw. Energie) betrachten, können wir einen weiteren interessanten Vergleich anstellen. Um in 5 s aus dem Stand auf 20 km/h beschleunigen benötigen wir eine Energie von 1.125 Joule und legen dabei knapp 14 m zurück. Wenn wir stattdessen konstant mit  20 km/h fahren, kommen wir mit dem gleichen Arbeitseinsatz 87 m weit, also mehr als sechs Mal weiter. Man kann es so ausdrücken: Jeder Ampelhalt ist mit einer Verlängerung unserer Strecke um (87-14=) 73 m gleichbedeutend. Mein Weg ins Büro ist 6 km lang und führt mitten durch die Berliner Innenstadt. Ich muss auf dem Weg  bis zu acht Mal an einer Ampel halten. Ohne die Ampeln könnte ich mit gleichem Arbeitsaufwand rund (8×73=) 584 m, also annähernd 10 % weiter fahren.

Soll das jetzt ein Aufruf zum Überfahren roter Ampeln sein? Nein, das läge mir fern. Ich halte die StVO (ironiefrei) für eines der solidesten und nützlichsten Regelwerke, die es gibt. Aber wenn mal eine Radlerin bei Rot eine Fußgängerampel überfährt (wo sich weit und breit kein Fußgänger befindet), regen wir uns am Steuer unseres BMW jetzt nicht mehr auf, sondern denken gelassen: „Ha ja, der Beschleunigungwiderstand halt mal wieder!“

*Die Formeln zum Nachrechnen finden sich hier. Ich hoffe inbrünstig, dass ich mich nicht verrechnet habe. Für Hinweise wäre ich ggf. dankbar. Wer meint, ich mache es mir zu einfach, möge aber möglichst erst das lesen und dann meckern.