Wenn du mit dem Auto eine Runde fährst und am Ende wieder da ankommst, wo du los gefahren bist (oder zumindest auf der gleichen Höhe über dem Meeresspiegel), hast du im physikalischen Sinne keine Arbeit verrichtet. Deine kinetische Energie ist am Anfang und Ende 0 und die potenzielle Energie ist an beiden Orten gleich. Die gesamte Energie, die du aufgewendet hast, ist am Ende der Fahrt in Wärme oder anderen „Abfallprodukten“ verloren gegangen. Das macht eine Aussage über die „Effizienz“ eines Autos sehr schwierig. Effizienz definiert sich normalerweise daraus, wie viel Energie ich rein stecke, und wie viel nutzbare Energie in der gewünschten Energieform hinten raus kommt. Bei Kraftwerken ist das noch relativ einfach. Du steckst 1.000 kWh chemische Energie im Brennstoff rein und bekommst 600 kWh elektrische Energie hinten raus. Der elektrische Wirkungsgrad ist also 60%. Wenn man zusätzlich noch eine Fernwärmeauskopplung macht, dann kann man das auf z.B. 600 kWh elektrische und 300 kWh thermische Energie steigern und erreicht damit einen Gesamt-Wirkungsgrad von 90%. Und wenn man die 600kWh Strom mit Wärmepumpen auch zu Wärme macht, hat man am Ende z.B. 1.800 kWh thermische Energie raus bekommen und damit eine "Effizienz" von 180%
Im Kraftwerk lassen sich aber die Energieströme relativ gut messen. Strom messen ist kein Hexenwerk und auch die nutzbare thermische Energie bekommt man mit dem Temperatur-Delta (z.B. 30 auf 80 °C = 50K) und dem Volumenstrom vom Wasser relativ leicht raus.
Beim Auto nicht. Alles, was zum Vortrieb genutzt wird, ist ja nutzbare Energie in der gewünschten Energieform. Das geht aber halt an der Luftreibung, Rollreibung, Bremsenreibung und auch als Licht aus den Scheinwerfern etc. verloren. Ob du bei einem Auto die Umwandlung der chemischen Energie in mechanische (die Drehung der Kurbelwelle, die ja schlussendlich alles weitere antreibt) 10% effizienter gestaltest (also einen effizienteren Motor baust) oder den Verbrauch des Autos z.B. durch geringere Rollreibung der Reifen oder geringeren Luftwiderstand um 10% verbesserst, hat am Ende den gleichen Einfluss auf den Verbrauch. Das macht Effizienzvergleiche zwischen verschiedenen Antriebsformen so schwierig: E Autos sind oftmals auch windschlüpriger und Rollwiderstandsoptimierter gebaut, als ihre Verbrenner-Äquivalente.
Das sinnvollste Ergebnis bekommt man, wenn man so viele wie möglich Variablen davon eliminiert. Mein Vergleich ist da immer (weil ich selbst einen SE habe): Mini Cooper F56 S vs. Mini Cooper F56 SE. Vergleichbare Spitzenleistung (192 vs 184 PS), selbe Plattform. Da, wo beim S Tank und Auspuff sind, sind beim SE die Akkus, also wirklich klassisch die Verbrennerplattform umgebaut auf elektrisch.
Durchschnitt aller Cooper SE zwischen 2016 und 2023 auf Spritmonitor (Spritsorte Elektrizität) sind 17,25 kWh/100km (128 Fahrzeuge), Durchschnitt aller Cooper S zwischen 2016 und 2023 auf Spritmonitor (Spritsorte Benzin) sind 7,76l/100km (303 Fahrzeuge). Beim Elektro sollten die Ladeverluste bei den meisten da inklusive sein, da sowohl die Mini-App, als auch alle Ladesäulen den endgültig verbrauchten Strom angeben.
Wenn wir mal von 90% Effizienz des E-Antriebs ausgehen, heißt das, dass 17,25*0,9= 15,53 kWh für die Fahrt nötig gewesen wären. Die 7,76l im Cooper S mit 8,6kWh/l entsprechen aber einem Gesamtenergieverbrauch von 66,7 kWh. D.h. der Verbrennungsmotor hat nur eine „Effizienz“ von 15,25/66,7=22,9%
Da sind immernoch Unsicherheiten drin (Durchschnittsgeschwindigkeit, Fahrstil, ggf. Trackday beim Verbrenner), aber die bekommt man nicht vernünftig raus gerechnet. Außerdem basiert der F56 Mini technisch auf dem BMW i3 und damit auf Technik von 2013. Wenn man dem eine geringere Effizienz als 90% unterstellt, verschlechtert das rechnerisch das Ergebnis des Verbrenners noch weiter (bei 80% Effizienz Elektro blieben noch 20,7% beim Verbrenner übrig). Und die 90% sind tatsächlich eher hoch, weil die 17,25kWh eben die Ladeverluste beinhalten.
Dabei sind „nützliche“ Nebenverbraucher wie Innenraumheizung, Licht und Infotainment bei beiden Varianten enthalten. 77% der chemischen Energie gehen beim Verbrenner einfach komplett ungenutzt hinten aus dem Auspuff raus.
