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Was vielen über Wasserstoff Autos nicht bekannt ist!

Es geht in diesem Artikel um die Energiebilanz eines Wasserstoff autos

Da hat Toyota scheinbar ein Auto auf den Markt gebracht das viel mehr CO2 in der Bilanz aufweist als ein alter V8 Mai Schlitten :smiley:

http://m.heise.de/newsticker/meldung/Kommentar-Toyotas-Brennstoffzellen-Auto-Eines-der-klimafeindlichsten-Autos-ueberhaupt-2252166.html?from-classic=1

Es gab noch schlechtere Autos:

2007 träumte der bayrische Umweltminister von einem BMW 7er Wasserstoff.

Meine Stellungnahme, die auch in 3 bayrische Zeitungen kam, verdarb ihm diese Träume

Ich kann diesem ganzen Wasserstoff Hype absolut nix ab gewinnen.
Es sieht am Ende nach sauberer Energie aus,doch der Weg dort hin ist schmutzig.
Außerdem ist wieder eine riesen industrie von Nöten um das Ganze zu etablieren.
Man muss Tausende Tankstellen bauen,und das flüchtige Zeug mit lkw’s quer durch die Republik karren wobei auch wieder Treibstoff verbraucht wird.
Mit Strom,ist es doch viel einfacher,dieser ist schon überall vorhanden,und man muss quasi nur noch die richtigen ladesäulen aufstellen die viel weniger Kosten und kaum Folgekosten verursachen.

Spätestens nach dem ich diese Erklärung bringe,sind die meisten Wasserstoff Befürworter nachdenklich gestimmt.
Denn die meisten Leute machen sich absolut keine Gedanken über das „woher kommt es“ & „wie viel Aufwand ist das“

Deswegen habe ich ja die Hammerstein nach Lissabon Gedenkfahrt vorgeschlagen.

2004 fuhr ein Opel Zafira Wasserstoff begleitet von einem Tankfahrzeug die Strecke.
2015 kann man wohl die Strecke mühelos mit dem SuperCharger Netzwerk bewältigen.

Eine PR Fahrt um zu zeigen, das Wasserstoffauto ist tod, es lebe das Elektroauto

Wenn der Strom für die Elektrolyse etc. rein regenerativ hergestellt wird, ist auch die Brennstoffzelle umweltfreundlich. Ich gehe davon aus, dass die Verfahren immer effizienter werden, dann wird man den Vorteil des schnelleren Tankens, sowie möglicherweise längere Reichweiten, als reine Elektroauto, haben.

Das ist richtig. Aber bei Wasserstoff aus regenerativem Strom ist momentan der Wirkungsgrad 3-4 mal schlechter als die direkte Verwendung als Batterie-Ladestrom im Elektroauto. Dieser Wirkungsgrad ist durch physikalische Gesetze bedingt und kann auch mit viel Forschung nicht beliebig verbessert werden. Mehr Umwandlungsschritte führen immer zu mehr Verlusten.


Der verlinkte Artikel ist von 2006. Niemand hat diese Darstellung je wiederlegt (bzw. mir nicht bekannt). Trotzdem wird beharrlich für Wasserstoff getrommelt - cui bono?

In meinem Szenario 100% erneuerbare Energie für Deutschland nehme ich an,
dass 680 TWh thermische Energie für den Verkehr durch 225 TWh Strom ersetzt werden können.

Bei der Annahhme, dass diese durch Wasserstoff ersetzt werden könnten es 900 TWh mehr sein.
Die Differenz zwischen beiden Szenarien ist 675 TWh, etwas mehr als die gesamte heutige
Stromproduktion in Deutschland.

Der Effizienzunerschied Akku zu Brennstoffzelle ist also keineswegs unbedeutend,
sondern größer als der gesamte derzeitige Strombedarf in Deutschland.

Bzw. den Nachteil eine Infrastruktur zur Verteilung zu brauchen die bei Strom einfach, vorhanden und fast lichtschnell ist, bei Wasserstoff ganz im Gegenteil. Den Vorteil des schnelleren Tankens suchen immer Menschen die kein EV fahren, ich tanke in 10 Sekunden täglich mit heutiger Technologie an 95% der Tage. Welchen Aufwand ist der Rest überhaupt wert?

Das stimmt natürlich, dass die Brennstoffzelle bei heutigem Stand wenig bringt. Toyota bring nächstes Jahr das erste Brennstoffzellenauto (wenn man die verleasten Hyundais etc. nicht beachtet) raus. Andere Autohersteller folgen 2017 und noch später. Bis die Brennstoffzelle auf einen relevanten Marktanteil kommt wird es noch viele Jahre mehr brauchen und ich gehe davon aus, dass die Herstellung bis dahin effizienter wird, auch weil immer mehr Forschungsressourcen in diesen Bereich gesteckt werden.
Selbst geringe Verbesserungen würden die 675 TWh, aufgrund der niedrigen Effizienz aktuell, bereits deutlich verringern.

Das ändert nichts an dem Infrastrukturproblem :exclamation:

Der „best case“ Umwandlungspfad (Elektrolyse 75%, Kompression 90%, Transport/Transfer 80%, Brennstoffzelle 50%) ergibt einen Wirkungsgrad von 27%.
Die Zahlen sind aus phys.org/news85074285.html wie oben verlinkt hinter der Abbildung.
Der Autor hat zu den einzelnen Schritten recherchiert, welche Wirkungsgrade in der großtechnischen Anwendungen realisiert wurden.

Wo es noch Verbesserungspotenzial geben mag, ist Elektrolyse (sagen wir mal 85%) und Brennstoffzelle (70%) - beides wären aber Traumwerte - egal.
Die Kompression geht einfach nicht besser, da 700 bar Stand der Technik sind, ebenso der Transport/Transfer (weil H2 auch komprimiert immer noch eine niedrige Energiedichte hat). Dezentrale Herstellung ist keine Lösung für das Transportproblem, weil dann die Elektrolyse wiederum nicht effizient ist :imp: .

Damit komme ich auf 85% * 90% * 80% * 70% = 42%. Aus den verschwendeten 675TWh würden dadurch 433TWh. Das ist immer noch weit weg von den 225TWh für ein rein elektrisches Verkehrswesen.

Dabei sollte man aber nicht außer acht lassen, daß Wasserstoff in der Form gleichzeitig das Speicherproblem für die Stromseite zu lösen imstande ist.
Zusammen mit der Möglichkeit des Zeitversatzes beim „Tanken vom Dach“ mit Elektrolyse Zuhause ist das rein preislich konkurrenzfähig.

Elektrolysezellen sind im Übrigen sowohl im kleinen wie im großen gleich effizient zu bekommen. Was deren größter Nachteil ist, weil dadurch die economy of scale fehlt. Allerdings bedeutet das auch, daß sich bezüglich Wirkungsgrad eine große oder kleine Elektrolyse nichts geben und daher sowohl der für eine „Tankstelle“ geeignete, wie auch der „Heimelektrolyseur“ fast identisch im Wirkungsgrad sind. Transport von H2 (wenn tatsächlich aus Elektrolyse erzeugt werden soll) ist also nicht notwendig.

Nebenprodukt der Elektrolyse Zuhause ist im übrigen Wärme, weshalb zumindest in Mitteleuropa diese durchaus für die Hälfte des Jahres nicht verschwendet ist.

Gruß SRAM

Ah gut, wusste ich nicht mit dem Wirkungsgrad der Elektrolyse. Zum Thema Speicher: die PV-Stromspeicher heute finde ich maßlos überteuert, selbst mit Zuschuss. Ein breiter Marktanteil von E-Autos führt aber in wenigen Jahren zu billigen Akkuzellen in der Zweitnutzung. Ungelegte Eier, ich weiß, aber das ist H2 auch.

H2 Transport nicht, aber dann Elektrolyse-Anlagen überall. Warum? Strom ist da. Langstrecken sind ein Minderheitenproblem und bei Tesla schon mit Strom gelöst. Heute. Wozu die ganze Diskussion außer um den Vorschritt im Sinne der ICE Industrie möglichst lange aufzuhalten? Nebelkerzen.

Nebelkerzen halte ich für etwas hart.

Ein Druckelektrolyseur Zuhause und eine Photovoltaik auf dem Dach ergänzen sich eben sehr gut und lösen das Problem des Speichers sehr elegant. Insbesondere weil der leistungsbestimmte Teil (Elektrolysezelle) und der Speicherteil (Drucktank) im Gegensatz zum Akkuspeicher getrennt sind und daher beliebig gewählt werden können und der eigentliche Speicher (Druckkessel) spottbillig ist und daher auch große Speicherreichweiten möglich werden.

Gruß SRAM

Da bin ich 100% bei Dir. Aber ich werde immer misstrauisch wenn diese Technik ausgerechnet im Kontext EV kommt.

Ist jetzt zwar auch OT: Ich denke wir sind uns alle einig, dass das Problem der erneuerbaren Energien deren Unbeständigkeit ist. Selbst wenn wir damit zukünftig sogar günstiger Strom und ohne EEG-Förderung erzeugen können als mit Gas, Kohle, Atom etc., dann bleibt das Problem der Unbeständigkeit. Wir brauchen also Speicher. Ob das jetzt Akkus sind oder Wasserstoff oder andere Technologien (z.B. unterirdische Pumpspeicherwerke in alten Bergwerken) wird die Zeit zeigen. Wenn sich Wasserstoff tatsächlich etablieren kann, dann sind in Zukunft sicherlich auch entsprechende Fahrzeuge denkbar.

Möglicherweise sehen wir sowohl im Speichermarkt Akkus, Wasserstoff und andere Technologien -zumindest eine gewisse Zeit- parallel und vielleicht setzt sich dann die eine oder andere Technologie durch. Das kann niemand voraussagen.

Ähnlich verhält es sich bei den Fahrzeugen. Wir werden neben den bekannten Benzinfahrzeugen, Dieselfahrzeugen und jetzt Elektrofahrzeugen sicherlich in Zukunft auch Brennstoffzellenfahrzeuge (Toyota) und vielleicht auch Wasserstoff-Fahrzeuge sehen. Vielleicht setzt sich die eine oder andere Technologie dann durch oder eine der Technologien fällt irgendwann raus.

Es ist auch nicht verkehrt mehrere Technologien am Start zu haben. So sind die Hersteller der entsprechenden Produkte „gezwungen“ ihre Produkte ständig zu verbessern um am Markt zu bleiben. Leider gewinnt nicht immer der technisch beste (siehe Beispiel Video2000, VHS, Betamax).

Manchmal existieren auch bestimmte Technologien lange nebeneinander (wie bei Benzin- und Dieselfahrzeugen).

  1. Auf Kurzstrecke sind EVs wg der Energieeffizinz und Simplizität für PKW und LWK erste Wahl.
  2. Auf Langstrecke sind EVs bis etwa Tesla-Größe wegen des höheren Wirkungsgrads von Akkus erste Wahl, wenn man keine Probleme mit den Tankpausen hat.
  3. Wind- / solargesteuertes Laden macht Sinn. Wenn Zwischenspeicherung: Kurzspeicher Akku im Keller (mit den entsprechenden Verlusten und Kosten), Langzeitspeicher mit zB H2 - könnte man auch als Aufgabe der „Versorger“ verstehen, das zu gewährleisten (wegen des Aufwands). Apropos: Preis für ein BMW i3-Modul 1234€, ein Modul 2,5kWh, dh 490€/kWh (plus Steuer).
  4. Langsstrecken LKW (und Schiffe, Flugzeuge ua) geht nicht ohne synthetisches Fuel, regenerativ produziert versteht sich. H2 ist dabei das einfachste. Beispiel LWK mit 1000kWh Energiebedarf: 6 Tonnen Li-Ion Akku rumschleppen ist keine Alternative - hier macht 67kg H2 in 1600 Liter Druckspeicher mehr Sinn.
  5. Der niedrige Wirkungsgrad H2 ist irrelevant, solange es keine Alternativ gibt (betrifft Langzeitspeicher und Langstrecken-LKW ua so).

Und warum sollte man sich das antun?

Ich habe auf der Hannover Industriemesse wiederholt mit Verfahrenstechniker über die 700 Bar Hochdrucktanks gesprochen. De sind teuer in der Herstellung.
Trotz der 700 bar bekommt man nur 1/5 der Energie ins selbe Volumen.

Einfach lächelich.

Man kann mit Elektrolse von CO2 und H2O jeden beliebigen Kohlewasserstoff synthetisieren.
Verbrennungsmotoren dafür sind auch schon erfunden.
Mit Hybridtechnik und vielleicht noch Dampfkraft aus den heißen Abgasen kommt man da im LKW auf über 50%.

Konventioneller Tank, konventioneller Motor und man spart sich die ganze sauteure Wasserstoff Träumertechnik.

Im übrigen, ich konnte noch keinen belastbaren Daten zur Aluminium Luft Batterie ermitteln

phys.org/news/2013-03-phinergy-a … eling.html

aber das Potential ist vorhanden den Verbrennungsmotor in PHEV zu eliminieren.