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Energieträger für E-Mobilität (Akku vs. Wasserstoff)

XeroXs 02.03.2016 - 13:11 10848 202
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Castlestabler

OC Addicted
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Zitat aus einem Post von hachigatsu
Die erzeugung von Wasserstoff ist nicht effizient, benötigt strom.. Sofern Wasserstoff nicht lokal direkt bei der Tankstelle produziert wird, muss das zeug auch noch transportiert werden, anschließend umgefüllt, ins auto gepumpt, und wieder umgewandelt werden, alles schritte die der Effizienz nicht dienlich sind.

Wenn von heute auf morgen alle auf E-Autos umsteigen, das würde nicht klappen, muss jedem bewusst sein.. allerdings ist dem ja nicht so.
Ich würde es ja klug finden jede Ortschaft mit Akkus und PV zu versorgen, das würde das ferne Stromnetz entlasten (bei spitzen). Selbst im Winter, wenn die PV eventuell keinen Storm generiert, könnte man die Akkus tagsüber langsam laden, damit man damit nachts das Netz stabilisiert

Was man nicht vergessen darf, die meisten der derzeitigen E-Autos haben ohnehin nur einen ~6-7 kW-Lader.. 7kW, das ist für einen Haushalt nicht sonderlich viel. Waschmaschine+Geschirrspüler+Heizung oder wahlweise Herd.

Selbst wenn es bei 50% liegt, ist das noch immer vergleichbar mit dem Strom in das E-Auto.
Beispiele: Offshore-Anlage produziert Strom, zuerst mal wechselrichten auf die HGÜ, dann wechselrichten und transformieren auf die 360kV Leitung, weiter zu deiner Mittelspannungsstation und dann wenn du keine lange Stromleitung hast direkt zu dir.

Offshore-Anlage prodziert direkt Wasserstoff, kommt durch die Pipeline an Land für den Tanker, der halt für einige Tonnen noch 800km fahren muss.

Willst du da wirklich großartig Wirkungsgradrechnung anstellen?

Bei den Ladern musst mal schauen mit welchen Leitungen die Trafostationen normalerweise angespeist werden und es kommen dir die Tränen. Jede Strasse in Österreich darf bei 50% E-Auto aufgerissen werden.

hachigatsu

king of the bongo
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Zitat aus einem Post von Castlestabler
Selbst wenn es bei 50% liegt, ist das noch immer vergleichbar mit dem Strom in das E-Auto.
Beispiele: Offshore-Anlage produziert Strom, zuerst mal wechselrichten auf die HGÜ, dann wechselrichten und transformieren auf die 360kV Leitung, weiter zu deiner Mittelspannungsstation und dann wenn du keine lange Stromleitung hast direkt zu dir.

Offshore-Anlage prodziert direkt Wasserstoff, kommt durch die Pipeline an Land für den Tanker, der halt für einige Tonnen noch 800km fahren muss.

Willst du da wirklich großartig Wirkungsgradrechnung anstellen?

Bei den Ladern musst mal schauen mit welchen Leitungen die Trafostationen normalerweise angespeist werden und es kommen dir die Tränen. Jede Strasse in Österreich darf bei 50% E-Auto aufgerissen werden.

Für die Produktion von Wasserstoff muss der Strom ebenfalls gewisse Wege und Umwandlungen ertragen, da hast du also ähnliche Minderungen des Wirkungsgrades. Lt diversen Studien verlierst du durch Wasserstoff fast 70%... Sprich, du benötigst 10kWh um für Wasserstoff generieren, Betankung (LKW), transport, betankung (tankstelle), erneute betankung (kfz), und zu strom umwandeln.... Alle diese Sachen machen Wasserstoff so unglaublich ineffizient. 10kWh verbrauchst du, 3kWh erhältst du. bei einem Auto, welches 15kWh auf 100km braucht, benötigst du also ~45-50kWh?

Also die leute jammern jetzt schon "wir haben für E-Autos keinen Strom"... Aber spätestens mit Wasserstoff wäre es dann wohl ganz vorbei.
Da kann ich effizienztechnisch auch beim Saugbenziner bleiben.

Ein weiteres Problem sind die teile, so ein Wasserstoff auto besteht (wie auch ein handelsübliches auto) aus vielen tausenden teilen, alles anfällig usw.. Ein Batterie-Auto ist da um Welten problemfreier.

Whatever, e-Autos sind die Zukunft, das ist klar.. Wie die E-Autos zu ihrer Versorgung kommen, das steht noch offen. Feststoffzelle, tauschakku... Keine Ahnung, ich denke da gibt es viele Szenarien, und es werden noch einige dazu kommen. Wasserstoff ist meiner Meinung nach keine davon. Und sollte es doch Wasserstoff werden, dann nicht weil es die vernünftigste Lösung ist, sondern weil es die Industrie so will, und uns wieder erfolgreich von Ihnen abhängig gemacht hat.

Castlestabler

OC Addicted
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Das Teil steht im Wasser.
Welche Wege soll der Strom gehen?

Wegen der Teile gebe ich dir Recht, da hat das Wasserstoffauto wirklich mehr, dafür wird das größte Problem nicht an den Käufer des Autos übertragen.

Bitte erkläre mir wissenschaftlich wo der Vorteil von Akku zu Wasserstoff ist, nachhaltig sind beide nicht?

Hubman

Seine Dudeheit
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Zitat aus einem Post von Castlestabler
Offshore-Anlage prodziert direkt Wasserstoff, kommt durch die Pipeline an Land für den Tanker, der halt für einige Tonnen noch 800km fahren muss.
Dieses Szenario seh ich großindustriell nicht kommen

Zitat aus einem Post von hachigatsu
Ein weiteres Problem sind die teile, so ein Wasserstoff auto besteht (wie auch ein handelsübliches auto) aus vielen tausenden teilen, alles anfällig usw.. Ein Batterie-Auto ist da um Welten problemfreier.
Sind es wirklich so viele? Ist doch auch nur ein e-Auto mit Brennstoffzelle und H2-Tank

Zitat aus einem Post von hachigatsu
Whatever, e-Autos sind die Zukunft, das ist klar.. Wie die E-Autos zu ihrer Versorgung kommen, das steht noch offen. Feststoffzelle, tauschakku... Keine Ahnung, ich denke da gibt es viele Szenarien, und es werden noch einige dazu kommen.
Ich seh in den nächsten Jahren auch nichts, was Wasserstoff sonderlich pushen sollte. In die Batterieentwicklung werden gerade 10er Milliarden reingesteckt, da geht noch sehr sehr viel. Rohstoffmässig gibts bei weitem genug Li, Ni, Mn. Cobalt ist etwas knapper, wird aber bald keine Rolle mehr spielen. Effizienzsteigerung und Kostensenkung wird man da noch jahre- wenn nicht jahrzehntelang sehen.

Wasserstoff ganz abschreiben, würde ich dennoch nicht. Gerade bei den Kosten wird es hier sicher auch noch große Fortschritte geben. Wenn ich mir aber anschaue, wie zögerlich Wasserstofftankstellen kommen und wie schnell Ladestationen hochgezogen werden, seh ich auch hier den Bonus beim Batterie-Auto.

Castlestabler

OC Addicted
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Zitat aus einem Post von Hubman
Dieses Szenario seh ich großindustriell nicht kommen

Die Deutschen hatten zum ersten Mal letztes Jahr einen negativen Energiepreis.
Die Offshore-Anlagen werden aber immer noch brav gebaut, also muss man die Energie früher oder später mal speichern.

Wo Wasserstoff sogar die einzige Alternative ist, ist bei LKW.
Warum, weil der Spediteuer einfach nur rechnet wieviel Geld muss er für wieviel Ladung in welcher Zeit ausgeben.
Braucht er 10t Akkus um 1000km weit zu kommen, kann er 10t weniger mitnehmen.
Braucht er für 1000km nur 3t Brennstoffzelle ist das schon ein Gewinn von 7t.

Braucht er zum Laden vom Akku 30min und beim Wasserstoff 10min, schlägt sich das auch wieder auf seinen Gewinn nieder.

Hubman

Seine Dudeheit
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Zitat aus einem Post von Castlestabler
Die Deutschen hatten zum ersten Mal letztes Jahr einen negativen Energiepreis.
Die Offshore-Anlagen werden aber immer noch brav gebaut, also muss man die Energie früher oder später mal speichern.

Warum man dann dezentral auf dem Meer Wasserstoff erzeugen sollte, erschließt sich mir nicht mal annähernd.
Der Hauptgrund für die Wasserstofferzeugung ist sicher der "überflüssige" Strom, dem kann ich was abgewinnen. Offshore dezentral Wasserstoff erzeugen und über Piplelines an Land bringen, da bin ich gespannt, wer sich dass im großen Maßstab wirklich antut.

Zitat aus einem Post von Castlestabler
fWo Wasserstoff sogar die einzige Alternative ist, ist bei LKW.
Warum, weil der Spediteuer einfach nur rechnet wieviel Geld muss er für wieviel Ladung in welcher Zeit ausgeben.
Braucht er 10t Akkus um 1000km weit zu kommen, kann er 10t weniger mitnehmen.
Braucht er für 1000km nur 3t Brennstoffzelle ist das schon ein Gewinn von 7t.

Die "einzige Alternative" mag man vielleicht noch bei Langstrecken-Transporten sehen. Auf der Kurzsstrecke werden wir in den nächsten Jahren sehr sehr viele Batterie-LKWs kommen sehen.
Das Argument bei der Ladung stimmt natürlich, wenn es auf das Gewicht ankommt. Es kommt aber auch vielfach auf das Volumen an. Beim größten Teil der Frachten ist das Volumen schon lange ausgeschöpft, bevor man die Gewichtsgrenze überhaupt erreicht. Da sehe ich also den Vorteil von den Wasserstoff-LKWs (die sicher kommen werden) nur im Bereich der schweren Ladungen.

hachigatsu

king of the bongo
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Zitat aus einem Post von Castlestabler
Bitte erkläre mir wissenschaftlich wo der Vorteil von Akku zu Wasserstoff ist, nachhaltig sind beide nicht?

Naja, also nachhaltig... ein Akku muss mal erzeugt werden, eh logo.. Danach kann er mal locker 10 Jahre im E-Auto verwendet werden (außer es ist ein nicht gekühlter wie bei Nissan)... Irgendwann hat er so stark an Kapazität verloren das er für E-Autos nicht mehr interessant ist, man kann ihn jetzt noch als Hausakku oder für ganze Pufferakku-Systeme verwenden. Auch hier wird er irgendwann seinen dienst getan haben, bis dahin vergehen aber ziemlich locker 15 Jahre!!! Anschließend kann er (wenn man denn so will) zu über 95% recycelt werden!

Ressourcen sind also auch relativ, ja, derzeit braucht man Kobalt (wobei Tesla anscheinend sehr wenig braucht, und nächstes Jahr ganz ohne auskommen will), aber wie oben beschrieben kann man ihn zu 95% recyclen.

Womöglich ist das bauen eines Wasserstoff-Autos ressourcensparender als der bau eines Akkus, dazu konnte ich leider nichts finden, aber wie oben beschrieben könnte man einen Akku locker mal 15 Jahre in betrieb haben und dann sehr gut verwerten, deshalb glaube ich nicht das Akkus so viel schlimmer sind als Wasserstoff-Systeme.

Zumindest jetzt ist Wasserstoff wie oben erwähnt noch wahnsinnig ineffizient, sollte isch das mal ändern, können wir sicher weiter überlegen.


Zitat aus einem Post von Castlestabler
Wo Wasserstoff sogar die einzige Alternative ist, ist bei LKW.
Warum, weil der Spediteuer einfach nur rechnet wieviel Geld muss er für wieviel Ladung in welcher Zeit ausgeben.
Braucht er 10t Akkus um 1000km weit zu kommen, kann er 10t weniger mitnehmen.
Braucht er für 1000km nur 3t Brennstoffzelle ist das schon ein Gewinn von 7t.

Braucht er zum Laden vom Akku 30min und beim Wasserstoff 10min, schlägt sich das auch wieder auf seinen Gewinn nieder.
Wasserstoff könnte auch in der Schifffahrt interessant werden. Mit gigantischen PV-Anlagen könnte man im Hafen Wasserstoff generieren, und einfach lagern.. Anschließend in die Schiffe tanken. Das wäre wohl eine brauchbare Möglichkeit. Wo ich absolut dagegen bin, ist wenn man normale Kraftwerke für Wasserstoff verwendet, das ist ja krank :D (da sind sogar Kohlekraftwerke effizienter)

Unbedingt bedenken!!! Tankzeiten!
Angenommen ich hätte ein Auto mit ~350km realer Reichweite. Ich fahre Täglich herum (Arbeit/Zurück sind etwa 105km/tag), stecke an, und fahre am nächsten tag wieder.. Mein Auto ist also jeden tag (ohne Wartezeit) für 350km ready.

Mit einem Verbrenner, Gas oder Wasserstoff-Auto, müsste ich aber alle sagen wir 800km einmal tanken, das sind locker mal 8-10 Minuten bis man auch bezahlt hat und so (übrigens dauert CNG tanken wesentlich länger).

Mit meinem Verbrenner (oder Wasserstoff, oder Gas..) müsste ich bei meinen Kilometern (nur für die Arbeit) etwa 30 mal im Jahr tanken.. Rechnen wir großzügig, 30*8 Minuten. Das sind 4h die ich im Jahr an der Tankstelle stehe. Bei einem E-Auto mit ausreichen Reichweite würde ich keine einzige Minute an einer Ladestelle bzw Tankstelle stehen.

Warum habe ich das gesagt? weil ich extrem oft den Einwand höre "da muss ich ja stunden lang aufladen"... Ja und? Obs auto jetzt herum steht und angesteckt ist, oder herum steht und nicht angesteckt ist - das is ja wohl egal? Ein Herkömmliches auto steht über 97% seines Lebens herum, ist wohl genug zeit um geladen zu werden :).. Wohl bemerkt, das würde bei mir zutreffen, und ich kann zuhause laden. Für Personen die nicht zuhause laden können ist das ein ganz anderes Thema. Da sehe ich auch absolut ein das E-Autos noch keine Möglichkeit darstellen (wobei ich 3 Tesla-S Fahrer kenne die eine normale Wohnung haben und nicht zuhause laden können, fahren problemlos 40.000km/Jahr ohne sich über Ladezeiten zu beschweren)

Bzgl Effizienz noch ein Bild (sehr vereinfacht dargestellt)
https://image.jimcdn.com/app/cms/im...44368/image.jpg

Castlestabler

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Das letzte Bild trifft aber auch auf sagen wir 5% aller möglichen Autofahrer zu.
Man kann sich sein Bild immer dorthin rücken wo man es haben will.

hachigatsu

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Deshaob sagte ich das dieses bild sehr vereinfacht ist.

Du kannst statt der PV Module auch das Kraftwerk samt Infrastruktur dazu zeichnen, aber das kommt bei der Wasserstoffkette dann eben auch dazu.

Castlestabler

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Der kleine Unterschied ist, beim Wasserstoff kommen dazwischen nur mehr die Diffusionsverluste.
Bei Strom kommen dazwischen noch 30-40% Verluste hinzu.

Der große Unterschied ist auch Wasserstoff ist schon ein Energiespeicher, ich muss also nicht erst einen Akku bauen um die Energie bei Energiespitzen zu speichern.
Siehe Duck Curve:
https://en.wikipedia.org/wiki/Duck_curve

XeroXs

doh
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Ist schon eine spannende Diskussion. Kann eigentlich eine Brennstoffzelle die Spitzenströme (i.e. Anfahren) liefern die man braucht in einem Auto, oder braucht man da einen Buffer?

Der wäre natürlich enorm viel kleiner, aber auch das erhöht die Komplexität..

Ich denke der "reine Strom" wird zum Massentransport (Pendeln etc.) - sofern man die Akkuproduktion in den Griff bekommt... wenn die Technologie sich aber nicht "massiv" weiterentwickelt wird man weiterhin etwas anderes für "Langstrecke" benötigen, da könnte natürlich Wasserstoff spannend sein, um vom Benzin/Diesel wegzukommen.

Castlestabler

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Zitat aus einem Post von XeroXs
Ist schon eine spannende Diskussion. Kann eigentlich eine Brennstoffzelle die Spitzenströme (i.e. Anfahren) liefern die man braucht in einem Auto, oder braucht man da einen Buffer?

Ein Wasserstoffauot benötigt einen Lader, deswegen ist die Verzögerung ein wenig größer, wir sprechen da aber von folgendem:
Akku benötigt 300-500µF und bei einem Wasserstoff rechne ich mit 2000-3000µF Zwischenkreiskondesator.

Der einzige technisch große Unterschied, diese Kurzzeitleistung die einzig Tesla wirklich ausnutzt ist mit Wasserstoff nicht möglich.
Die Temperatur der Batterie zu messen und davon die Leistung abhängig zu machen ist bei Wasserstoff nicht möglich.

Was bei Wasserstoff aber super einfach ist: Einen Akku für nur Kurzstrecke einzubauen, also 50-100km kann man sich mit 100kg Akku leicht holen und sich das ganze herum fahren von der restlichen halben Tonne Akku ersparen.

kleinerChemiker

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Auch Wasserstoffautos haben zumindest einen kleinen Akku, sonst wäre Rekuperation nicht möglich.

hachigatsu

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Zitat aus einem Post von Castlestabler
Der kleine Unterschied ist, beim Wasserstoff kommen dazwischen nur mehr die Diffusionsverluste.
Bei Strom kommen dazwischen noch 30-40% Verluste hinzu.

Der große Unterschied ist auch Wasserstoff ist schon ein Energiespeicher, ich muss also nicht erst einen Akku bauen um die Energie bei Energiespitzen zu speichern.
Siehe Duck Curve:
https://en.wikipedia.org/wiki/Duck_curve

Das ändert aber nichts an der Tatsache daß ein wasserstoffauto für 100km fast die dreifachen strommenge benötigt wie ein Batterie-Auto. Und wenn wasserstoff nicht lokal erzeugt wird, muss er auch noch transportiert werden. Tanken muss ich dann auch noch... Übrigens haben Wasserstofftanks bei kfz über 600bar!!!! Nä hoffentlich krachts da nicht mal. Sie bekommen derzeit schon keine ordentlichen Tanks für cng (ca 200bar) zustande, wie wollens dann plötzlich Tanks für 600bar ohne Probleme produzieren?
Zitat aus einem Post von kleinerChemiker
Auch Wasserstoffautos haben zumindest einen kleinen Akku, sonst wäre Rekuperation nicht möglich.

Ja haben sie, die ganze wasserstoffgerätschaft ist zu träge.

Castlestabler

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Grundsätzliches Problem der erneuerbaren Energie, ich erzeuge etwas dann wenn es nur zu 20% einen Abnehmer dafür gibt, also braucht man Lösungen was man damit machen kann.

Man hat Strom den keiner braucht und nutzt ihn um etwas zu erzeugen das Energie hat.
Ist dir dieses Problem bekannt?
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