Archiv der Kategorie ‘Elektromobilität‘

 
 

Einführung zu Elektromobilität

Vortrag vom REFI-Team E-Mob-Speicher  Oktober 2019

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Auto-Kraftstoffe : H2 – hoffnungslos hintenan

Artikel von Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.v. vom  11.10.2019

Gegenüberstellung Vorteile und Nachteile von Wasserstoff als Kraftstoff

Fazit
Wasserstoff ist ein interessanter Speicher, wenn genügend überschüssiger Strom und Wasser vorhanden ist. Ansonsten sind die Umwandlungsverluste eine erhebliche Beeinträchtigung dieser Technologie. Jenseits des reinen Speichersegments mag die Technik einige Nischen im Verkehrssegment besetzen – z.B. im Schienenverkehr, wo die Strecken täglich gleich sind und der Wasserstoff direkt im Betriebsbahnhof erzeugt werden kann, oder beim künftig noch verbleibenden LKW-Fernschwerlastverkehr. Aber für eine Verkehrswende in der Fläche ist Wasserstoff ungeeignet: zu kompliziert, zu wenig effektiv, zu teuer. Zwar gibt es immer wieder Ansätze von interessierten Industrie- und Wirtschaftskreisen, diese Technologie doch noch durchzusetzen, die allumfassende Verkehrswende hin zum Wasserstoff wird es nicht geben.

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Die Brennstoffzelle ist ein Milliardengrab für Autohersteller

Süddeutsche Zeiitung  31. März 2018

,Autos mit Brennstoffzelle haben kaum eine Chance, den Wettlauf gegen Batterieautos zu gewinnen. Denn die Entwicklung von Akkus und Ladeinfrastruktur schreitet rasant voran.

Auf absehbare Zeit werden emissionsfreie Pkw aus Deutschland ausschließlich aus Batterien angetrieben. “Was wir im Augenblick sehen, ist, dass sich der Anwendungsfall für Brennstoffzellen zu immer größeren Fahrzeugen verschiebt”, sagt Klaus Fröhlich. Grund sei die steigende Energiedichte von Batterien. “Wenn diese Entwicklung weiter fortschreitet, liegt der Haupteinsatzzweck der Brennstoffzelle nur noch bei Nutzfahrzeugen, die wir nicht herstellen”, so der BMW-Entwicklungsvorstand. Auch Peter Mertens moderiert die Wasserstoff-Zukunft ab: “Ich sehe die Feststoffbatterie deutlich eher in einer Massenanwendung als die Brennstoffzelle.” Audis Entwicklungsvorstand ist für das Thema im gesamten Volkswagen-Konzern verantwortlich. Das gibt seinem Urteil Gewicht.

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Die Zukunft der Wasserstoffmobilität

| Autor/ Redakteur: Mario Hommen / Benjamin Kirchbeck
Die Brennstoffzelle gilt eigentlich als Königsweg hin zu einer sauberen Mobilität. Mittelfristig, soviel ist aber sicher, werden wir wohl keinen Siegeszug Pkw-Segment erleben. Doch das hierzulande zart keimende Wasserstoffpflänzchen wird weiter gepflegt und gehegt. Ein Ausblick.

TREIBHAUSGAS-EMISSIONEN FÜR BATTERIE- UND BRENNSTOFFZELLEN- FAHRZEUGE MIT REICHWEITEN ÜBER 300 KM

André Sternberg, Christoph Hank und Christopher Hebling Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE Freiburg, 13.07.2019

Zentrale Botschaften der Studie  ganze Studie hier lesen

Herstellung:

Treibhausgas (THG)-Emissionen Brennstoffzellenfahrzeug geringer als für betrachtete Batteriefahrzeuge (60 kWh und 90 kWh Batteriekapazität)

Entscheidende Faktoren für Batteriefahrzeug: Zellfertigung und THG-FootprintStrom

Entscheidende Faktoren für Brennstoffzellenfahrzeug: Platin und H2-Tank

Gesamtbetrachtung:

Zeitraum 2020-2030: THG-Emissionsvorteile des Brennstoffzellenfahrzeugs

Höhere Effizienz des Batteriefahrzeugbetriebs kompensiert nicht den THG-Nachteilaus dessen Herstellung

Herstellung von Wasserstoff mittels Windstrom ==>Pfad mit geringsten Emissionen

Zeitraum 2030-2040

Bei vergleichbarer Reichweite hat Brennstoffzellenfahrzeug THG-Emissionsvorteile, wenn beide Fahrzeuge erneuerbaren Strom nutzen

Batteriefahrzeuge mit geringerer Batteriekapazität/Reichweite (ca. < 50 kWh/250 km) bieten THG-Emissionsvorteile gegenüber Brennstoffzellenfahrzeugen

Photovoltaik und Elektromobilität sinnvoll kombinieren

Ein Leitfaden für Gewerbebetriebe in Deutschland BSW – Bundesverband Solarwirtschaft e. V.

Elektromobilität mit eigenem Solarstrom wird für Gewerbebetriebe immer attraktiver. Die gesunkenen Kosten für PV-Systeme versprechen eine rentable Investition. So haben laut „IHK-Energiewende­Barometer 2018“ bereits 17 Prozent der Firmen ein Elektrofahrzeug angeschafft. Etwa 20 Prozent planen die Anschaffung sowie die Errichtung von eigenen Ladesäulen.
Bei der Umstellung auf einen PV-betriebenen Fuhrpark gibt es allerdings mehrere technische und rechtliche Herausforderungen, die für eine erfolgreiche Umsetzung beachtet werden müssen. Der vorliegende Leitfaden will hier Orientierung geben und helfen, Stolpersteine zu umgehen. Er richtet sich grundsätzlich an kleine und mittlere Unternehmen (KMU), die Interesse haben, E-Mobilität in ihrem Unternehmen einzuführen, und für die Beladung der Fahrzeuge auf Strom aus einer eigenen PV-Anlage, eventuell ergänzt durch Batteriespeicher, setzen wollen.
Ziel dieses Leitfadens ist es, Gewerbebetrieben erste Anregungen und Ideen für ein mögliches technisches Design für die Solarstromversorgung ihrer Elektroflotte zu geben.

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Power-to-X– presenting Problems

Artikel Von Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.V.  vom 4.10.2019

PtX steht für die Umwandlung bzw. Speicherung von Strom (aus Erneuerbaren Energien) in andere Energieformen. Dazu gehören Wärme (Power-to-Heat/PtH), Gase (Power-to-Gas/PtG), Treib- und Brennstoffe (Power-to-Fuel/PtF) sowie Chemikalien (Power-to-Chemicals/PtC), wobei die beiden letzteren häufig zu Power-to-Liquids/PtL zusammengefasst werden. Für die Verkehrswende auf den Straßen sind dabei aber nur die beiden mittleren PtG und PtF interessant.

Mit synthetischen Gasen (z.B. Metan) oder synthetischen Treib- und Brennstoffen könnten praktisch konventionelle Verbrennungsmotoren CO2 neutral betrieben werden, wenn die Stoffe mit EE-Strom erzeugt werden.

Es ergeben sich Vor- und Nachteile. Der wichtigste Nachteil ist der geringe Wirkungsgrad, was einen sehr großen Bedarf an EE-Strom bedeuten würde.

Bei allen PtX-Kraftstoffen ist der Systemwirkungsgrad Well-to-Wheel (z.B. von der Antriebswelle einer Windkraftanlage zum drehenden Rad eines KfZ) gering. Am besten ist der Wirkungsgrad noch, wenn Methan in einer Brennstoffzelle zurück verstromt wird; dann liegt er bei ca. 13 %. Andere Systeme, vor allem mit Verbrennungsmotor, können auch bei < 10% landen. Daraus folgt wiederum, dass man ein riesiges Potential von Erneuerbaren-Energien-Erzeugungs-Einheiten auf großen Flächen installieren muss, um den Treibstoffbedarf abzudecken.

Fazit
PtX kann in manchen Bereichen eine wichtige Rolle bei der Dekarbonisierung unseres Landes und der EU spielen, insbesondere im (Industrie-)Wärmebereich und bei der Herstellung CO2-freier Chemikalien. Im Verkehrsbereich wird PtX allerdings nur eine untergeordnete Rolle spielen. Das gilt insbesondere für den in die Fläche gehenden Straßenverkehr, bei dem zu den Umwandlungsverlusten der PtX-Kraftstoffe auch noch die Distributionsverluste kämen.

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E-Fuels – Wo macht der Einsatz synthetischer Kraftstoffe Sinn?

| Autor/ Redakteur: Holger Holzer / Benjamin Kirchbeck

Hätte es mit E-Fuels eine Alternative zum E-Auto gegeben? Der mit Hilfe regenerativer Energie hergestellte synthetische Kraftstoff bietet auf den ersten Blick etliche Vorteile. Doch die entscheidenden Probleme finden sich im Energieaufwand und den erwartbaren Kosten.

Spricht man heute von synthetischen Kraftstoffen, sind in der Regel sogenannte E-Fuels gemeint, die komplett ohne fossile Rohstoffe, aber auch ohne die Nutzung nachwachsender Pflanzen oder anderer organischer Verbindungen hergestellt werden. Ausgangsstoff ist stattdessen das überreichlich vorhandene Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre, das mit Hilfe von Strom zu langen Kohlenstoffketten zusammengefügt wird, die denen von fossilen Mineralöl-Kraftstoffen ähneln. Weil beim Verbrennen nur so viel CO2 entsteht wie bei der Herstellung verwendet wurde, ist der Öko-Sprit klimaneutral. Allerdings nur, wenn der bei der Synthetisierung verbrauchte Strom grün ist. Kommt er aus dem Kohlekraftwerk, verhagelt das die Bilanz.

…… Experten rechnen mit einem Energieaufwand von rund 20 Kilowattstunden Strom für die Herstellung von einem Liter E-Diesel. Selbst ein sparsamer Diesel-Pkw würde damit knapp 100 kWh Energie auf 100 Kilometern verbrauchen. Das durchschnittliche E-Auto benötigt auf gleicher Strecke 10 bis 20 kWh.

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Elektromobilität und Entwicklungsperspektiven des Automobils

Vortrag von Prof. Martin Doppelbauer  beim Leopoldina-Symposium Zukunft der Mobilität, 21. März 2019
Prof. Doppelbauer setzt sich mit der Batterietechnik auseinander und vergleicht unter anderem mit der Brennstoffzellentechnik.

Vortrag  Elektromobilität

In einer Stellungname gegenüber REFI hat er nachfolgende Erklärung angefügt.

Was den „Wettstreit“ Wasserstoff gegenüber Batterie betrifft, so erlauben Sie mir die Bemerkung, dass es tatsächlich überhaupt keinen Wettstreit gibt.
Derzeit sind auf dem Weltmarkt genau zwei (2) Wasserstoff-PKW verfügbar, hingegen schon über 200 verschiedene Batterieautos mit stark steigender Tendenz.
Der Stückzahlanteil ist noch unterschiedlicher: Weltweit weniger als 20.000 H2 PKW stehen über 8 Millionen Elektroautos gegenüber.
Niemand weiß, wie wir rund 4- bis 5- mal soviel Strom für die Produktion von Wasserstoff herstellen sollen verglichen mit dem Strom für Elektroautos. Wir müssten unsere heutige Stromproduktion praktisch verdoppeln, um alle Autos in Deutschland mit Wasserstoff zu versorgen. Außerdem wollen (müssen!) wir ja auch noch die Kohlekraftwerke abschalten und die Kernkraftwerke sowieso. Wie soll das gehen?
Oft liest man statt 4 bis 5-fach den Faktor 2,5 bis 3 bezüglich des Mehrverbrauchs von H2-Autos. Dabei wird aber geflissentlich übersehen, dass wir bei einer großen Zahl an H2-Autos unvermeidlich eine Verflüssigung des Kraftstoffes benötigen. Die Verteilung von gasförmigem Wasserstoff geht nur im Kleinmaßstab, weil die in technischen Systemen erreichbare Energiedichte rund 20-fach schlechter ist als die von Benzin und Diesel (dabei sind die Tanks eingerechnet, also nicht nur der reine Wasserstoff an sich). Zwar ist flüssiger Wasserstoff auch noch 2-fach schlechter, aber immerhin deutlich näher dran.
Von der benötigten Infrastruktur rede ich jetzt erst gar nicht (alles neu bauen, alles doppelt so groß und doppelt so viel, alles für Temperaturen nahe am absoluten Nullpunkt).
Eine großflächige H2-Versorgung für Millionen von Fahrzeugen ist vollkommen unrealistisch.
Ich komme nach eingehender Beschäftigung mit dem Thema zur gleichen Einschätzung wie Herr Diess: https://www.elektroauto-news.net/2019/vw-chef-diess-haelt-wasserstoff-autos-fuer-unsinn/

Wüsten-Solar-Wasserstoff für Bayerns Autobauer?

In Hamburg laufen noch Gespräche mit potenziellen Investoren für den weltgrößten Wasserstoff-Elektrolyseur: 100 MW soll der leisten, um Windstrom in das klimafreundliche Gas zu verwandeln. Doch Elektrolyse ist nur ein Teil des kompletten Wasserstoffkreislaufs. Offensichtlich bereits viel weiter denkt deshalb der Freistaat Bayern mit dem neu gegründeten „Zentrum Wasserstoff Bayern“, kurz H2.B.

Denn H2.B hat die gesamte Wasserstoffwirtschaft von der Erzeugung bis zum Verbrauch im Blick. Im Mittelpunkt steht die Speicherung des Energie-Gases Wasserstoff (H2).

Link zum Artikel der DGS vom 13.9.2019