in diesem Fall ist allerdings doch Überlegung im Spiel - auf den derzeit gebauten Neubaustrecken ist an Unterbau und Oberbau „fast alles“ anders als bei der Strecke Augsburg-München, als dort erstmals 200 km/h im Planbetrieb gefahren wurden. Aber für die Thermit-Verschweißung wurde offensichtlich auch bei Vmax = 2800 km/h nichts Besseres gefunden:
Es scheint beiläufig auch noch ein anderer „Clou“ als der - seit langer Zeit ausgelaufene - Patentschutz an dem Verfahren zu hängen: Irgendein Know-How, das bei Nachbars fehlt. In Frankreich gibt es immer noch einzelne Linien, auf denen man im Zug sitzend den Rhythmus der Schienenstöße als eine Art „Disappearing Railroad Blues“ hören kann…
Nein, so einfach ist das nicht. Man muss es immer im Vergleich zu den Alternativen sehen. Außerdem ist die Energieeffizienz nicht das einzige Kriterium. Hier ist eine schöne Übersicht wo die Verwendung von sauberem Wasserstoff derzeit sinnvoll erscheint und wo nicht:
wie siehts eigentlich mit der Lagerung von Wasserstoff aus? wie muss man das lagern? habe mal irgendwo aufgeschnappt, dass der sehr „durchdringlich“ sein soll… sprich durch viele Materialen entweichen kann… stimmt das?
Wasserstoff lagert man entweder gasförmig unter sehr hohem Druck oder flüssig bei -253 °C. Sowohl bei der Kompression als auch bei der Verflüssigung geht rund 1/3 der Energie verloren (es sei denn man findet einen Weg die Abwärme effektiv zu nutzen). Das ist der größte Nachteil von Wasserstoff als Energiespeicher.
Bei Lagerung unter Druck besteht ein weiterer Nachteil darin, dass die Größe der Druckbehälter physikalische Grenzen hat. Will man die zehnfache Menge speichern, dann kann man nicht einfach einen zehn mal so großen Behälter nehmen, sondern benötigt zehn mal so viele kleine Behälter. Diese fehlende Skalierbarkeit schließt eine großtechnische Anwendung weitgehend aus.
Bei der Lagerung von flüssigem Wasserstoff besteht der zweite Nachteil darin, dass ständig Wasserstoff verdampfen muss, damit er flüssig bleibt. Das ist gerade bei kleinen Tanks ein Problem. Lässt man sein Wasserstoffauto zu lange in der Garage stehen, dann ist der Tank leer. Allerdings lassen sich Kryotanks nahezu beliebig groß bauen. Durch das mit der Größe steigende Verhältnis von Volumen und Oberfläche spart man nicht nur Material, sondern verringert auch die Verdampfungsverluste. Wenn man es schafft, nur die Menge an Wasserstoff verdampfen zu lassen, die die Anlange für ihre eigene Energieversorgung braucht, dann spielt dieser Nachteil in großem Maßstab praktisch keine Rolle mehr.
Die Diffusion hat man meines Wissens sehr gut im Griff. Durch Stahl kommt Wasserstoff zwar relativ leicht durch, aber es gibt mitterweile Beschichtungen für Behälter und Leitungen, mit denen sich das Problem lösen lässt. Bei Kryotanks sollte das ohnehin kein großes Problem sein, weil die Diffusionsgeschwindigkeit mit fallender Temperatur abnimmt.
Beim Tanken machen die hohen Drücke in den Tankanlagen weitere Probleme: Der sehr stark verdichtete Wasserstoff strömt durch einen Zapfhahn ins Auto. Dabei treten große Druckunterschiede auf, was dazu führt, dass der Zapfhahn abkühlt und je nach Luftfeuchtigkeit vereist. Ältere Zapfsäulen brauchen vor dem nächsten Tankvorgang einige Minuten, um erst wieder Druck aufzubauen. Mehr als sechs Autos pro Stunde können aber auch die neuesten Tankanlagen (die mit rund einer Million Euro pro Installation sehr teuer sind) deshalb nicht abfertigen.
Das muss nicht mal sonderlich effizient sein, sondern unter dem Strich einfach nur effizienter/billiger als andere mögliche Speicher-/Verwendungsmöglichkeiten. Wenn mir heute Wind und Sonne Strom zum Abwinken liefern, den die Leitungen gar nicht wegschaffen können, und für den aktuell in dem Netzgebiet, in dem ich ihn ggf. noch verteilt bekommen würde, gerade gar nicht so ein hoher Bedarf besteht, dann ist es allemal besser den in Wasserstoff umzuwandeln und als H2 in der Industrie zu verwenden oder zwischen zu speichern als die Erzeuger abzuregeln. Schließlich kostet seine Produktion und sein Vorhandensein ja nichts, wenn der für die Erzeugung eingesetzte Strom ansonsten durch Abregelung der Erzeuger nicht produziert würde (der Stromkunde aber aktuell für die Nichterzeugung aufgrund Abregelung trotzdem zahlt). D.h. das ist jetzt nichts, was in der Situation besonders wertvoll wäre und bestmöglich verwendet werden müsste. Vielmehr sollte man einfach nur zusehen, dass man ihn überhaupt irgendwie verwendet, so lange man nicht tatsächlich konkurrierende Verwendungsmöglichkeiten hat.
Und vor diesem Hintergrund sollte man auch mal etwas sachlicher an die ganze Diskussionen über die guten und bösen Farben von H2 Die Farben des Wasserstoffs - eine Übersicht | EWE AG herangehen. Wir haben hier aktuell ein Henne-Ei-Problem, das Übergangslösungen braucht. Wer heute bereits auf H2 als Energiequelle setzt braucht eine sichere H2-Versorgung die aber aktuell noch nicht in dem Maße aus grünem H2 existiert, wie sie für die Versorgungssicherheit im industriellen Maßstab notwendig wäre. Also braucht es da aktuell auch noch die anderen Farben des H2 damit man mit vertretbaren Risiken bereits heute in H2-Techniken investieren kann und damit dann gleichzeitig einen Bedarf schafft, der dann wiederum die Investitionen in mehr und mehr Produktion, Speicherung und Transport von grünem H2 lukrativ werden lässt. D.h. es ist kein böses Greenwashing wenn jemand heute bereits auf H2-Techologie setzt, diese aber zunächst mit weniger grünem als andersfarbigen H2 betreibt, bis genug grünes H2 zur Verfügung steht, sondern er kurbelt damit gerade den Markt für grünes H2 an.
D.h. es ist kein böses Greenwashing wenn jemand heute bereits auf H2-Techologie setzt, diese aber zunächst mit weniger grünem als andersfarbigen H2 betreibt, bis genug grünes H2 zur Verfügung steht, sondern er kurbelt damit gerade den Markt für grünes H2 an.
Da sind wir einer Meinung, lediglich den Sektor Individualmobilität klammere ich beharrlich und ein wenig böswillig aus. Gerade H2 sehe ich als Chance für all die Verkehrsbereiche, die mit Batterien nur schwerlich zurande kommen würden. Da denke ich beispielsweise an die Schifffahrt, den Flugzeugbau, aber auch an die Stahlindustrie: https://de.ramboll.com/designing-the-new-normal/gruene-stahlindustrie-durch-wasserstoff Auch der Schienenverkehr oder der ÖPNV mit Bussen wäre ein solcher Kandidat.
Der Einsatz im PKW hat aus meiner Sicht enorme technische Nacheile. Du hast eine kleinere Batterie, die Brennstoffzelle und den Drucktank. Zumal wir 14000 neue Tankstellen bauen müssten, nebst der Logistik der Versorgung.
dann schlägt in diesem Fall ein Stündlein für die Elektroautos. Denn die bieten einen enormen und verteilten Speicher. Ein Stündlein deswegen, weil die aus meiner Sicht keineswegs alle Speicherprobleme lösen können, aber in diesem Sektor eine wichtige Aufgabe erfüllen könnten: https://de.wikipedia.org/wiki/Vehicle_to_Grid
Da sind wir einer Meinung. Ich gehe hier auch nur von Technologien aus, in denen es überhaupt einen Sinn ergibt auf H2 zu setzen. D.h. genau da sehe ich dann auch den Unterschied bei der Frage des Greenwashings. Greenwashing ist für mich auf eine für den Anwendungszweck grundsätzlich unsinnige Technologie zu setzen, nur weil die so nett grün klingt. Kein Greenwashing sehe ich da wo auf H2 als grundsätzlich sinnvolle Energiequelle oder Rohprodukt gesetzt wird, aber wir einfach aktuell noch in der Henne-Ei-Situation sind und für eine Übergangszeit bis zur ausreichenden Verfügbarkeit von grünem H2 auch andersfarbigen H2 brauchen, auch wenn der dann ggf. in der Bilanz schlechter ausfällt, als wenn man direkt Öl oder Gas verfeuern würde. Das ist einfach ein Preis den man zahlen muss, wenn man dieses Henne-Ei-Problem schnellstmöglich lösen möchte. Denn wenn wir mit der Entwicklung von und dem Sammeln von Erfahrungen mit Technologien auf Basis von H2 als Rohstoff oder Energiequelle warten wollen, bis genug grüner H2 verfügbar ist, dann verschwenden wir locker zehn Jahre, die dann unter dem Strich noch deutlich schlimmere Folgen hätten, als wenn wir in der Zeit die early adaptors zunächst mal mit einem recht hohen Anteil buntem H2 anfangen lassen, der sich dann langsam mit Zunahme der Verfügbarkeit grünen H2 reduziert.
Bei dem Thema bin ich aktuell aus praktischen Gründen der Umsetzbarkeit noch sehr skeptisch. Den Nutzen der Auto-Akkus an sich will ich dabei gar nicht infrage stellen. Das Problem sehe ich eher da, dass die Autos in der Fläche stehen und unser aktuelles Problem der Stromtransport durch die Netze ist. Wir kommen zwar aktuell recht gut mit den großen Stromautobahnen voran, die den Strom von der Küste auf 380kV-Ebene von den Küsten ins Landesinnere bringen. Aber wenn in einem Wohngebiet plötzlich 100 Auto-Akkus bidirektionales Lademanagement nutzen sollen, dann fehlt es da aktuell noch von den Hausanschlüssen über die verlegten Querschnitte unter den Straßen und in den Trafohäuschen bis in die Mittelspannungsebene massiv an an eigentlich allem, was man dafür so brauchen würde, wenn wir mehr wollen, als dass der Eigenheimbesitzer sein Auto für seinen privaten Bedarf mit einbindet.
Ich bin gerade u.a. in einem Projektes bei dem ich den Bau eines Bürostandorts begleite. Da geht es auch um eine Neuanlage des Parkplatzes. Da wurden über die letzten Jahre schon ein paar Ladesäulen aufgebaut und jetzt soll das natürlich ganz andere Dimensionen annehmen. Aber da geht es dann eben tatsächlich schon bei den Kabelquerschnitten los, stellt man fest, dass da nicht nur die eigene Trafostation schnell an Grenzen stoßen wird, sondern auch der Versorger einen größeren Trafo aktuell gar nicht so einfach angeschlossen bekommen würde. Von der zusätzlich benötigten Technik für bidirektionales Lademanagement in der Größenordnung eines ganzen Firmenparkplatzes ganz zu schweigen. D.h. da hat man sich jetzt erst einmal für eine Aufstockung mit Ladesäulen in einem gewissen Maße entschieden und auch dem Fahrradunterstand eine Anbindung für die parallele Ladung diverser E-Bike Akkus spendiert. Aber ansonsten hat man sich erst einmal für Leerrohre entlang der Gassen entschieden und wird noch abwarten.
Ich glaube, dass da in falschen Dimensionen gedacht wurde.
Die mittlere Pendelstrecke beträgt vielleicht 20 km.
Die mittlere Arbeitszeit ist vermutlich etwa 6 h.
Es reicht, wenn man jedem Pendler das Laden von 2 x 20 km x 20 kWh / 100 km = 8 kWh ermöglicht - das entspricht einer mittleren Ladeleistung von 1,3 kW (was zufälligerweise der üblichen unteren Ladeleistung von 6 A x 230 V = 1380 W entspricht).
An einer schnöden 16 A Drehstromleitung kannst du dann fast neun Autos im Laufe eines Arbeitstages soviel Energie geben, wie zum Pendeln benötigt wird.
Bidirektionale Ladeanschlüsse wären schön, aber leider hat man mit dem Konzept bordeigener Ladegeräte dafür ungeeignete Voraussetzungen geschaffen.
Die Lade- / Entladegeräte gehören in die Infrastruktur und nicht in die Autos.
Ein Ladestecker müsste direkt an den Akku und „echt“ kommunizieren können - also nicht über 60er Jahre Technik mit pulsweitenmodulierten Spannungsimpulsen und Widerstandswerten.
Mir geht es um den Einsatz im privaten PKW und da hat H2 meiner Meinung nach genau nichts verloren. Und nur um diesen Einsatz geht es mir. Wir müssen für den Individualverkehr eine komplett neue Infrastruktur aufbauen, die sich keineswegs schnell an andere Verhältnisse anpassen kann.
Eine H2 Tankstelle benötigt zwingend eine Kryopumpe, die chargenweise das H2 auf 900 bar komprimieren muss, damit man den Tank eines BHEV, der mit 700 bar auskommt, voll bekommt.
Was auf jeden Fall benötigt wird sind rund 3kWh Strom je Kilo Wasserstoff für Komprimierung und Kühlung und Heizung des Tankstutzens. Das bedeutet also bei 150kg Wasserstoffabgabe einen Tagesverbrauch von 450kWh für Kompression, Kühlung und den eigentlichen Tankvorgang.
Wenn ein H2 PKW 5 kg H2 benötigt, dann benötigen wir rund 15 kWh nur alleine für eigentlichen Tankvorgang, damit fahre ich jetzt aktuell 100 km weit. Eigenheimbesitzer sind mit einer PV Anlage in der Lage, ihren Strom vom Dach zu holen, zumindest in den Zeiten, in denen es genug Licht gibt.
Das sind die Kopfschmerzen bei der H2 Nutzung im privaten Auto, da spielt es für mich keine Rolle, welche Farbe H2 hat. Im industriellen Gebrauch sieht das anders aus, da werden evtl. alte Anlagen getauscht, da sind solche technischen Parameter nicht so kritisch. Auch werden ältere Systeme abgelöst und eine Umstellung auf H2 (egal, welcher Farbe) bringt Vorteile.
Ich halte es für keine Brückentechnologie, wenn 14000 neue Tankstellen gebaut werden müssen und die gesamte Fahrzeugflotte den bisherigen Standard der Druckbetankung mit 700 bar besitzt. Wenn das so festgenagelt ist, dann bleibt das längere Zeit und nicht nur als Brücke.
Damit auch das nicht in Vergessenheit gerät, Wasserstoffversprödung https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoffversprödung ist kein einfaches Problem und bedingt dann gerade im PKW besondere Aufmerksamkeit.
Ein Nachwuchs von uns arbeitet als Softwareentwickler in einem Unternehmen, dass sich Energiemanagement auf die Fahne geschrieben hat. Es kann auch nicht mehr die one sice fits al Lösung geben, auf dem Lande haben wir reichlich Einfamilienhäuser, die mit PV arbeiten (können). Da reden wir über Stromtransport über vergleichsweise kleinere Strecken und meist auch nicht in der geballten Form,die du mit dem Parkplatz beschrieben hast. Auch müssen wir unsere Denkgewohnheiten anpassen, dass wir jederzeit aus dem Vollen schöpfen können. Wie @X_Strom schon anmerke, warum muss man das so rechnen, dass jeder sein Auto nach einem Arbeitstag voll geladen hat? Niemand braucht zu Feierabend immer ein voll geladenes Auto.
Da ist Energiemanagement angesagt und nicht einfach mit dicken Querschnitten und Trafos klotzen.
Wie auch immer, unser Stromnetz muss so oder so angefasst werden, alleine schon aus historischen Gründen des WK2 und unserer Teilung. Die leider volatilen Erzeuger Wind und Sonne müssen besser in die Strukturen des Netzes integriert werden. Dazu aus: https://www.dena.de/themen-projekte/energiesysteme/stromnetze/
Das Stromnetz wird vom Verteil- zum „Einsammelnetz“
Da in zunehmendem Maße erneuerbare und dezentral erzeugte Energien zum Einsatz kommen, muss insbesondere das Verteilnetz neue Aufgaben übernehmen. Sind eine Vielzahl dezentraler Erzeugungsanlagen im Verteilnetz angeschlossen, kann die Erzeugung zeitweise den Verbrauch in einem Netzabschnitt übersteigen und somit das Verteilnetz zu einem „Einsammelnetz“ werden. Das Stromnetz muss Schwankungen ausgleichen und die zuverlässige Versorgung auch zu Stoßzeiten aufrechterhalten. Flexibilität, also die Fähigkeit des Netzes, lokal wechselnde Erzeugungs- und Lastsituationen ausgleichen zu können, ist der Schlüssel.
Um das Stromnetz flexibler und damit auch effizienter zu machen, stehen im Wesentlichen zwei Wege zur Verfügung, die sich ergänzen: Die Optimierung des Netzes kann sowohl über seinen Ausbau als auch über Veränderungen im Betrieb erreicht werden. Bei letzterer Methode kommen Flexibilitäten zum Einsatz, beispielsweise die Integration von Energiespeichern, die in Zeiten niedrigen Bedarfs Strom zurückhalten, um ihn dann in Zeiten hohen Energiebedarfs wieder abgeben zu können. Durch die Anwendung eines klug gesteuerten Demand Side Managements (DSM) erhalten Unternehmen und Privathaushalte zudem die Möglichkeit, um zu bestimmten Zeiten auf einen Teil ihrer stromverbrauchenden Geräte zu verzichten. Durch diese flexible Lastenverschiebung kann das Netz effektiv entlastet werden.
Da aufgrund der Rekuperation schon ein relevanter Anteil Ladeelektronik im Auto selber verbaut werden muss, scheint mir deine pauschale Aussage nicht so zielführend. Es gibt unterschiedliche Batterien, Ladekonzepte und auch Batteriespannungen, die aktuell typisch noch um 400 Volt betragen, aber auch 800 Volt wurden schon in freier Wildbahn gesichtet. (ganz grob)
Da wir noch am Anfang der Entwicklungen stehen, sehe ich das Problem, dass sich ein externes Ladegerät an andere Leistungen/Ladeverläufe nicht ausreichend wird anpassen können.
Mag allerdings auch so sein, dass wir mitzunehmender Kompetenz das in den Griff bekommen, aber es bleibt immer noch beim Thema Rekuperation, die muss intern stattfinden.
Das ist eine andere Baustelle. Ja, diese Mechanismen stammen aus einer Zeit, die gar nicht so lange her ist und die von der technischen Entwicklung extrem schnell überholt wurde. Der Typ 2 wurde 2013 als Standard eingeführt. Tesla nutzt ihn auch, hat aber eine Modifizierung vorgenommen: https://de.wikipedia.org/wiki/IEC_62196_Typ_2
Aber auch hier das gleiche Problem, solche flächendeckenden Standards sind schwer zu ändern, wenn sie weit verbreitet sind.
Möglicherweise reichen schon die Bordmechanismen des BEV in Verbindung mit intelligenten Wallboxen: https://wallbox.com/de_de/faqs-was-ist-smart-charging Der Typ Stecker sagt ja auch nur auf, wie viel Leistung maximal entnommen werden muss, je nach Ladesituation nimmt sich ein BEV dann durchaus weniger Ist die Batterie kalt, wird mit kleineren Leistungen begonnen, dann sukzessive die Nominalleistung angefordert und zu Ladeende hin wieder reduziert.
Wenn eine Wallbox dem Auto sagt, nimm jetzt mal weniger, dann braucht man nicht zwangsweise neue Ladestecker. Die Wallbox selber kann das typisch nicht einleiten, aber das BMS kann es.
