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Japans Weg in die Wasserstoff Gesellschaft
Japans langer Weg zur Wasserstoff Nutzung, nicht nur im Verkehr.
https://www.elektroauto-news.net/.../...-zum-massenprodukt-pushen-will
Beste Antwort im Thema
Diesen Abschnitt im Artikel finde ich besonders spannend:
"Beim Import setzt die Regierung jedoch auf eine Strategie, die unter Klimaschützern umstritten ist. So erhält Japan ab diesem Jahr Wasserstoff aus Australien, der aus Kohle gewonnen wird. Aus Südostasien soll aus Erdgas gewonnener Wasserstoff importiert werden. Erst später dürfte Saudi-Arabien als Großlieferant von „grünem“ Wasserstoff hinzustoßen, der dank Strom aus erneuerbaren Energiequellen durch Elektrolyse aus Wasser gewonnen wird.
Japan setzt zunächst auf Wasserstoff aus Kohle
Noch verteidigt Japans Regierung Kohle und Gas – gemeinsam mit Methoden der Kohlendioxidspeicherung – als notwendige Zwischenstufe, um künftig schneller auf grünen Wasserstoff umsteigen zu können. Das Kalkül: Je mehr Geld zu verdienen ist, umso größer ist der Anreiz für Staaten, Unternehmen und Finanzinvestoren, Kapital in Innovationen zu stecken und gemeinsame Regeln und technologische Standards zu entwickeln."
Wir in Deutschland bezahlen ungeheuer viel Geld dafür, dass der Kohleabbau und die Kohleverstromung (erst Steinkohle, dann Braunkohle) eingestellt wird, die Japaner stehen für eine Übergangszeit zum Einsatz fossiler Energieträger, die zur Wasserstoff Gewinnung verwendet werden, bis genug el. Energie aus Wind und Solar verfügbar ist.
Die japanischen Unternehmen verdienen ihr Geld mit technischen Innovationen, gehen auch erhebliche unternehmerische Risiken ein. Die deutschen Unternehmen dieser Branchen verdienen an den Stilllegungen.
Deutschland lebt seit Jahrzehnten von Poduktperfektionierungen, Innovationen und fortschrittlichen Entwicklungen, die in die Welt exportiert und gewinnbringend verkauft werden können.
Aber was ist nach Tesla an BEV noch innovativ?
Was ist innovativ an Oberleitungs LKW oder LPG/CNG Verbrennungsmotoren?
Das ist doch alles bekannte Technik, die sicher für eine Übergangszeit nützlich ist. Aber wohin soll dieser Übergang führen? Da hat Deutschland keine Antworten.
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15 Antworten
Das Hauptproblem ist ja die Preisfrage : Kosten der Fahrzeuge, Kosten der Wasserstoffgewinnung ? Da hat sich bisher für den normalen Markt der Autokäufer nichts getan? Und daß Wasserstoff aus Kohle gewonnen wird, macht eine sinnvolle Nutzung fraglich? Bisher gibt es bei uns sinnvolle Gewinnung aus eneuerbaren Energien in SH! Da gibt es Windstrom im Überfluss! Bisher findet hier eine sinnvolle Nutzung im Bereich der Bahnen und andreren Großfahrzeugen statt. Da muß jedes Land seinen eigenen Weg gehen, wenn auch unter Nutzung der allgemeinen Erkenntnisse?
... und da Wasserstoff nicht sehr lange lagerfähig, muß die Just in Time Lieferung angepasst sein, das ist letztlich das schwierigste Problem!
Naja, das teuerste an Wasserstoff ist, dass dieser aktuell aus Erdgas erzeugt wird. Wenn mans aus Strom macht - die Elektrolysatoren brauchen Strom. Viel und billig.
Wirkungsgrad Elektrolyse etwa 70%. Und die Brennstoffzelle selbst hat "bis zu 60%" Wirkungsgrad. Also Faktor 2.4 in der Energienutzung vom Strom -> Wasserstoff -> Brennstoffzelle -> Strom im Vergleich zu Strom -> Batterie.
Plus die Kosten für Edelmetalle in der Elektrolyse samt Brennstoffzelle selbst und Verfügbarkeit ausreichender Mengen Edelmetall. Aktueller Stand der Technik ist "rund 1.3 Gramm Edelmetall je Kilowatt elektrisch". Teurer Spass. Was übrigens dazu führt, dass die Brennstoffzelle für Spitzenlast in der Regel mit einem Akku gepuffert ist und somit deren "teure" Kapazität im Mittel besser ausgelastet ist.
Dieser Artikel ist aus 2017, was ist daraus geworden ?
Diesen Abschnitt im Artikel finde ich besonders spannend:
"Beim Import setzt die Regierung jedoch auf eine Strategie, die unter Klimaschützern umstritten ist. So erhält Japan ab diesem Jahr Wasserstoff aus Australien, der aus Kohle gewonnen wird. Aus Südostasien soll aus Erdgas gewonnener Wasserstoff importiert werden. Erst später dürfte Saudi-Arabien als Großlieferant von „grünem“ Wasserstoff hinzustoßen, der dank Strom aus erneuerbaren Energiequellen durch Elektrolyse aus Wasser gewonnen wird.
Japan setzt zunächst auf Wasserstoff aus Kohle
Noch verteidigt Japans Regierung Kohle und Gas – gemeinsam mit Methoden der Kohlendioxidspeicherung – als notwendige Zwischenstufe, um künftig schneller auf grünen Wasserstoff umsteigen zu können. Das Kalkül: Je mehr Geld zu verdienen ist, umso größer ist der Anreiz für Staaten, Unternehmen und Finanzinvestoren, Kapital in Innovationen zu stecken und gemeinsame Regeln und technologische Standards zu entwickeln."
Wir in Deutschland bezahlen ungeheuer viel Geld dafür, dass der Kohleabbau und die Kohleverstromung (erst Steinkohle, dann Braunkohle) eingestellt wird, die Japaner stehen für eine Übergangszeit zum Einsatz fossiler Energieträger, die zur Wasserstoff Gewinnung verwendet werden, bis genug el. Energie aus Wind und Solar verfügbar ist.
Die japanischen Unternehmen verdienen ihr Geld mit technischen Innovationen, gehen auch erhebliche unternehmerische Risiken ein. Die deutschen Unternehmen dieser Branchen verdienen an den Stilllegungen.
Deutschland lebt seit Jahrzehnten von Poduktperfektionierungen, Innovationen und fortschrittlichen Entwicklungen, die in die Welt exportiert und gewinnbringend verkauft werden können.
Aber was ist nach Tesla an BEV noch innovativ?
Was ist innovativ an Oberleitungs LKW oder LPG/CNG Verbrennungsmotoren?
Das ist doch alles bekannte Technik, die sicher für eine Übergangszeit nützlich ist. Aber wohin soll dieser Übergang führen? Da hat Deutschland keine Antworten.
Naja, wenn du dir den Weg Strom -> Wasserstoff -> Brennstoffzelle -> Strom ansiehst (100% durch 0.7 durch 0.6) als Primärenergieaufwand und die Kosten für selbst aktuell billigsten Solarstrom von 2.7 Cent/kWh im nahen Osten ansiehst, dann ist ein Hubkolbenmotor mit Biogas auf einmal gar nicht mehr so schlecht.
Wir dürfen eins nicht vergessen - am Ende gewinnt die billigste Lösung, die regulatorische Anforderungen erfüllt.
Ich gehe davon aus, dass Otto- und Dieselmotoren noch auf Jahrzehnte hinaus benötigt, gebaut, gekauft und mit fossilem Benzin und Diesel betrieben werden. Denn es wird auf lange Zeit immer Regionen und Anwendungsfälle geben, wo weder Wasserstoff, BEV Ladestationen,LPG, CNG und LNG verfügbar sind.
Die Frage der Kosten für Wasserstoff ist eine interessante Frage. Denn immerhin ist da unbestritten der hohe Energieaufwand, um Wasserstoff aus chemischen Bindungen herauszulösen, zu speichern, zu transportieren, zu verteilen, .... und die Frage nach den gesamten ökologischen Kosten der Brennstoffzellen, die man aber auch für Batterien/Akkus stellen muss.
Die Herstellung von molekularem Wasserstoff wird vermutlich auf lange Zeit höhere direkte Kosten verursachen, als die Nutzung fossiler Energieträger.
Trotzdem könnte der Umstieg auf Wasserstoff und Brennstoffzellen auf Dauer volkswirtschaftlich günstiger sein, als so weiterzumachen wie bisher. Denn die Kosten durch die CO2 bedingte Erderwärmung und die Abgase durch Verbrennung steigen massiv und die Folgen des von Menschen verursachten Klimawandels lassen sich immer weniger ignorieren.
Wasserstofftechnologie ist imho langfristig der einzige Weg, der aus dem CO2 Dilemma der fossilen Brennstoffe herausführt.
Ists nicht. Weil wenn du Wasserstoff hättest, dann könntest du mit dem CO2 aus Biogasanlagen durchaus synthetische Kohlenwasserstoffe herstellen. So viel "übler" wird der Wirkungsgrad nicht, aber die Speicherdichte steigt.
Beispiele? Züge (Dieselloks) werden wir die nächsten Jahrzehnte noch genau so haben wie heute, Kerosin ist zum Beispiel in der Luftfahrt "alternativlos". Bei 3 kg Kerosin je 100km und Passagier und etwa 7000 km zwischen DE und New York - selbst 2,5€/kg Synthetik-Kerosin sind rund 500€ Brennstoffkosten. Und das sind Kosten, die sind bei großtechnischer Herstellung und günstigem Offshore-Wind durchaus erreichbar.
Gesetzt den Fall, dass Wasserstoff aus seinen chemischen Bindungen wirtschaftlich, technologisch und ökologisch problemlos abspaltbar ist, spricht ja nichts dagegen, ihn dann auch zu verwenden, um CO2, das sonst direkt in die Atmosphäre entlassen würde, auch längerkettige Kohlenwasserstoffmoleküle zu produzieren, die dann als Kerosin, Diesel, Benzin, Schmiermittel oder sonstwas genutzt werden.
Das ist dann möglicherweise sogar sinnvoller als der Versuch, neu bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehendes CO2 irgendwie einzufangen und irgendwo zu lagern.
Basis wäre aber erst mal die Entwicklung von Wasserstofftechnologien im großen Maßstab, wie die Japaner es begonnen haben.
Abgesehen davon kann künstliche Photosynthese in Zukunft für unsere Energieversorgung möglicherweise das leisten, was Photovoltaik und Windstrom nur versprechen. Auch dabei würde Wasserstoff frei. Allerdings sind wir von großtechnischen Lösungen noch sehr weit weg.
https://de.wikipedia.org/wiki/Künstliche_Photosynthese
Auch interessant in diesem Zusammenhang ist der Weg über die synthetische Biologie. Bei dem verlinkten Artikel geht es um CO2 Aufspaltung.
Naja, du kannst rechnen ab wann was wirtschaftlich ist - Strom aus Wind und Sonne gibts aufgerundet(!) für 3 Cent/kWh. Nicht bei uns, aber weltweit "kein Problem".
Wasser hat 285 kJ/mol (1 mol = 18 Gramm) als Verbrennungsenthalpie. Wenn du es zerlegst bekommste bei der Elektrolyse etwa 70% Wirkungsgrad hin. Also 18 Gramm Wasser zu 2 Gramm Wasserstoff zu spalten erfordert 285/0.7 bzw. 407 kJ.
Wenn du CO2 aus einer beliebigen Quelle hättest und daraus was synthetisches erzeugen willst - CO2 plus 3 H2 -> CH2 plus 2 H2O. Also landet 1/3 des Wasserstoffs im Produkt, 2/3 wird wieder zu Wasser.
Wenn du also ein Kilo Brennstoff als Wachs/Diesel mit C zu H von 1:2 hast - darin sind folglich 12/14 bzw. 85% Kohlenstoff und eben 15% Wasserstoff. Also 150 Gramm je Kilogramm. Diese 150 Gramm im Produkt mal DREI (siehe oben) sind 450 Gramm Wasserstoffrohbedarf. Und diese brauchen je 2 Gramm 407 kJ. Also unterm Strich ein Wasserstoffbedarf von 450 gramm * 407 kJ/ 2 Gramm bzw. 91 Megajoule. 25.5 Kilowattstunden Strombedarf für Elektrolyse je Kilo Brennstoff ergibt, rein bilanziell betrachtet.
Wenn also ein PKW nur 3 Kilo Brennstoff je 100km verbrauchen würde - das wären 75 kWh Strombedarf alleine für den Wasserstoff. Gegenüber 20-25 kWh als Batteriestromer. Nebenbei erwähnt. Und wo wir beim Thema Energie sind - ein Fahrzeug mit Brennstoffzelle braucht für 1kWh Strom ab BZ etwa 1.6 kWh Wasserstoff, der wiederum aus 2.3 bis 2.4 kWh Strom erzeugt wird. Auch nicht gut. Batteriestromer gewinnt in beiden Fällen "sowas von".
Also zu den Preisen - 1 Kilo Synthesebrennstoff sind 25.5 kWh Strom zu 3 Cent/kWh und damit 80 Cent reine Stromkosten. Gut, dann noch das CO2. Aus der Luft gefangen kostet das ganz großtechnisch etwa 200 Dollar je Tonne. 12/44stel des Gewichts vom CO2 ist Kohlenstoff aus dem Produkt - ein Kilo Brennstoff mit 850 Gramm Kohlenstoffanteil braucht also 44/12 * 850 bzw. 3.1 Kilo CO2. Mit 20 Cent/Kilo eingekauft also nochmal 62 Cent fürs CO2. Was übrigens selbst Strom braucht wenn man es aus der Luft holt.
Unter 2,50€/kg wirste Synthesebrennstoffe nicht aus der Luft erzeugen könne. Plus Steuern. Aus Biomasse wirds etwas billiger. Weils weniger Wasserstoff braucht und Biomasse weit billiger ist als CO2 aus der Luft zu holen. Und ich sehe bei Wasserstoff keinerlei Kostenvorteil. Weil der Weg Strom -> Wasserstoff -> Brennstoffzelle -> Strom nicht billiger ist als Strom zu speichern und in eine Batterie zu gehen.
Was den Treibstoffpreis angeht:
Ich habe auch schon über 1,50€ für fossilen Treibstoff gezahlt, die 2,50€ halte ich nicht für unwahrscheinlich.
Aktuell ist H2 nicht konkurrenzfähig, warten wir ab, was draus wird.
BEV Technologie ist kurzfristig einfacher und günstiger aber nichts Neues.
Wir diskutieren über sicher nicht unwichtige Details statt über Lösungsansätze und Perspektiven für ökologisch und ökonomisch zukunftsweisende Konzepte und Entwicklungen, die helfen, den Klimawandel zu bremsen. Denn dessen Kosten lassen sich nicht kalkulieren, wir wissen nur, sie sind enorm hoch.
Als Vergleich zum Wasserstoffprojekt und seinen Kosten denke ich gerade auch an die 20+ Milliarden, die das Iter Kernfusionsprojekt schluckt, wobei völlig offen ist, ob es uns am Ende zu technisch nutzbaren Fortschritten führen wird.Bis aus der kontrollierbaren und steuerbaren Kernfusion etwas großtechnisch umsetzbares wird, sehen unsere Nachkommen vielleicht zur nächsten Jahrhundertwende.
Oder an das gescheiterte Zukunftsprojek des letzten Jahrhundertst, die Atomkraftwerke und die Kosten, die diese noch über Jahrhunderte nach Stilllegung des letzten Reaktors verursachen wird.
Wenn ich das ersten Toyota Hybrid KFZ von 1997 als Vergleich nehme, hat sich das HSD in den gut 20 Jahren nach Markteinführung zur bewährten, bezahlbaren und konkurrenzfähigen Technik entwickelt, während die deutschen Hersteller ihre Old School Diesel Technik verfeinert haben bis sie sich nur noch mit Betrug über die Abgastests mogeln konnten.
Den Mirai 2 mit Brennstoffzelle kann jeder kaufen, auch wenn er noch einen Exotenstatus hat, wie die ersten Tesla BEV. Warten wir 20 Jahre, die wir hoffentlich noch erleben und schauen wir dann auf den Stand der Technik. Aber ich hoffe, dass die deutschen Konzerne dann nicht so abgehängt sind, wie sie es im Bereich der PHEV und BEV offensichtlich immer noch sind.
Aber ganz wichtig ist auch:
Falls die Wasserstofftechnologie sich in 20 oder 30 Jahren doch als Irrweg oder als dauerhaft unwirtschaftlich erweisen sollte, hinterlässt sie keine riesigen, vorher unberührte, verwüstete Landschaften wie die Lithium Förderung und keine Abfälle, die über hunderttausende Jahre sicher verwahrt werden müssen, wie die der Atomindustrie.
Sorry, Wasserstoff und die Brennstoffzelle wird alleine wegen eines globalen Platinmangels nicht kommen. Du braucht etwa 1 bis 1.5 Gramm Pt je kW einer Zelle. Plus Matreial im Elektrolysator. Es ist ein Irrweg.
Lithium ist übrigens nur dann dreckig, wenn der Strom "dreckig" ist. Was aktuell an Batterien "dreckig" ist - Cobalt. Würde mans schaffen, das Lithium-Eisenphosphat System weiterzuentwickeln (aktuell halb so hohe Speicherdichte wie LiCo) - da wärste nicht mehr durch Cobalt limitiert. Aktuell gibts weltweit nämlich weit mehr Li als Co.
Zitat:
@GaryK schrieb am 29. Juli 2020 um 16:52:47 Uhr:
Beispiele? Züge (Dieselloks) werden wir die nächsten Jahrzehnte noch genau so haben wie heute,
Das ist hier nur ein Randthema, aber gerade bei Zügen verstehe ich das am allerwenigsten.
Die konnten schon vor 140 Jahren elektrisch fahren, und das ohne Batterie!
Warum elektrifiziert, man nicht sämtliche Nebenstrecken, wenn Elektromobilität so wichtig ist?
Brennstoffzellen funktionieren in Zukunft auch ohne Platin, da ist halt noch Forschung und Entwicklung bis zur Marktreife nötig. Deswegen Zukunftstechnologie, die entwickelt werden muss.
Lithium Akkus sind dreckig, wenn die Förderbedingungen der Rohstoffe dreckig sind und bei der Förderung Einwohner vertrieben, Lebensbedingungen vernichtet und uralte funktionierende Ökotope zerstört werden. Die sind dreckig, das sollte sich langsam herumgesprochen haben.
Dazu, verweise ich mal auf einen Artikel der Nachdenkseiten und Elon Musks dummdreist-zynischen, aber ehrlichen Twitter Spruch im Zusammenhang mit dem von USA mitbetriebenen Staatsstreich gegen Eva Morales in Bolivien „Wir putschen gegen jeden, der uns einfällt, wann immer wir wollen – finde Dich damit ab“.
https://www.nachdenkseiten.de/?p=63484
Auch wenn man nachdenken sollte, wie man mit Informationen der "Nachdenkseiten" im Einzelnen umgeht, so enthüllen sie leider allzu oft bittere Hintergründe in dem Wust von Framing, Fake, Halbwahrheiten und Manipulation von Regierungen, Lobbyisten, Influencern intraditionellen und neuen Medien.
Bevor jetzt wieder entsprechende Anmerkungen kommen:
Natürlich benötigen auch Brennstoffzellensysteme einen Akku als Zwischenspeicher. Aber dafür reichen wenige kWh. Dafür sind nicht 500 bis 1000kg Akku in einem einzigen Mittelklasse PKW notwendig.