Neues Konzept: Methanol Brennstoffzelle?
https://www.youtube.com/watch?v=G3iKJ4IMick
kann sich das durchsetzen?
77 Antworten
Zitat:
@Spiderweb schrieb am 26. Mai 2021 um 09:00:28 Uhr:
Auf so einen Wert kommt man maximal mit theoretischen Berechnungen (und nicht mal da glaube ich dran). Wenn man sich die verschiedenen Tests mit Tesla, Ioniq oder vergleichbaren Fahrzeugen ansieht, dann ist der Verbrauch (bzw. die nötige Leistung) für 130 km/h niemals mit einer 15kW Brennstoffzelle zu erreichen. Schon gar nicht im Winter oder der Übergangszeit.Technologisch mag das Konzept durchaus interessant sein, aber aus meiner Sicht hat es insgesamt mehr Nachteile als Vorteile gegenüber reinem Elektrobetrieb. Daher wird es sich auch nicht durchsetzen (/Glaskugelmodus aus 🙂).
Das sehe ich doch etwas anders, aber zunächst mal zum Fakt:
Wieso soll der Winterverbrauch beim "Gumpert" oder bei einem BEV mit FC-RE höher sein?
Der Reihe nach, Stichwort theoretische Berechnungen: Der "dicke" TESLA kommt in der Stadt mit 160Wh/km (gestern abend sogar nur 130 in Berlin, rd 3kW durchschnittliche Antriebsleistung) aus. Nehmen wir nur die vorhanden Meßwerte: Der Luftwiderstand bei 100 km/h erfordert eine Zusatzleistung von 9,5kW, bei 130 sind es dann etwa 18-20kW Rechnet man den kompletten TESLA bei 25-30km/h hinzu, kommt man auf rd 23kW. Das ist zunächst eine theoretische Betrachtung, da kommen sicher auch Mehrarbeit Rollreibung, Walkarbeit etc. hinzu.
Praxistest: Wenn wir den TESLA Verbrauch bei 130 nehmen, sind das 240Wh/km *130km/h ergibt das eine Dauerleistung von 31,2kW. Gumpert wird ähnlich liegen.
Also 15kW sind somit zuwenig für dauerhafte 130km/h ohne Zusatzleistung aus dem Akku. Aber die 15kW sind als RE sicher ausreichend für ein Praxis BEV mit FC-RE
Wenn ich mir aber den Bordcomputer meines alten A6 ansehe, hatte ich über 230.000km eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 58km/h. Das ist ja nun weit von 130 entfernt.
Will sagen, KEIN Auto fährt irgendwo auf der Welt dauerhaft 130.
Anderes Thema "Preis und Verfügbarkeit": Ich habe gelesen, dass die DMFC doch derzeit recht aufwändig und teuer ist. Wie sich das bei einem upscale verhält kann nur gemutmaßt werden. Es gibt sie aber schon für Spezialanwendungen. Mit der Teileliste wäre die BOM abschätzbar. Eine FC für rd 10.000€ würde die Sache echt spannend machen. Gumperts "Einzelstück" hingegen ruft einen Mondpreis auf - unrealistisch. Ich frag mal einen interessanten Hersteller einer FC an und stell das mal für 15kW mit rein.
Zitat:
@Audi-gibt-Omega schrieb am 27. Mai 2021 um 11:14:25 Uhr:
Will sagen, KEIN Auto fährt irgendwo auf der Welt dauerhaft 130.
Das ist für das Szenario auch völlig uninteressant oder lädst du mit der Brennstoffzelle im Stadtverkehr den Akku, um dann zwei Monate später auf der Urlaubsfahrt die gewonnene Reichweite zu nutzen?
Ein RE ist nur für Langstreckenanwendungen wirklich interessant, bei den typischen Pendelstrecken hingegen reichen selbst halb so große Akkus schon recht zuverlässig aus, weil man sinnigerweise laden kann.
Was die Kosten angeht, ist ein Verbrenner als Generator die deutlich bessere Wahl, selbst gegenüber einem größeren Akku ist das der Fall.
Derzeit zahlt man bei manchem Fahrzeughersteller inklusive Wegfall des Verbrenners mit Getriebe (also der Schritt PHEV zu BEV) 200 € pro kWh Akkukapazität drauf.
Bei einer RE-Anwendung wird das noch extremer.
Zitat:
@Audi-gibt-Omega schrieb am 27. Mai 2021 um 11:14:25 Uhr:
Das sehe ich doch etwas anders, aber zunächst mal zum Fakt:
Das darfst du natürlich und am Ende weiß ja keiner was die Zukunft bringt.
Trotzdem hat das Konzept ein paar gravierende Schwächen. Der größte in der Praxis ist die zu niedrige Leistung der Brennstoffzelle. Der (die?) Natalie hat ja (augenscheinlich) keinen Ladeanschluss. Ergo muss der Akku immer über die Brennstoffzelle aufgeladen werden. Was aber nur geht wenn du weniger als 15kW Leistungsbedarf hast. Gerade auf Langstrecke hast du aber so gut wie immer einen höheren Leistungsbedarf. Selbst wenn du die 800km bequem geschafft hast ist irgendwann mal dein Akku leer. Und dann hast du halt lediglich 15kW für Antrieb und Heizung (was im Winter das ganze nochmal einschränkt).
Daher sehe ich ein sinnvolles Einsatzgebiet nur in Stadt und Überland. Dafür brauchts aber inzwischen keinen REX mehr. Der wäre lediglich auf Langstrecke interessant.
Nochmal, der Akku alleine liefert ohne Brennstoffzelle eine Reichweite von 200-300km. Mit der unterstützenden Brennstoffzelle sind gut 500-600km drin, bis der Akku selbst bei forscher Autobahnfahrt leer ist. Danach müsste er aber gut 4h mal stehen, bis die Brennstoffzelle den Akku wieder aufgeladen hat. Zumindest ist es so gedacht, soweit ich den Artikel verstanden habe. Die Brennstoffzelle soll den Akku bei Niedriglast und bei Standzeiten wieder aufladen.
Wobei wir dann aber direkt in ein Problem laufen, wenn die Brennstoffzelle läuft, kommt aus dem Reformer CO2 und aus der Brennstoffzelle Wasser. In einer Tiefgarage könnte der CO2-Ausstoß zum Problem werden.
Grüße,
Zeph
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Wieso versteift ihr euch die ganze Zeit auf die 15kW? Eine Brennstoffzelle ist beliebig skalierbar und man kann das System aufeinander abstimmen. Interessant wird es wenn man die Batterie kleiner macht und damit 80% seiner Fahrten rein elektrisch als BEV fährt. Der RE ist dann für den Wochenende- und Urlaubstrips oder man schaltet ihn zu wenn keine Lademöglichkeit vorhanden ist.
Über die Skalierbarkeit der Komponenten kann man dann den einzelnen Ansprüchen gerecht werden. Und dann kommen nicht immer die Aussagen: „Aber in meinem Fall…“ Man zieht mit einem 60PS Corsa auch keinen Caravan über die Alpen….
Interessant ist doch die Frage, ob man den Strom aus den aus Überschuss erzeugten „Sun Fuels“ über einen Verbrennungsmotor oder über die Brennstoffzelle wieder in die Batterie pumpt. Der Wirkungsgrad dürfte ähnlich sein. Letztere ist von den benötigten Komponenten jedenfalls einfacher und in der gleichen Stückzahl hergestellt konkurrenzfähig?
Das System Gumpert-Natalie, also (fast) nur FC, find ich schlecht und hat sicher keine Zukunft. Ohne die Möglichkeit, zu steckern, nimmt man sich selbst die Möglichkeit, am Microgrid oder der Eigenstromerzeugung teilzuhaben, oder zumindest auch schnell zu laden. Deswegen ist mein Favorit dort die FC als reiner RE (also ohne das aufwändige PHEV Planetengetriebe-Verbrenner-Gedöns). Natürlich kann man auch Methanol in einem kleinen 2-Zylinder BMW-RE verbrennen, aber dann sind wir wieder bei der Ineffizienz und einem aufwendigen, lauten und schweren Konstrukt, auch wenn er billig gefertigt wird.
@Zephyroth, das CO2 macht in der Tiefgarage das geringste Problem. Die vorgeschriebene Belüftung bezieht sich immer auf die Abfuhr von kritischen GIFTIGEN Stoffen, also CO und HCn unterhalb einer Grenzkonzentration. Merkwürdigerweise sind hochgiftige und hochkarzinogene Abgase immer noch toleriert und als "unvermeidbar" klassifiziert. Ein "geschützter" Motorwarmlauf ist immer noch wichtiger als Gesundheit.
Zurück zur Methanolbrennstoffzelle.
Hab heute gelernt, das die (wahrscheinlich auch im der Natalie verbaute) FC 3x5kW Maximalleistung hat. Die Nennleistung ist je 3,75kW. Darauf sind die 5000Betriebsstunden ausgelegt. Wartung: sehr einfach: jährlicher Filterwechsel. Preise hab ich noch nicht. Verbrauch 0,9l Meth / Wasser-Gemisch 40/60 je kWh, also rd. 0,54l reines Methanol, welches am Spotmarkt ca 0,4€ /l kostet, also EK-Preis für die Industrie irgendwo um die 0,4€ je kWh vor Steuern / Abgaben. Jetzt nicht sooo günstig, verstärkt meine Vermutung nach der mangelnden Wirtschaftlichkeit, verglichen mit BEV. Durch die Wintervorteile und Schnelltankfähigkeit hat das system aber dennoch seinen Charme.
Am Preis bleib ich dran.
Dir ist schon klar, das es keine Direkt-Methanol-Brennstoffzelle ist? Im Nathalie ist ein Reformer einer normalen H2-FC vorgeschaltet.
Grüße,
Zeph
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 27. Mai 2021 um 19:40:38 Uhr:
Dir ist schon klar, das es keine Direkt-Methanol-Brennstoffzelle ist? Im Nathalie ist ein Reformer einer normalen H2-FC vorgeschaltet.Grüße,
Zeph
Korrekt, genau deshalb habe ich die Systeme verglichen mit denen wo ich heute zu Gange war. Erstaunliche Übereinstimmung! Witzigerweise ist der Reformer recht klein, macht alles einen sehr guten Eindruck.
Zitat:
Der (die?) Natalie hat ja (augenscheinlich) keinen Ladeanschluss.
Doch, hat sie.
Steht zumindest hier:
2018
https://www.autobild.de/.../gumpert-rg-nathalie-2019--13531721.html
"Alternativ soll sich der Nathalie allerdings auch mit allen gängigen Ladetechniken volltanken lassen, per CCS-Stecker ist eine Ladeleistung von bis zu 350 kW möglich."
Diese Quelle: CCS und 22 kW AC.
https://www.elektroautomobil.com/newsbeitrag/nathalie-first-edition/
Zitat:
Hab heute gelernt, das die (wahrscheinlich auch im der Natalie verbaute) FC 3x5kW Maximalleistung hat. Die Nennleistung ist je 3,75kW.
Wieder abweichend vom bereits kommunizierten. Für die Nathalie sind 15 kW Dauerleistung kommuniziert.
https://www.rolandgumpert.com/nathalie/methanol-fuel-cell/
"Die Nathalie Fuel Cell unter der Carbon Fronthaube arbeitet permanent und erzeugt mit 15 kW Dauerleistung. Genug Energie um das Fahrzeug während der Fahrt mit seiner Basisenergie zu versorgen."
Zitat:
Verbrauch 0,9l Meth / Wasser-Gemisch 40/60 je kWh
Da will Roland Gumpert erreicht haben: 2 kWh elektrisch/Liter Gemisch, also 130 kWh elektrisch aus den 65 Litern Methanol-Wasser-Gemisch (60/40), die das Teil tankt.
Das wären also 0,5 Liter Methanol / Wasser-Gemisch (60/40) je kWh.
Also muss es was anderes als Brennstoffzellentechnologie sein, als du da am Wickel hast. Etwas, das etwa doppelt so effizient ist.
Leute, informiert euch doch mal ordentlich.
Zitat:
Danach müsste er aber gut 4h mal stehen, bis die Brennstoffzelle den Akku wieder aufgeladen hat. Zumindest ist es so gedacht, soweit ich den Artikel verstanden habe. Die Brennstoffzelle soll den Akku bei Niedriglast und bei Standzeiten wieder aufladen.
Nein, so ist es nicht gedacht. Ich verstehe nicht, was da so schwer zu verstehen ist.
Wenn Akku UND Methanol-Wasser-Gemisch-Tank leer sind, hat man 3 Optionen:
1) 65 Liter Methanol-Wasser-Gemisch tanken, in 3 Minuten ist der wieder voll. Die Batterie ist dann aber natürlich immer noch leer. Dann fährt man damit wieder los und hängt halt in den 15 kW Dauerleistung des Brennstoffzellenstacks. Man muss dann erstmal langsam fahren und Steigungen meiden und Gegenwind meiden bis die Batterie (aus dem Überschuss) langsam wieder zu Kräften gekommen ist.
Das gute: man ist gleich wieder mobil. Das schlechte, man ist danach ne lahme Ente, die mit 80 km/h hinterm Lkw herschleicht und die Klimaanlage ausmacht, damit in z.B. einer Stunde wieder so 5 kWh in den Akku finden. Und immer hoffen muss: "Lieber Gott, lass bloß keine Steigung kommen, die meinen Akku wieder leerzieht. Und lass bitte, bitte den Lkw weiter in die Richtung fahren, in die ich auch will, damit ich seinen Windschatten nutzen kann." Und das im Supersportwagen. Muss man wollen. 😁
Nach so 2-3 Stunden hinterm Lkw sind dann wieder um 10-15 kWh im Akku und man kann die Klima wieder anschalten und den Lkw mal überholen und wieder so 100-120 km/h fahren bis wieder die Batterie leer ist. Tritt das ein, geht's wieder hinter den nächsten Lkw.
Nur bei der Heizung muss man sich keine Gedanken machen: muckelig warm ist es nun immer. Die Wärme kommt dann von der Abwärme des Brennstoffzellenstacks.
2) Schnellladen mit x kW, sagen wir mal mit im Schnitt 150 kW: dann ist in ca. 20 Minuten der 60 kWh-Akku wieder zu 80% voll, der Methanol-Wasser-Gemisch-Tank aber natürlich weiterhin leer. Wenn man das gemacht hat, kann man es gleich wieder "krachen lassen". Aber halt nur so 150-200 km aus den 48 kWh, die man geladen hat. Und in dem Fall besser mit geringer (elektrischer) Heizleistung.
3) beides parallel oder direkt nacheinander machen. Nur dann ist die Kiste komplett wieder voll.
Die Idee: Methanol-Wasser-Gemisch tanken und 4h warten ist eher irreführend. Denn dann kann man ja gleich 4 Stunden laden. Die dafür nötigen 15 kW AC sollten sich sehr verbreitet finden.
Zitat:
Anderes Thema "Preis und Verfügbarkeit": Ich habe gelesen, dass die DMFC doch derzeit recht aufwändig und teuer ist. Wie sich das bei einem upscale verhält kann nur gemutmaßt werden. Es gibt sie aber schon für Spezialanwendungen. Mit der Teileliste wäre die BOM abschätzbar. Eine FC für rd 10.000€ würde die Sache echt spannend machen. Gumperts "Einzelstück" hingegen ruft einen Mondpreis auf - unrealistisch. Ich frag mal einen interessanten Hersteller einer FC an und stell das mal für 15kW mit rein.
Gumpert hat kein "Einzelstück" an Brennstoffzellenstack. Er hat Serientechnik von Blue World Technologies.
https://www.blue.world/knowledge-centre/
Das ist ein Spinoff von Serenergy.
Und zu Mondpreis: kann er an das Auto dranschreiben, wie er lustig ist.
Der Brennstoffzellenstack selbst kostet mit Sicherheit unter 10.000 EUR.
Zitat:
@Grasoman schrieb am 27. Mai 2021 um 23:14:58 Uhr:
Doch, hat sie.Steht zumindest hier:
2018
https://www.autobild.de/.../gumpert-rg-nathalie-2019--13531721.html
"Alternativ soll sich der Nathalie allerdings auch mit allen gängigen Ladetechniken volltanken lassen, per CCS-Stecker ist eine Ladeleistung von bis zu 350 kW möglich."
Ok. Ich bin davon ausgegangen, dass das Prinzip den Wasserstoffautos entspricht und man nur Methanol tankt. D.h. in dem Fall ein ganz klassisches BEV mit Methanol-Range-Extender.
Macht für mich das Konzept aber nicht viel sinnvoller. Wir werden sehen wie sich das entwickelt. Oder ob es sich überhaupt entwickelt.
Auch Wasserstoffautos brauchen Batterien von mindestens PHEV-Größe, FC vertragen keine Lastwechsel.
Zitat:
@Grasoman schrieb am 27. Mai 2021 um 23:21:50 Uhr:
Leute, informiert euch doch mal ordentlich.
Der gute Herr Gumpert machts hier aber nicht leicht.
Auszugsweise Infos aus einem Interview, was Chip vor 2 Tagen veröffentlicht hat (https://efahrer.chip.de/.../...ldet-sich-der-entwickler-zu-wort_104979), in dem Gumpert Bezug nimmt zur Kritik:
Thema Energieverbrauch bei 130 km/h bzw. der Fähigkeit der Brennstoffzelle, die in der Ebene zu erreichen: Als Energieverbrauch bei 130 km/h werden 25 kWh/100km angegeben, das entspricht 32,5 kW Dauerleistung. Audi-gibt-Omegas Rechnung war da verdammt nahe dran. Mit 15 kWh wäre bei einem quadratisch zur Geschwindigkeit ansteigenden Energiebedarf wohl eher nur 90-100 km/h drin im Optimalfall. Die man auch für immer fährt, weil dann alle Leistung an die Räder geht und für den Akku exakt nichts übrig bleibt (da sind selbst die 5kW Leistung hier Wunschdenken, wenn die Strecke nicht bergab geht).
Zur konkreten Akkugröße liegen von 60-70kWh widersprüchliche Angaben selbst vom Erbauer vor.
Weiterhin, Thema Wirkungsgrad: Den Energiegehalt des Methanol-Wasser-Gemischs im 65l Tank liegt bei 195 kWh (60:40 Gemisch Methanol-Wasser, Energiegehalt Methanol 5,0 kWh/l), wenn der Wagen bei 130 km/h einen Energieverbrauch von 25 kWh und einen 70kWh Akku hat sowie eine Reichweite von 752 km laut Interview, so kommt der Wagen die ersten 280 km mit der Energie der Batterie aus, um danach 472 km mit der Brennstoffzelle zu fahren. Elektrischer Energieverbrauch hier: 118 kWh.
Bei 195 kWh chemischer Energie bedeutet das einen Wirkungsgrad Tank-to-wheel von 60,5%. Erstaunlich, weil Gumpert im selben Artikel den Wirkungsgrad der Brennstoffzelle allein mit 45% angibt.
Ein Verbund aus mobilem Methanolreformer und PEM-Brennstoffzelle dürfte rein rechnerisch einen Wirkungsgrad im Bereich 30-42% haben (bei 70% Wirkungsgrad des Reformers und 60% von der Brennstoffzelle).
Wenns wirklich ein Reformer samt Brennstoffzelle ist, die Erklärungen von Gumpert wie auch das Infovideo auf seiner Website sprechen von einer einzelnen "Gumpert Power Cell" und sind nicht eindeutig.
Meine Meinung: "Normale" Sportwagen irgendeiner kleinen deutschen Autoschmiede verkaufen sich nicht mehr gut, siehe Artega oder Wiesman, und Gumpert versucht auf Biegen und Brechen, sich irgendwie international einen Namen zu machen. Und wenn er effektiv einen Trabimotor als drittklassigen Range Extender einsetzt.