*** Nachklapp geplant, dauert aber noch etwas, daher: 7.8.2024 eingefügt *** (1) Brennstoffzellen-Wirkungsgrad von mir zu hoch gegriffen, eher bei 60% für AFC oder PEM-FC im stationären Betrieb, also für Rückverstromung von Wasserstoff. MC-FC und SO-FC könnten bis 80% bringen, sind aber nach meinem Wissen nicht konkret verfügbar. (2) Turbinenwirkungsgrade sind höher als die ca. 33%, die ich kenne, eher 40% - wird dann auch noch einmal thematisiert (3) Brennstoffzellen-Rückverstromung - Elektroauto-Vergleich ist unvollständig, da ich bei BZ nur Rückvertromung, aber nicht die PEM-FC bei Lastwechsel und weitere interne Verluste eingerechnet wurden. (4) E-Auto-Wirkungsgrad ab Kraftwerk: Typischerweise werden 60-65% angegeben. die 55% waren für hohen E-Autoanteil bei dann wohl notwendiger Zwischenspeicherung an E-Tankstelle abgeschätzt. Ist ja auch kein Problem, wenn die Akkus billig, langlebig, ohne ökologische Nebeneffekte gebaut, betrieben und recycled werden können. Wer intelligent fährt, kann dann auch auf 75% kommen, genauso wie man einen Benziner praktisch mit Normverbrauch fahren kann (6.3 statt 5.9 Liter - ginge locker mit 8l/100km ohne sparsames Fahren) mit hohem Stadtverkehr-Anteil).
Vielen Dank für Ihre technischen Videos. Zum Gesamtwirkungsgrad gehört aber auch die zuvor benötigte Energie für den Prozess. Eine Batterie hat dann eben nicht für z.B. 1000 Ladezyklen jeweils 0,9*0,8; sondern Ladeleistung *0,72 dividiert durch die aufgewendete Lestung. Diese aufgewendete Leistung ist aber viel höher als der für einen 70 Ltr Tank.
Ich finde Ihre Videos genial, vielen herzlichen Dank. So strukturiert, systematisch, sehr verständlich erklärt, aber trotzdem unaufgeregt und ohne Ideologische Vorprägung (egal in welche Richtung), ich freue mich immer über Ihr nächstes Video 🙂
Vielen Dank! Und falls ich doch mal durch meine Auffassungen etwas fehlgeleitet bin: Es kann ja nun jeder mit seinen Informationen nachrechnen und entsprechend argumentieren ;-)
@@energieinfo21 Ich habe Ökonomie und Betriebswirtschaft studiert und ich rechne ähnlich. Man könnte fast glauben, wir haben uns da Methoden aus den Naturwissenschaften ausgeborgt 😄 Bei uns wird es ein bisschen einfacher weil wir einfach überall € Zeichen dran machen können, jeder Schritt in der Kette kostet Geld und am Ende habe ich einen Preis, dann kann ich entscheiden, ob es mir das wert ist oder ob ich besser eine Alternative suche. Ach ja, bei der Betrachtung von E-Fuels fehlt der Aufwand für den Kohlenstoff im Methan. Dass soll ja mittels Direct Air Capture aus der Atmosphäre gewonnen werden und auch dafür wird Energie gebraucht.
@VolkerHett: Die Mathematik gehört allen! Auch 7.-Klässlern, die "Prozentrechnung" lernen ;-) Hier würde ich auch die Prozente abschaffen und es Anteilsrechnung nennen, aber die Prozente als Prozentangabe nutzen, was ja sehr sinnvoll ist. Was den Kohlenstoff bei den E-Fuels angeht: Die Methanisierung klappt wohl mit ca. 90% Wirkungsgrad, damit ist bei den von mir angenommenen 60% Wirkungsgrad für die Methanproduktion noch Luft für die Verrenkungen zur C-Beschaffung. Aber der Vollständigkeit halber hätte ich es erwähnen sollen, Ihre Anmerkung ist in jedem Fall berechtigt!
Danke für Ihr Video, das ist wirklich ein schöner Beitrag zur Allgemeinbildung. Als Ingenieur in der Energietechnik hält man solch Konzepte wie den (Gesamt-)Wirkungsgrad häufig für absolut selbstverständlich, obwohl der ein oder andere Bürger sicher über wenig Wissen in dieser Domäne verfügt. Eine kleine Randnotiz: Der Wirkungsgrad der Gasturbine mit ~30% ist sehr gering abgeschätzt. Ein Gas-und-Dampf-Kraftwerk (GuD-Kraftwerk) erreicht bei modernen Anlagen Wirkungsgrade von ~64%. Die Aufteilung der Gesamtleistung zwischen Gasturbine (GT) und Dampfturbine (DT) liegt bei etwa 2:1. Daher kann man auch den Wirkungsgrad einer reinen GT gut mit >40% abschätzen. Man ist in der Industrie noch nicht in der Lage GTs mit 100% H2-Feuerung vom Band laufen zu lassen, aber es wird natürlich viel an der Verbrennung und dem sicheren Handling von H2 geforscht. Grüße aus der Welt der Turbomaschinen :)
Danke für den Beitrag aus direkter Erfahrung - ich kenne noch die 30% Kraftwerkswirkungsgrad und sehe für eine General Electric Gasturbine (15% H2) des Typs LM2500XPRESS (link unten) die Angabe maximal 38.5% und der Kumpel (6000er) bei über 40$ - bei 5% Eigenbedarf des Kraftwerks und häufigem Betrieb im Teillastbereich wären das immerhin deutlich über 35%! Das ist gut. Was die GuD-KW angeht: Nach meinem Wissen sind die deutlich träger, weil die Wärmetauscher für die Dampfproduktion und das in dem Wasserkreislauf vorhandene Wasser erst erwärmt werden müssen. Aber bei so hohen GT-Wirkungsgraden kann man den Wasserkreislauf vielleicht kleiner halten (also die Dampfturbinenleistung) und mit der GT schneller regeln. Grüße - MB www.gevernova.com/gas-power/en/de/aero-gas-turbine-solutions-for-germany?AeroH2DE&Gas%20turbine&gad_source=1&gclid=EAIaIQobChMIt5vrpd3bhwMVlYtoCR11cClGEAMYASAAEgJyvvD_BwE
@@energieinfo21 Die erste halbe Stunde läuft nur der erste Prozess (Gas) mit 30% bis die Turbine Betriebstemperatur erreicht hat und dann fährt der zweite Prozess (Dampf) hoch. Für Dunkelflauten-Überbrückung kann man schon mit dem hohen Wirkungsgrad rechnen, für kurzen Ausgleich im Minutenbereich dagegen mit den 30% oder sogar noch weniger. Aber den kurzen Ausgleich wird man in Zukunft mehr und mehr mit Batterien bewältigen.
@@justusm-w8813 unsere (grüne) Politik hat aber die sog. H2-ready Gasturbinen fest eingeplant! Hat die Industrie sie nicht fest&termingerecht zugesagt??
Vielen Dank für diesen in technischen Prozessen so wichtigen Einfluss des Einzelwirkungsgrades u. des Kettenwirkungsgrades. Das ist Wissen, welches für jeden Ingenieur das kleine "Ein-Mal-Eins" ist. Wenn man es nun noch mit Kosten für jeden einzelnen Schnitt/Prozess versieht, wird jedem "schlagartig" klar, welche Bedeutung der Wirkungsgrad u. der Kettenwirkungsgrad hat. Wir kämpfen bei Lösungen in der Technik deshalb um jedes Prozent oder zehntel-Prozent Wirkungsgrad. Somit Fazit: H2 mit solch zahlreichen Einzelwirkungsgraden pro Prozessschritt rechnet sich einfach nicht! Da kann man es drehen wie man will, es rechnet sich nicht. Diese Rechnung sollte jeder der Befürworter u. Entscheider somit unbedingt beherrschen. Danke für Ihre Arbeit!
Zumindest sollte man dreimal darüber nachdenken, ob man alles auf H2 setzt oder ob man seinen Einsatz - also unseren Lohn und unsere Steuern - nicht besser verteilt ... Speichern müssen wir und der relativ effizient herzustellende Wasserstoff ist eher schlecht zu speichern - die aufwendiger herzustellenden E-Fuels sind leicht zu speichern - Batterien für saisonale Speicher werden erst ab ca. 10-20 Euro pro kWh Speicherkapazität interessant. Man braucht, denke ich, alles, aber dann eben auch mit der von mir erwähnten erweiterten Perspektive!
@@energieinfo21 Völlig richtig u. alles Wissen hierzu ist auch vorhanden. Es muss nur klug u. umsichtig gehandelt werden und immer mit den Blick auf Kosten/Realisierbarkeit u. unter Berücksichtigung, dass parallel die Wirtschaftlichkeit unserer Volkswirtschaft erhalten bleibt/nicht beeinträchtigt wird. Wenn ich mir die derzeitigen Abläufe in Punkto unserer Industrie ansehe, habe ich so meine Bedenken.
Das Handling von H2 ist hoch problematisch und werkstofftechnologische nicht gelöst. Genauso wenig wie die Er nergie Speichertechnik. André Thess Stuttgart fragen😂😂😂
Insgesamt ein sehr Anschauliches Video. Ich hätte da aber noch eine anmerkung zum Thema Wasserstoff im Erdgasnetz. Zum einen benötigt wasserstoff in einem Piplinesystem ca 2x bis 4x so viele Verdichterstationen auf grund seiner anderen Eigenschaften. Zum anderen hat Wasserstoff die eigenschaften auf grund seiner Molekülgröße Materialien zu Verspröden und Alle Wasserstoff anlagen sind fast nie zu 100% Dicht. Das birgt erhebliche Explosions gefahren insbesondere wenn man vorhat H2 in Wohngebäuden zu nutzen. Im vergleich zu Erdgas explodiert dann nicht nur das Eigenheim sondern die Nachbarn gleich mit. In das aktuelle Erdgas netz kann man nur sehr geringe Mengen H2 beimengen und bis in unserem Land ein Zuverlässiges und sicheres H2 netz auf gebaut wird ist dieses Jarhundert zu ende.
Wir hatten früher über Jahrzehnte Stadtgas mit 50% bis 55%, in Westberlin erst nach der Wende auf Erdgas umgestellt. Klar, die Älteren kennen die ständigen Hausexplosionen von Berlin, man trug früher dort draußen Bauhelme, weil ständig Teile durch die Luft flogen ... ?!
Deshalb wird es auch nie Wasserstoff Gasheizungen geben. Für die Chemie und Stahlindustrie ist das aber nicht relevant. Hier können bestehende Gaskeitungen benutzt werden und entsprechend umgerüstet werden. Eventuell doppelwandig.
Ein paar Explosiönchen mehr interessiert doch die Grünen Grünschnäbel nicht. Die haben sich dann längst vom Acker gemacht. In der Tat ist die Explosionsgefahr und die Gefahr von Wasserstoffversprödung bekannt. Aus diesem Grund wurden Leuchtgas und Stadtgas vor dem 2. Weltkrieg abgeschafft. Die Zerstörung der Industrie reicht denen offensichtlich nicht!
Vielen Dank! Wikipedia Artikel "Wasserstoffwirtschaft" zeigt auch einige ähnliche Vergleiche. Eine Sammlung von - zum Teil abweichenden - Werten findet man bei der EU "JEC Well-to-Tank report v5". Dort gibt es auch xls files mit "Energy Expended" in MJ/MJ_H2. Dort wird z.B. für die Elektrolyse 0.55 und für die Kompression und Transport 0.33 angegeben. Also schon für diese beiden Stufen nur 49% Effizienz. Mit 60% Fuel Cell hätten wir noch 29% bis zur Elektrischen Energie. Wenn tatsächlich mal nennenswert Wasserstoff grün erzeugt wird, dann wird der wohl zuerst stofflich in der Chemie bzw. Stahl verwertet.
Danke, sehr gute Präsentation und hervorragend verständlich. Könnten Sie mal noch eine Wirkungsgradkette mit Stromproduktion in Namibia, Wasserstoffheerstellung aus Meerwasser, Wandlung zu Ammoniak, Transport im Ammoniakbetriebenen Schiff, Rückwandlung in Wasserstoff darstellen. Das ist ja die Idee unseres BMWK zur Lückenauffüllung des Wasserstoffs, die realisiert werden soll.
Danke! Interessante Fragestellung zu NH3, ist tatsächlich ein interessantes Thema, habe mal kurz für eine Abschätzung zu Ihrer Fragestellung nachgeschaut, unten gibt es ein Dokument dazu, was natürlich keine solchen Energieflussdiagramme enthält, aber einige Informationen: Seite 4, Tabelle 1: ca. 50% Wirkungsgrad für NH3 via Elektrolyse + Stickstoffgewinnung. im Mittel 75% Wirkungsgrad der H2-Rückgewinnung aus NH3. Muss man aus den Fragmenten herauslesen, evtl. wurden hier die verschiedenen Quellen nicht homogenisiert. Dann bliebe noch der Transport: Würde ich aus Namibia mit ca. 90% Wirkungsgrad ansetzen (Bauchgefühl), also 10% der Ladung werden für den Antrieb "verbraucht". Macht Eta_gesamt = 0.5 x 0.9 x 0.75 = 0.33 = 33% von Strom in Namibia bis H2 in Deutschland. Quelle: www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/479/dokumente/uba_kurzeinschaetzung_von_ammoniak_als_energietraeger_und_transportmedium_fuer_wasserstoff.pdf
Die Schnelllader überspringen üblicherweise das Niederspannungs-Verteilnetz, sondern werden direkt an das Mittelspannungsnetz angeschlossen. Deshalb sollte es eigentlich nicht schlechter sein als AC-Laden, eher besser. In beiden Fällen muss einmal von DC auf AC umgewandelt werden, aber die Verluste bei der Niederspannung entfallen. Interessant wären auch noch die oft diskutierten Benzin/Diesel E-Fuels. Ob es wirklich Verbrennerfahrzeuge gibt mit 30% Wirkungsgrad? Ich rechne immer mit 20 bis 23%. Bei Benzin/Diesel E-Fuels komme ich auf 7,7% Wirkungsgrad (Quelle Fichtner/Bölkow Systemtechnik 27 kWh pro Liter E-Fuels Diesel). Ich meinte, Brennstoffzellen kommen nicht über 50% Wirkungsgrad. 70% habe ich noch nicht gehört. Außerdem muss man berücksichtigen, dass zwischen der Brennstoffzelle und dem E-Motor noch eine konventionelle E-Auto-Batterie sich befindet und nur ein Teil des Stroms direkt verwendet werden kann. Gas-Kraftwerke Gas und Dampf (GuD) haben Wirkungsgrade von 60%, Spitzenwerte liegen sogar bei 65%. Somit ist auf jeden Fall der E-Antrieb via Gaskraftwerk etwas günstiger als Brennstoffzellen-elektrisch. Außerdem muss man bei der Brennstoffzelle die hohen Kosten und die geringe Haltbarkeit ins Kalkül ziehen. E-Autos werden nur zu Dunkelflauten auf Langstrecke mit "Gas-Strom" fahren müssen. Die E-Autos haben ja den Speicher eingebaut, die meisten Leute werden im Rahmen von dynamischen Strompreisen dann laden können, wenn der Strom günstig ist und keinen Wasserstoffanteil enthält.
Sehr gutes Video. Meine 2 Cent dazu: - Auch bei LKW ist die Entscheidung mehr oder weniger für E und gegen Wasserstoff getroffen. - Die Fahrer haben sowieso gesetzlich verordnete "Ladepausen". - Ein mit Wasserstoff betriebener LKW ist wesentlich wartungsintensiver. Das heißt auch die Kosten sind höher. - Die Speditionen können sehr günstig mit ihren Tarifen zu Hause und beim Kunden Strom laden. Nur bei Zwischentops muss öffentlich geladen werden. - Die Anschaffungskosten sinken demnächst massiv, weil die Akkupreise im freien Fall sind. (50% in den letzten Monaten) Efuels werden sicher Verwendung finden. Wasserstoff für die Industrie. Aber beide können nicht in ausreichender Menge produziert werden um unsere Massen-Mobilität damit zu bewerkstelligen. Das Potsdamer-Institut für Klimafolgenforschung hat errechnet, dass die 2025 weltweit verfügbaren Mengen an Efuels nicht mal ausreichen werden um die "unverzichtbaren Nachfragen" (Chemie, Flug & Schiffsverkehr) Deutschlands zu decken. Ähnlich sieht es mit Wasserstoff aus. Weil die Herstellung eben so viel Strom kostet und die Anlagen in der große nicht so schnell baubar sind. Also theoretisch ein guter Ansatz, aber praktisch nicht umsetzbar. Dabei hat man nicht mal die Kosten angeschaut, die auch wesentlich Höher sind als den Strom direkt zu verbrauchen wo es nur geht. Die Anlagen zur Umwandlung kosten Geld und sollen Geld verdienen.
Vielen Dank für die sicher sehr aufwendige Analyse der Kettenwirkungsgrade. Das Verständnis dieser Zusammenhänge hilft allen Zuschauern sicher bei der Entscheidungsfindung für zukünftige Investitionen. Eine Ergänzung möchte ich noch hinzufügen. Die Kettenwirkungsgrade sind zwar in sich korrekt und plausibel, aber es gibt interessante Möglichkeiten zwischen diesen Ketten zu wechseln. Am Beispiel des batterie-elektrischen Fahrzeugs. 1. Unschlagbar preiswert, wenn aus eigener Photovoltaik geladen werden kann. 2. Windkraft kann auch mit genutzt werden, wenn nötig und verfügbar. 3. Eigene oder fremde Photovoltaik kann z.B. auswärts genutzt werden, aber natürlich mit zusätzlichen Netzgebühren. 4. Wasserkraft und Biomasse ist ebenfalls über das Netz nutzbar. 5. Fremde Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (Gasturbinen mit Fernwärme-Einspeisung) können mit genutzt werden. 6. Kohle und Braunkohle (im Idealfall ebenfalls mit Fernwärme-Einspeisung) sind notfalls ebenfalls nutzbar. Was mit batterie-elektrischen Fahrzeugen relativ leicht geht, ist mit reinen Verbrenner- oder H2-Fahrzeugen nicht machbar. Sie sind endgültig auf ihren Energieträger festgelegt. Solche situationsabhängigen Wechsel sind allenfalls mit aufwendigen, teuren Hybrid-Fahrzeugen möglich. Die Auto-Industrie hat aber die Plug-In Hybriden mit Reichweiten-Verlängerung überhaupt nicht im Focus. Ein solches Hybridfahrzeug bräuchte einen mittelgroßen Akku mit Wallbox-Lademöglichkeit und der Reichweiten-Verlängerer könnte dann eine H2-Brennstoffzelle, oder ein Dieselmotor, Benzinmotor oder Gasmotor mit eingebautem Generator sein. Der Aufwand für Hybrid-Antriebe ist aber erheblich und alle Komponenten müssen ständig im Fahrzeug mitgeschleppt werden. Anmerkung: Für Wärmepumpen zur Gebäudeheizung kann man eine ähnliche Betrachtung anstellen. Mit Strom betrieben können sie alle Energiequellen, die elektrisch verfügbar sind, im beliebigen Wechselspiel nutzen.
Vielen Dank für Ihre technischen Videos. Zum Gesamtwirkungsgrad gehört aber auch die zuvor benötigte Energie für den Prozess. Eine Batterie hat dann eben nicht für z.B. 1000 Ladezyklen jeweils 0,9*0,8; sondern Ladeleistung *0,72 dividiert durch die aufgewendete Lestung.
Gut dass sie das so hervorragend erklärt haben. Für die Macher der Energiewende und viele Hersteller von Geräten sind Wirkungsgrade offensichtlich egal. Und Kettenwirkungsgrade sind den Grünen offensichtlich gänzlich unbekannt. Und Transportverluste werden sowieso nicht einkalkuliert.
Beim Vergleich E-Auto zu Verbrenner muss für den Verbrenner noch die Energie zur Förderung vom Rohöl oder Abbau und Aufbereitung von Teerschiefer, Transport zur Raffinerie, für die Raffinerie, Produktion der Additive und Transport zur Tankstelle einberechnet werden. Die Berechnung für die Gasturbinen Kraftwerke verstehe ich nicht. Laut Fraunhofer Institut sollen die Elektrolyse Anlagen direkt am Wind- oder Solarpark stehen, auch um die Netzentgelte zur sparen, ist sonst nicht rentabel. Der Wasserstoff soll dann in Mehrwellen Gas und Dampf Kraftwerken verstromt werden, diese haben einen Wirkungsgrad von über 65%. Wie sei sagten sollte das eher zum Ausgleich von Netzschwankungen dienen, schlimmstenfalls müssen sonst Braunkohlekraftwerke einspringen. Hauptsächlich sollte der Wasserstoff aber in der chemischen Industrie und zur Stahlproduktion verwendet werden!
GuD ist träge - nur Gasturbinen-KW sind schnell genug, daher die 30% Wirkungsgrad. Ja, Öl braucht auch Energie für die Förderung etc. ich denke, 20% drauf und ist gut - bei einem 5-Liter-Auto würden die 60 kWh/100km dann stimmen, hätte man dazusagen können.
@@energieinfo21 Falsch, Die Förderung von Rohöl bis zur Tankstelle benötigt je Liter 4.6kWh ==> Etwa 0.46l, das sind somit PLUS 50% Minimum. Nachzulesen in den Bilanzen ALLER!! Ölmultis. Ein 5l PKW benötigt somit NICHT 60kWh/100km, sondern MINIMAL 73kWh.
Der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle scheint mir mit 70% sehr hoch angesetzt. Hab noch mal gegoogelt und finde Angaben 'bis zu' 60%. Reale H2 Fahrzeuge habe noch eine Puffer Batterie, das dürfte den Wirkungsgrad weiter von theoretischen Idealwerten entfernen. Der Hyundai Nexo soll ca 30kWh H2 verbrauchen, der etwas schwerere ioniq 5 18kWh Strom. Das Brennstoffzellen Auto scheint wird etwas idealisiert dargestellt
Gebe ich Ihnen recht: Die 60% sind der bessere, immer noch positiv abgeschätze Wert! Und ja, eine Batterie ist Pflicht, da Brennstoffzellen (und Elektrolysezellen) keine allzu schnellen Lastschwankungen mögen. Zum Nexo: das sind sogar 40 kWh/100km im realen Testverbrauch (s. Link, ADAC unten). www.adac.de/rund-ums-fahrzeug/autokatalog/marken-modelle/hyundai/hyundai-nexo/
@@energieinfo21 ja, für unvorhersehbare Spitzen taugt GuD nicht, aber man hat eine Wetter/Windvorhersage, wann die Sonne auf und untergeht oder wann der Himmel bedeckt ist kann man im Norden ganz gut vorhersagen, da taugen auch die GuD Kraftwerke. Und ehe man Wind- und Solarparks abschaltet, weil die Bayern mit ihren Stromtrassen nicht fertig werden, produziert man doch besser Wasserstoff und verstromt den falls man ihn nicht anders loswird. Das bestehende Gasnetz ist für reinen Wasserstoff nicht geeignet, H2 kann Metalle verspröden.
Sehr schöne Produktion! Es wäre aus meiner Sicht noch interessant, welcher Energieaufwand für das Reinigen von Bio Methan bis zur Erdgasnetztauglichkeit nötig ist. Das wäre ja eine Möglichkeit aus einer bisher meist Grundlastleistung eine Spitzenlastleistung zu machen. Es scheint mir fast so (Bauchgefühl), dass der deutsche Bauer dann durchaus mit Importen aus Chile oder Namibia konkurrieren könnte.
Danke für diese Ergänzung! Die Aufreinigung halte ich für das kleinere Problem. Das größere Problem ist aus meiner Sicht: Wie kommt das Methangas von den Höfen/Anlagen zu den Netzeinspeisestellen? Stromleitungen existieren bzw. sind relativ einfach zu verlegen, aber Gasleitungen sind eine andere Nummer. Eine Konzentration von Biogasanlagen in der Nähe von Netzeinspeisepunkten wäre eine Alternative, also die Getreide und anderen Biomasse-Inputs dorthin zu transportieren, um die Leitung zu sparen.
@@energieinfo21 Es muss ja nicht restlos jede Biomethan-Anlage angeschlossen werden. Es gibt genug zentral gelegene kommunale Biotonnen Entleer-Einrichtungen und andere günstig gelegene bestehende Anlagen. Das das heute eh alles Kunststoff-Schläuche sind, sollte bei wenigen Verzweigungen auch die Leckrate im Rahmen bleiben. Wenn man die Wandstärke der Rohre erhöht, kann man vermutlich auch auf die Sandeinbettung verzichten.
Sehr gut gemachtes Video, vielen Dank! Einziger Kritikpunkt: Es kommt sehr pro BEV rüber, auch wenn nur die Systematik dargestellt werden soll. Könnten Sie bitte noch eine Ergänzung machen in dem sie für die Erzeugung des Stroms auch den aktuellen Strommix einbeziehen? Im Moment ist es ja so, dass in Deutschland keine 100 % erneuerbarer Strom durchgehend verfügbar sind. Wenn die Großkraftwerke, die jetzt vermehrt wieder mit Kohle laufen mit einberechnet werden, kommt noch einmal der Faktor von ca. 0,35 als Wirkungsgrad vor alle Ketten für die Stromerzeugung. Das macht dann auch den Vergleich mit herkömmlichen Verbrennermotoren möglich, die tatsächlich auch relativ effizient Energie in Bewegung umsetzen. So entsteht der Eindruck, dass BEV die Beste Option sind, beim derzeitigen Energiemix ist das aber m. E. n. nicht der Fall. Die 55 % Wirkungsgrad des BEV müssten noch mal mit 0,35 multipliziert werden. So kommt man dann auch auf unter 20 %. Die Netze geben derzeit zudem gar keine Stromnutzung für alle Fahrzeuge (auch LKW) her, so dass es eine rein theoretische Betrachtung ist. Danke für die ganze Arbeit! Wirklich beeindruckend die Videos in der Qualität alleine zu produzieren!
Danke für die positive Bewertung meiner Videos. In diesem Video geht es - der Vergleichbarkeit halber - um die Wirkungsgrade ab Kraftwerk für die betrachteten Teilsysteme. Sie haben natürlich Recht: Die Gesamtkette schließt auch die Input-Energie für die Stromgestehung mit ein! Das könnte dann auch ein Thema werden für einen Gesamtüberblick - die quirlige Stromdiskussion erzeugt einen Strudel, in dem man versinkt und gar nicht mehr die anderen Energienutzungs-Weisen sieht, die ja auch in Konkurrenz für das Futter der Kraftwerke steht! Von den EE einmal abgesehen.
@28:00 gibt es schon zu kaufen von Picea: hauseigener Elektrolyseur, H2-Druckflaschenbündel und Brennstoffzelle und Abwärmenutzung - leider mit ca. 100k€ nicht wirklich massentauglich.
Von diesen Anlagen habe ich auch gehört - bei meinen ca. 1500 EUR Haushalts-Energiekosten sind das ca. 60 Jahre Amortisationsdauer - meine Restlaufzeit ist statistisch viel geringer und die Anlagen haben, wenn ich mich recht entsinne, bei dem VK-Preis 10 Jahre Wartung incl. Danach kommt das noch dazu. Aber: Ich finde es toll, dass ein Unternehmen solche Maschinen real ausprobiert und in einem abgelegenen Wohnhaus mit höherem Energiebedarf als bei mir ist das effizienter als 1km Leitung zu legen!
Die Wirkungsgradbetrachtung bzw deren -Verbesserung bei Umwandlungsprozessen steht für den Ingenieur natürlich üblicherweise immer an vorderer Stelle. Wenn es aber wie bei der - politisch gewollten - Energiewende um ganz neue Ansätze geht, die im grossen industriellen Massstab "von oben" in unsere etablierten enrrgetischen Infrastrukturen implementiert werden sollen (- nicht wie bisher als normale technische Weiterentwicklung -) dann spielt die am Schluss des Vortrags angesprochene Wirtschaftlichkeit eine entscheidende Rolle, die das ganze Vorhaben schnell in die Unbezahlbarkeit führen kann. Und damit zum Scheitern. Abgesehen von den tausenden Windrädern und PV Anlagen: Ich denke nur an neu zu errichtende und zu unterhaltende grosstechnische Anlagen zur Elektrolyse,Transportkapazitäten für H2 bzw NH3 , Speicher und Netze für H2, Capturing & storing von CO2, viele neu zu bauende Stromtrassen, die wenig ausgelastet sein werden. Alles nur, um die volatilen EE zu nutzen.
Wie immer sehr gut dargestellt und erklärt. Tolle Arbeit. Jedoch die "gewählten" Zahlen , Schlussfolgerungen und Annahmen erwecken bei mir den Eindruck, das hier aktiv gegen das E-Fahrzeug und für eine, zu priorisierende, Wasserstofftechnik gearbeitet wird. Das wir eher den Wasserstoff bis in die letzten Haushalte leiten, als ihn in Großkraftwerken zu verstromen, kann bestenfalls nur Sinn machen, wenn wir eine 100% Energiegewinnung aus Wasserstoff hätten. Der übermittelte Inhalt des Videos ist für mich nicht komplett und somit irreführend. Ich würde mich freuen, wenn die Wirkungsgradketten einmal im Gesamtkontext Strombedarf bzw. sogar Energiebedarf dargestellt würden. Hier ergibt sich ein ganz anderes Bild.
Aus meiner Sicht wird bei Wasserstoff in der Öffentlichkeit für den Endnutzer "gegengearbeitet" und eine offene Diskussion nicht gefördert, Stichwort "Champagner der Energiewende" nur für die Edlen, nicht für das gemeine Volk. Die BZ als Power2Power-Bestandteil ist von mir mit 70% definitiv zu hoch angesetzt, mit PEM-FC oder AFC wäre man real bei 55% (60% Zellwirkungsgrad), das werde ich für ein eventuelles Nachklapp-Video noch einmal ansprechen/aufbereiten. Insofern nehme ich Ihre Kritik gerne auf!
@@energieinfo21 "Champangner der Energiewende"... den Begriff hat wohl Volker Q. geprägt und spielt sicherlich auf die Verfügbarkeit bzw. den Aufwand der Erzeugung an. Da bin ich bei ihm. Unabhängig davon mit welchem Aufwand wir heute den Wasserstoff herstellen können ist doch die Frage wieviel wir davon zukünftig zur Verfügung haben, wenn wir die indiskutierbare Menge für die Industrie abziehen. Die Diskussion ob und wie wir Wasserstoff für "den Einzelnen" nutzen sollten wir uns erst stellen, wenn die Möglichkeit besteht Wasserstoff für die breite Masse zur Verfügung zu stellen. Das sehe ich heute nicht.
@energieinfo21 Wen meinen Sie mit "Öffentlichkeit"? Eventuell die damit beschäftigten Wissenschaftler, oder Betriebswirtschaftsler, die eben sämtliche Aufwendungen für einen Antriebsstrang einbeziehen müssen und nicht durch Weglassen zum gewünschten Ergebnis kommen dürfen. In den 90ger Jahren hatte ich schon Berichte über Forschungen mit Wasserstoff-Antrieben gesehen. Ich wette, wenn soetwas schon im Fernsehen kam, gab es diese Forschung schon viel länger. Ich war davon begeistert, es hieß, daß Prinzip ist geklärt, es müsse nur noch optimiert werden, um wirtschaftlich zu sein. Und was ist das Ergebnis von über 30 Jahren ergebnisoffener Forschung und Optimierung? Wieviele Hersteller haben wieviele Brennstoffzellen-Fahrzeuge verkauft, weltweit? Ich denke mal, wenige gegenüber BEV. Das hat seine Gründe, die unmöglich an einer vermutlich deutschen links-grünen Öffentlichkeit liegen, zumindest weltweit nicht. Ja, wir brauchen grünen Wasserstoff. Jede Menge für viele Anwendungszwecke. Und genau deshalb können wir ihn unmöglich für Anwendungen verpulvern, bei denen es inzwischen deutlich bessere Alternativen gibt. Wenn es nach 30 Jahren noch keine akzeptablen Ergebnisse gibt, wird es in den nächsten 10 Jahren auch keine geben. Es sei denn, Sie unterstellen den bisher damit Beschäftigten Unfähigkeit. In dem Zusammenhang jetzt mit der Aussage Champagner für H2 soziale Schichten gegeneinander auszuspielen, ist doch billig. Sie wissen, wie es gemeint ist.
Sorry, ich wundere mich etwas über Beispiel 3. Wo kommt denn der Kohlenstoff plötzlich her? Er soll ja aus der Luft gewonnen werden, weil er ja später am Auspuff wieder in die Luft entlassen wird. Gibt es den für lau? Ehrlich gerechnet müssten also von den 100% am Anfang schon mal einige Prozente für die "Kohlenstoffgewinnung" abgezweigt werden. Wir wissen alle, dass wir im Land nicht genügend Kapazitäten, also kommen noch diverse Transport-Verluste aus z. B. Chile bis zur Tanke hinzu. Also, sorry, alles durch Weglassen recht schön gerechnet 😢😢
H2 → CH4 wird mit 90% Wirkungsgrad angegeben - da wäre noch Luft selbst für DAC. Aber vielleicht genauso "schöngerechnet" wie NH3 aus Namibia? Und was heißt "schöngerechnet"? Ich habe gesagt, dass das ungefähre Zahlen sind (vielleicht den Teil des Videos nicht gesehen).
@@energieinfo21 ich hab das Video schon ganz gesehen. Wollen wir hier wirklich mit solchen Suggestivfragen anfangen? Wäre schade. Bleibt meine bisher unbeantwortete Frage, wo kommt plötzlich das C aus CH4 her? Vorzugsweise aus der Luft mit DACCS, was nicht unbedeutend energetisch aufwendig ist. Und wenn auch dieser Aufwand aus EE sein soll, muss er zwingend von den 100% ganz links abgezogen werden, wenn wir das ganze Verfahren und nicht nur einen Teilstrang betrachtet werden soll. Ich verstehe nicht, warum die CO2-Gewinnung, die für dieses Verfahren zwingend notwendig ist, nicht mal genannt, geschweige denn einberechnet wurde.
@@andreasschmalzl1752 könnte... Hat Namibia, oder Chile (die Liste ist nur beispielhaft) eine ausreichende Stahlindustrie, Kohlekraftwerke, Brauereien ...., um genügend CO2 bereit zu stellen? Und selbst wenn, was ich bezweifle, ist auch dort die CO2-Abscheidung mit energetischem Aufwand verbunden, den ich in der Präsentation vermisse. Aber eben zwingend dazu gehört. Um es deutlich zu sagen, wir brauchen E-Fuels, in seinen verschiedensten Formen. Und davon jede Menge, was ein echtes Problem ist. Aber für Industrie, Luftfahrt, Schifffahrt, Schwerlasttransport, große Baumaschinen, und und und, wo es tatsächlich weltweit zZ.noch keine bezahlbaren Alternativen gibt. Und ich kann mir einfach nicht vorstellen, dass dann noch etwas für den vergleichsweise kleinen deutschen PKW-Markt übrig bleibt. Zumindest nicht zu dem Preis, den wir bereit sein werden, zu zahlen. Denn der Preis richtet sich einerseits an den Herstellungskosten, das ist die untere Grenze, aber halt auch an der Nachfrage. Und da sind wir PKW-Fahrer nicht alleine.
Danke für die Erläuterungen zum Kettenwirkungsgrad. Im Beispiel E-fuels haben Sie H2 unter Hinzunahme von C zu CH4 also Methan konvertiert. Das ist sicher technisch machbar aber woher kommt nun das C ? Aus CO2 von anderen Prozessen? Gibt es dafür belastbare Wirkungsgradermittlungen? Wäre es für ein E-fuel nicht sinnvoller und vom Prozess einfacher, das H2 an eine Trägerflüssigkeit zu binden (LOHC), die es bei Bedarf wieder freigibt?
Berechtigte Nachfrage: Für die Erzeugung von CH4 aus CO2+H2 habe ich ca. 90% als Wirkungsgrad gefunden, mir gesagt: Da gehe ich runter auf 60%, so dass auch Direct Air Capture möglich wäre. Angaben von Strom zu CH4, also incl. Elektrolyse, bewegen sich bei ca. 50% (bei mir 45%). Habe aber noch mal zur DAC nachgeschaut: Die rechnen mit ca. 2 kWh pro kg C (Link zum einem Artikel s. u.) für die C-Extraktion: Mache das hier ganz grob: 1m³ CH4 = ca. 0,7kg entspricht ca. 0.5kg C-Anteil und DAC braucht 1 kWh dafür. 1 m³ CH4 hat ca. 10 kWh Energieinhalt. Das wären dann tatsächlich nur ~10% Energieaufwand für das C-Einfangen - in realen Anlagen ist das natürlich immer noch etwas ungünstiger, aber DAC wäre so mit dabei. Sie Speicherung in einer Trägerflüssigkeit ist eine geniale Methode, aber: Wie viele atomare Masseneinheiten brauche ich, um ein H festzuhalten. Bei CH4 sind es 3 (C-12 + 4 x H-1), die Trägerflüssigkeiten haben viel mehr Brimborium, um ein H festzuhalten. Aber: Wenn es für Pkw nicht hilft, für Langzeitspeicher, dann auch z.B. im Haushalt, gibt es keine bessere Grundidee! Fig. 2 (ca. bei 25% des Artikels) www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590174522000538
Katar soll den Wasserstoff in Form von Ammoniak anliefern. Ammoniak ist u.a. ein E-Fuel und lässt sich einfach speichern, bzw. durch Rohrsysteme wie das Erdgasnetz verteilt werden. Was spricht dagegen, damit direkt zu arbeiten? Eine Trennung des Stickstoffs und des Wasserstoffs halte ich für wenig effizient.
Eher nichts - man muss allerdings die Risiken und Nebenwirkungen von NH3 gegen H2 unter "Haushaltsbedingungen", wenn man es in unsere Häuser bringt, abwägen. Zum Vergleich zwei Links - gleiche Quelle, schnelle Recherche, mal nicht wikipedia, dort findet man das natürlich auch: NH3 www.bad-gmbh.de/glossar/ammoniak/ H2 www.bad-gmbh.de/glossar/wasserstoff/
Die Wirkungsgradketten nur insofern relevant dass sie zeigen wieviel Endenergie/Nutzenergie man für eine vorgegebene Eingangsenergiemenge man erhält. Das ist ist allerdings nur von akademischen Wert und auch nur ein Teil der Gesamtbetrachtung, so wie sie zum Schluss skizziert wurde. Was hier nicht berücksicht wurde wieviel Energie für die Bereitstellung der Anlagen für die jeweiligen Umwandlungs- und Speicherschritte bezogen auch auf die Lebensdauer der jeweiligen Anlagen benötigt wird. Was nützt ein hoher Gesamtwirkungsgrad einer Lösung, wenn eine andere Lösung zwar einen geringeren Gesamtwirkungsgrad hat, aber weniger und günstigere Resourcen benötigt. Solange aktuell noch keine Energiebereitstellung mit 100 % EE erfolgt, spielt auch noch eine Rolle wieviel CO2 eine neue Lösung gegenüber einer aktuell vorhandenen Lösung verursacht. So ist es fraglich ob wenn man auch nur rein den Betrieb betrachtet, ein E-Auto tatsächlich besser ist als ein typischer Verbrenner. Ein neues E-Auto braucht zusätzlichen Strom, der zwangsläufig die Residuallast erhöht. Bei 60 % EE Deckung gibt es noch 40 % Verbraucher die noch lange Zeit alle durch den Neubau von Anlagen zusätzliche EE auch verbrauchen können, so dass zusätzlicher CO2-armer EE Strom für E-Autos gar nicht zur Verfügung steht. So muss jede zusätzliche kWh für E-Autos noch lange durch Residualkraftwerke mit 1.000+ gCO2/kWh bereitgestellt werden. Nimmt man an dass ein E-Auto 20 kWh/100 km verbraucht, so sind das dann 200 gCO2/km, ein Verbrenner mit 6 l Diesel/100 km hat einen Ausstoß von etwa 160 gCO2/kWh. Dabei ist jetzt auch der höhere CO2 Rucksack des E-Autos gegenüber eines mit Diesel betriebenen Fahrzeugs berücksichtigt. Dieser Rucksack wird unter aktuellen Bedingungen nicht abgebaut werden. Ähnliches gilt übrigens auch für Wärmepumpen. Deshalb sollte aktuell die Priorität nicht darin liegen möglichst viele zusätzliche Stromverbraucher ans Netz zu bringen, sondern die Residuallastdeckung möglichst schnell auf CO2-frei umzustellen. Und das heißt im wesentlichen viel mehr Speichermöglichkeiten zu schaffen, und vorhandene effizienter zu nutzen, auch um EE Abregelungen zu vermeiden. Hier sollte auch der mit rund 40 TWh/Jahr größte EE Speicher Biogas nicht vergessen werden. Anstatt Bandstrom mit einer Leistung von etwa 5 GW zu liefern sollte eine Umwandlung hin zu Spitzenlaststrom erfolgen, so dass fossiles Gas aus dem Markt verdrängt wird. Stattdessen wird aber derzeit auf wasserstoffbetriebene Gastrubinenkraftwerke gesetzt, und die Biogasinfrastruktur durch restriktive Ausschreibungen vernichtet, weil Biogas nicht in die Ideologie passt.
Sehr geehrter Herr Dr. Bockhorst, Wie würde sich die Wirkungsgradkette ändern wenn der Wasserstoff aus Nigeria kommen würde. In Nigeria müsste erst einmal Prozesswasser über Meerwasserentsalzunganlagen herstellen. Einen Teil des gewonnen Wasserstoffes müsste ich in der Nacht verwenden wenn die Solaranlagen keinen Strom liefern ( die Elektrolyseure können sicherlich nicht beliegig geregelt werden ) oder aber ich habe riesige Speichermöglichenkeiten in Form von Akkus! Dann müsste ich den Wasserstoff nach Europa, große Verluste beim Transport oder produziere Amonjiak und verschiffe den nach Europa. Und eine ganz wichtige Frage, was kostet am Ende die Kwh?
Nur auf die Schnelle: Mit Wirkungsgraden zu NH3 und dann wieder H2 aus NH3 habe ich mich bisher nicht beschäftigt, weil Zeit immer limitierend ist, aber besonders der Prozessschritt NH3 → H2 nach meiner Kenntnis nicht weit verbreitet ist und das Auffinden sinnvoller Wirkungsgradinformationen noch schwerer ist als sonst - aber ich habe es auf dem Schirm. Irgendwo hatte ich Preiskalkulationen gesehen, pro Energiemenge war es nach der Rechnung in der Größenordnung der Erdgaspreise - wo man aber wieder nachhaken müsste, ob das mit/ohne Fördergelder und unter brauchbaren Annahmen erarbeitet wurde.
Gibt es eigentlich Quellen für die ganzen Zahlen? Zumindest mit den Verlusten im realen BEV komme ich nicht klar, weil ich da eigene Erfahrungen habe. Sie werden im Auto mit 30% (8+22) angegeben. Zumindest mein 2021 angeschafter KIA E-Soul (also nicht gerade die aktuellste Technik) richtet sich nicht danach. Wir sind damit Stand heute rund 43700 km gefahren und mussten dafür 8660 kWh laden, an der Ladesäule bezahlt, also nicht geschönte Werte vom Auto. Mit einem Verlust von 30% ab Ladesäule wäre das unmöglich zu schaffen. Bevor Fragen kommen, es ist unser einziges Familienauto, nutzen es Sommer wie Winter, ca. 75% Kurzstrecken bis maximal 300 km am Tag, Rest sind Urlaube bis 2000 km die Woche. Und Reisegeschwindigkeit wo möglich 135 kmh.
Die Zahlen sind ca.-Angaben, die ich im Kopf habe - bis auf die FC, da ist mir der Brennstoffzellen-Wirkungsgrad reingerutscht. Die Angabe, die ich gemacht habe, bezieht sich auf die Kette vom KW bis zur mechanischen Energie. Da sind mindestens 5% für die Netzverteilungs-Infrastruktur zu berücksichtigen, dann noch ggf. die Umwandlung von Netzstrom über die Ladeeinrichtung. Dazu ist die Frage, ob Ihr Fahrzeug die in der Batterie befindliche Menge an Energie berücksichtigt oder ob die Energiemenge ab Fahrzeug-Kupplung(Strom) misst. Die Angaben schwanken für das Fahrzeug selbst von ca. 60 ... 80%, wenn man im WWW sucht.
In einem wissenschaftlichen Artikel wurde günstiger CO2-armer Wasserstoff aus Kernenergie als 1kg H2 für 3,50€ definiert. Die gleiche Menge Energie enthalten >3kg Kohle für 11 Cent oder 14 Cent für Erdgas.
33kWh / 0.8 sind ungefähr 40 kWh Strombedarf zu 5ct/kWh bei Elektrolyse ohne Kosten der Elektrolysezelle, macht also 2 € - die 3.5 € halte ich für einen guten Richtwert! Zu den Kohlepreisen: 3 kg Kohle kosten schon 25 ct für die CO2-Abgabe bei Industrieprozessen. Und es sind eher 4-5 kg hochwertige Steinkohle (ca. 8 kWh/kg) bzw. 6-7 kg Braunkohle aus DE. 14ct bei Erdgas: Welche Menge? kWh? Dann muss ich dafür mindestens 33 kWh kaufen um 1 kg H2 zu ersetzen ... ich denke, dass man 1 kWh Erdgas für ca. 5ct bekommt und damit ist dieser Weg vergleichbar mit Elektrolyse mit KKW-Strom.
@@energieinfo21 Ich war nur von den 33 kwh ausgegangen und habe ungefähre Weltmarktpreise (Kohle 40€/t und Erdgas 2€/mmbtu =2€/293kwh) genommen, weil wir (noch) mit dem Weltmarkt konkurrieren wollen. Klar die Weltmarktpreise für Kohle und Erdgas werden steigen, war halt so aus der Hüfte geschossen. Dennoch ist der Abstand auch bei 2€/kg Wasserstoff enorm. Bleibe dabei dass Kernenergie in Form einfach zu bauender und bedienender Kraftwerke das beste Mittel in Sachen Ressourcenschonung sind.
@@maasl3873Hinkley Point und Flamonville. Auch die Finnen haben ihre Erfahrungen mit dem Neubau gemacht. Moderne PV Module kosten pro kWp derzeit etwa 100€. Damit kann man in Drutschland 1000kWh erzeugen. Pro Jahr. Und das etwa 40 Jahre lang. Somit geht die Rechnung so: 100€/(1000kWh×40)=0,0025€/kWh. Die Erzeugung in einem AKW wird von den Fans mit 0,025€ angegeben. Faktor 10.
Die Systemkosten für PV, Wind und Flamanville liegen bei ca. 10000 EUR/kW mittlerer Leistung ... sind also durchaus vergleichbar. Systemkosten mit Installation und Netzintegration. Die Module sind tatsächlich so billig geworden, dass man eher Module aufs Dach knallt als Dachziegel, wenn man es dann so dicht bekommt ;-)
Sorry, da kann ich alles so nicht stehen lassen. 1. Die Gaskraftwerke werden mit Sicherheit (99 %) auch wärmegekoppelt. Das ist auch der Grund, warum jetzt Kohlekraftwerke weiterlaufen, die Wärme wird genutzt. Bei Gaskraftwerken habe ich vor 15 Jahren gelernt, dass 90 % Wirkungsgrad möglich sind (mit Wärmekopplung). Zur Not speichert man die Abwärme (wobei ich auch kein Freund der Technik bin).2. Die Brennstoffzellen in den Fahrzeugen sind Niedertemperatur Zellen mit 40-60 % Wirkungsgrad. Keine 70! Auch Überraschung: FCV Fahrzeuge sind schwer! Gleiches Gewicht wie ein BEV. Toyota Mirai II 1,9 Tonnen (und kaum Stauraum, man braucht ja nur eine Brennstoffzelle, Akkus und zwei Tanks). 3. Lkw FCV sind die Reichweiten mit Hochdrucktanks gar nicht möglich, es soll auf minus 250 °C abgekühlt werden! Noch mehr Verluste! 4. Da währe noch der Wirkungsgrad der Batterien, ich habe noch kein Datenblatt von Batterien unter 95 % gesehen (gilt nur für Blei)! Wenn wir schnelladen, könnte es auf 85 % kommen, aber 70 % müssen sie mir erklären! Einzig Batteriekühlung bei Schnellladevorgängen (150-350 KW). Batterien zum Schnellladen haben einen sehr geringen Innenwiderstand. Wenn wir E-Fuels (oder Wasserstoff) erzeugen, dann müssen sie bei langen Dunkelflauten ja auch die Erzeugung mit H2 Gaskraftwerken mit einrechnen. Diese sollen ja von Tagen bis Wochen ausgleichen. Finde ich generell grenzwertig, es wird ja nicht ganz Deutschland mit 20 GW Wasserstoff Gaskraftwerken gespeist! Selbst in einer Dunkelflaute gibt es noch andere EE Energieerzeuger und wie erwähnt kommt das auch für Wasserstoff oder E-Fuels zu tragen (und wenn es nur Transport, Lagerung oder die Befüllung ist). Das ist alles komplex. Deswegen sieht das bei Ihnen stark nach Cherry picking aus! Ist schon schwer erträglich 100 % H2 Gaskraftwerke bei BEV zu bringen, bringt mich schwer auf die Palme!!
Wirkungsgrad ist bezogen auf das, was man erzeugen will. Wenn man im Sommer nachts kaum Wind hat, will man nur Strom, Wärme eher nicht. Und dass man mit der Wärme nichts mehr anfangen kann, außer sie "nutzbringend" als Fernwärme anzubieten, ist offensichtlich. Ansonsten würde man noch mehr Strom draus machen. Das spricht nicht gegen den Wirkungsgrad der Kraftwerke insgesamt, aber Wärme treibt halt keine Autos und keine Elektroverbraucher im Haushalt an.
Vielen Dank für diese ausgezeichnete Erklärung. Meine Erkenntnis ist, dass für die Mobilität E-Fuel mit einem Benzinhybridauto die beste Lösung ist. Ein Hybridauto hat schon heute den Vorteil, dass es mit 1200kg Gewicht eine Reichweite von 800-900km bietet, bei einem Wirkungsgrad von 40+%. Betrieben durch E-Fuel wäre der Wirkungsgrad etwa 20% mindestens so gut wie ein BEV-Auto aber mit dem Vorteil des geringeren Ressourcenaufwand bei der Erstellung, beim Gebrauch der Strasse, der zeitlichen und effektiven Reichweite. (Vollhybrid mit 1-2kWh Akku, nicht Plug-In).
Je nach Fahrmodus sind Hybride sicher eine sehr gute Alternative. Ich persönlich würde ein Hybrid mit elektrischem Antriebsstrang und (leihbarem?) Range-Extender bevorzugen, da ich meist handliche Strecken fahre, aber auch mal unabhängig weiter kommen muss. Bei meinem Fahrprofil würde die Batterie eines BEV teilgenutzt vergammeln (=altern).
@@energieinfo21 Ja heute wird alles Hybrid genannt. Es muss ein Vollyhbrid (aber kein Plug-In) sein (System Toyota oder jetzt auch Honda) wo man rein elektrisch anfährt, d.h. man spart die Kupplung, man braucht kein Turbo (Atkinson), man Rekupperiert, die Klimanlage funktioniert elektrisch, kein komplexes DSG Getriebe sondern Lastverterteilung über ein Planetengetriebe das Benzinmotor, Elektromotor, Generator steuert und man hat 1-2kWh Batterie für ca. 2km rein elektrische Fahrweise (bald vielleicht -5kWh), man braucht keine Ladestation, die bestehende Infrastruktur wird benutzt. Leider sind die Akkus viel zu schwer und werden es noch sehr lange bleiben und sie haben den Nachteil, dass ob voll oder leer, man schleppt immer gleich viel Gewicht herum, ca. 120kg pro 100km Reichweite und im Winter sind es 150kg pro 100km und es braucht einen ungeheuren Aufwand für den Umbau der Infrastruktur. Mein Hybrid hat einen 36l Tank = 26kg wenn voll = 900km Reichweite oder 2kg wenn auf Reserve für 50km. Und mit E-Fuel wäre das dann auch so.
*** Nachklapp geplant, dauert aber noch etwas, daher: 7.8.2024 eingefügt ***
(1) Brennstoffzellen-Wirkungsgrad von mir zu hoch gegriffen, eher bei 60% für AFC oder PEM-FC im stationären Betrieb, also für Rückverstromung von Wasserstoff. MC-FC und SO-FC könnten bis 80% bringen, sind aber nach meinem Wissen nicht konkret verfügbar.
(2) Turbinenwirkungsgrade sind höher als die ca. 33%, die ich kenne, eher 40% - wird dann auch noch einmal thematisiert
(3) Brennstoffzellen-Rückverstromung - Elektroauto-Vergleich ist unvollständig, da ich bei BZ nur Rückvertromung, aber nicht die PEM-FC bei Lastwechsel und weitere interne Verluste eingerechnet wurden.
(4) E-Auto-Wirkungsgrad ab Kraftwerk: Typischerweise werden 60-65% angegeben. die 55% waren für hohen E-Autoanteil bei dann wohl notwendiger Zwischenspeicherung an E-Tankstelle abgeschätzt. Ist ja auch kein Problem, wenn die Akkus billig, langlebig, ohne ökologische Nebeneffekte gebaut, betrieben und recycled werden können.
Wer intelligent fährt, kann dann auch auf 75% kommen, genauso wie man einen Benziner praktisch mit Normverbrauch fahren kann (6.3 statt 5.9 Liter - ginge locker mit 8l/100km ohne sparsames Fahren) mit hohem Stadtverkehr-Anteil).
Vielen Dank für Ihre technischen Videos. Zum Gesamtwirkungsgrad gehört aber auch die zuvor benötigte Energie für den Prozess. Eine Batterie hat dann eben nicht für z.B. 1000 Ladezyklen jeweils 0,9*0,8; sondern Ladeleistung *0,72 dividiert durch die aufgewendete Lestung.
Diese aufgewendete Leistung ist aber viel höher als der für einen 70 Ltr Tank.
Ich finde Ihre Videos genial, vielen herzlichen Dank. So strukturiert, systematisch, sehr verständlich erklärt, aber trotzdem unaufgeregt und ohne Ideologische Vorprägung (egal in welche Richtung), ich freue mich immer über Ihr nächstes Video 🙂
Vielen Dank!
Und falls ich doch mal durch meine Auffassungen etwas fehlgeleitet bin: Es kann ja nun jeder mit seinen Informationen nachrechnen und entsprechend argumentieren ;-)
@@energieinfo21 Ich habe Ökonomie und Betriebswirtschaft studiert und ich rechne ähnlich. Man könnte fast glauben, wir haben uns da Methoden aus den Naturwissenschaften ausgeborgt 😄 Bei uns wird es ein bisschen einfacher weil wir einfach überall € Zeichen dran machen können, jeder Schritt in der Kette kostet Geld und am Ende habe ich einen Preis, dann kann ich entscheiden, ob es mir das wert ist oder ob ich besser eine Alternative suche.
Ach ja, bei der Betrachtung von E-Fuels fehlt der Aufwand für den Kohlenstoff im Methan. Dass soll ja mittels Direct Air Capture aus der Atmosphäre gewonnen werden und auch dafür wird Energie gebraucht.
@VolkerHett:
Die Mathematik gehört allen! Auch 7.-Klässlern, die "Prozentrechnung" lernen ;-) Hier würde ich auch die Prozente abschaffen und es Anteilsrechnung nennen, aber die Prozente als Prozentangabe nutzen, was ja sehr sinnvoll ist.
Was den Kohlenstoff bei den E-Fuels angeht: Die Methanisierung klappt wohl mit ca. 90% Wirkungsgrad, damit ist bei den von mir angenommenen 60% Wirkungsgrad für die Methanproduktion noch Luft für die Verrenkungen zur C-Beschaffung. Aber der Vollständigkeit halber hätte ich es erwähnen sollen, Ihre Anmerkung ist in jedem Fall berechtigt!
Danke für Ihr Video, das ist wirklich ein schöner Beitrag zur Allgemeinbildung. Als Ingenieur in der Energietechnik hält man solch Konzepte wie den (Gesamt-)Wirkungsgrad häufig für absolut selbstverständlich, obwohl der ein oder andere Bürger sicher über wenig Wissen in dieser Domäne verfügt.
Eine kleine Randnotiz: Der Wirkungsgrad der Gasturbine mit ~30% ist sehr gering abgeschätzt. Ein Gas-und-Dampf-Kraftwerk (GuD-Kraftwerk) erreicht bei modernen Anlagen Wirkungsgrade von ~64%. Die Aufteilung der Gesamtleistung zwischen Gasturbine (GT) und Dampfturbine (DT) liegt bei etwa 2:1. Daher kann man auch den Wirkungsgrad einer reinen GT gut mit >40% abschätzen. Man ist in der Industrie noch nicht in der Lage GTs mit 100% H2-Feuerung vom Band laufen zu lassen, aber es wird natürlich viel an der Verbrennung und dem sicheren Handling von H2 geforscht.
Grüße aus der Welt der Turbomaschinen :)
Danke für den Beitrag aus direkter Erfahrung - ich kenne noch die 30% Kraftwerkswirkungsgrad und sehe für eine General Electric Gasturbine (15% H2) des Typs LM2500XPRESS (link unten) die Angabe maximal 38.5% und der Kumpel (6000er) bei über 40$ - bei 5% Eigenbedarf des Kraftwerks und häufigem Betrieb im Teillastbereich wären das immerhin deutlich über 35%! Das ist gut.
Was die GuD-KW angeht: Nach meinem Wissen sind die deutlich träger, weil die Wärmetauscher für die Dampfproduktion und das in dem Wasserkreislauf vorhandene Wasser erst erwärmt werden müssen. Aber bei so hohen GT-Wirkungsgraden kann man den Wasserkreislauf vielleicht kleiner halten (also die Dampfturbinenleistung) und mit der GT schneller regeln.
Grüße - MB
www.gevernova.com/gas-power/en/de/aero-gas-turbine-solutions-for-germany?AeroH2DE&Gas%20turbine&gad_source=1&gclid=EAIaIQobChMIt5vrpd3bhwMVlYtoCR11cClGEAMYASAAEgJyvvD_BwE
@@energieinfo21 Die erste halbe Stunde läuft nur der erste Prozess (Gas) mit 30% bis die Turbine Betriebstemperatur erreicht hat und dann fährt der zweite Prozess (Dampf) hoch. Für Dunkelflauten-Überbrückung kann man schon mit dem hohen Wirkungsgrad rechnen, für kurzen Ausgleich im Minutenbereich dagegen mit den 30% oder sogar noch weniger. Aber den kurzen Ausgleich wird man in Zukunft mehr und mehr mit Batterien bewältigen.
@@justusm-w8813 unsere (grüne) Politik hat aber die sog. H2-ready Gasturbinen fest eingeplant! Hat die Industrie sie nicht fest&termingerecht zugesagt??
Vielen Dank für diesen in technischen Prozessen so wichtigen Einfluss des Einzelwirkungsgrades u. des Kettenwirkungsgrades. Das ist Wissen, welches für jeden Ingenieur das kleine "Ein-Mal-Eins" ist. Wenn man es nun noch mit Kosten für jeden einzelnen Schnitt/Prozess versieht, wird jedem "schlagartig" klar, welche Bedeutung der Wirkungsgrad u. der Kettenwirkungsgrad hat. Wir kämpfen bei Lösungen in der Technik deshalb um jedes Prozent oder zehntel-Prozent Wirkungsgrad. Somit Fazit: H2 mit solch zahlreichen Einzelwirkungsgraden pro Prozessschritt rechnet sich einfach nicht! Da kann man es drehen wie man will, es rechnet sich nicht. Diese Rechnung sollte jeder der Befürworter u. Entscheider somit unbedingt beherrschen. Danke für Ihre Arbeit!
Zumindest sollte man dreimal darüber nachdenken, ob man alles auf H2 setzt oder ob man seinen Einsatz - also unseren Lohn und unsere Steuern - nicht besser verteilt ...
Speichern müssen wir und der relativ effizient herzustellende Wasserstoff ist eher schlecht zu speichern - die aufwendiger herzustellenden E-Fuels sind leicht zu speichern - Batterien für saisonale Speicher werden erst ab ca. 10-20 Euro pro kWh Speicherkapazität interessant. Man braucht, denke ich, alles, aber dann eben auch mit der von mir erwähnten erweiterten Perspektive!
@@energieinfo21 Völlig richtig u. alles Wissen hierzu ist auch vorhanden. Es muss nur klug u. umsichtig gehandelt werden und immer mit den Blick auf Kosten/Realisierbarkeit u. unter Berücksichtigung, dass parallel die Wirtschaftlichkeit unserer Volkswirtschaft erhalten bleibt/nicht beeinträchtigt wird. Wenn ich mir die derzeitigen Abläufe in Punkto unserer Industrie ansehe, habe ich so meine Bedenken.
Das Handling von H2 ist hoch
problematisch und werkstofftechnologische nicht gelöst. Genauso wenig wie die Er nergie Speichertechnik.
André Thess Stuttgart fragen😂😂😂
Hut ab weil in diesem Vortrag steckt verdammt viel Arbeit drin! 😄 Endlich mal jemand der die ganzen Fakten auf den Tisch legt!
Nö, zu viele falsche Angaben und geschönte Aussagen - bspw. zum Wasserstoff.
Insgesamt ein sehr Anschauliches Video. Ich hätte da aber noch eine anmerkung zum Thema Wasserstoff im Erdgasnetz. Zum einen benötigt wasserstoff in einem Piplinesystem ca 2x bis 4x so viele Verdichterstationen auf grund seiner anderen Eigenschaften. Zum anderen hat Wasserstoff die eigenschaften auf grund seiner Molekülgröße Materialien zu Verspröden und Alle Wasserstoff anlagen sind fast nie zu 100% Dicht. Das birgt erhebliche Explosions gefahren insbesondere wenn man vorhat H2 in Wohngebäuden zu nutzen. Im vergleich zu Erdgas explodiert dann nicht nur das Eigenheim sondern die Nachbarn gleich mit. In das aktuelle Erdgas netz kann man nur sehr geringe Mengen H2 beimengen und bis in unserem Land ein Zuverlässiges und sicheres H2 netz auf gebaut wird ist dieses Jarhundert zu ende.
Wir hatten früher über Jahrzehnte Stadtgas mit 50% bis 55%, in Westberlin erst nach der Wende auf Erdgas umgestellt.
Klar, die Älteren kennen die ständigen Hausexplosionen von Berlin, man trug früher dort draußen Bauhelme, weil ständig Teile durch die Luft flogen ... ?!
Deshalb wird es auch nie Wasserstoff Gasheizungen geben.
Für die Chemie und Stahlindustrie ist das aber nicht relevant. Hier können bestehende Gaskeitungen benutzt werden und entsprechend umgerüstet werden. Eventuell doppelwandig.
Ein paar Explosiönchen mehr interessiert doch die Grünen Grünschnäbel nicht. Die haben sich dann längst vom Acker gemacht. In der Tat ist die Explosionsgefahr und die Gefahr von Wasserstoffversprödung bekannt. Aus diesem Grund wurden Leuchtgas und Stadtgas vor dem 2. Weltkrieg abgeschafft.
Die Zerstörung der Industrie reicht denen offensichtlich nicht!
Vielen Dank! Wikipedia Artikel "Wasserstoffwirtschaft" zeigt auch einige ähnliche Vergleiche. Eine Sammlung von - zum Teil abweichenden - Werten findet man bei der EU "JEC Well-to-Tank report v5". Dort gibt es auch xls files mit "Energy Expended" in MJ/MJ_H2. Dort wird z.B. für die Elektrolyse 0.55 und für die Kompression und Transport 0.33 angegeben. Also schon für diese beiden Stufen nur 49% Effizienz. Mit 60% Fuel Cell hätten wir noch 29% bis zur Elektrischen Energie.
Wenn tatsächlich mal nennenswert Wasserstoff grün erzeugt wird, dann wird der wohl zuerst stofflich in der Chemie bzw. Stahl verwertet.
Danke, sehr gute Präsentation und hervorragend verständlich. Könnten Sie mal noch eine Wirkungsgradkette mit Stromproduktion in Namibia, Wasserstoffheerstellung aus Meerwasser, Wandlung zu Ammoniak, Transport im Ammoniakbetriebenen Schiff, Rückwandlung in Wasserstoff darstellen. Das ist ja die Idee unseres BMWK zur Lückenauffüllung des Wasserstoffs, die realisiert werden soll.
Danke!
Interessante Fragestellung zu NH3, ist tatsächlich ein interessantes Thema, habe mal kurz für eine Abschätzung zu Ihrer Fragestellung nachgeschaut, unten gibt es ein Dokument dazu, was natürlich keine solchen Energieflussdiagramme enthält, aber einige Informationen:
Seite 4, Tabelle 1: ca. 50% Wirkungsgrad für NH3 via Elektrolyse + Stickstoffgewinnung. im Mittel 75% Wirkungsgrad der H2-Rückgewinnung aus NH3. Muss man aus den Fragmenten herauslesen, evtl. wurden hier die verschiedenen Quellen nicht homogenisiert.
Dann bliebe noch der Transport: Würde ich aus Namibia mit ca. 90% Wirkungsgrad ansetzen (Bauchgefühl), also 10% der Ladung werden für den Antrieb "verbraucht".
Macht Eta_gesamt = 0.5 x 0.9 x 0.75 = 0.33 = 33% von Strom in Namibia bis H2 in Deutschland.
Quelle:
www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/479/dokumente/uba_kurzeinschaetzung_von_ammoniak_als_energietraeger_und_transportmedium_fuer_wasserstoff.pdf
SUPER!
Die Schnelllader überspringen üblicherweise das Niederspannungs-Verteilnetz, sondern werden direkt an das Mittelspannungsnetz angeschlossen. Deshalb sollte es eigentlich nicht schlechter sein als AC-Laden, eher besser. In beiden Fällen muss einmal von DC auf AC umgewandelt werden, aber die Verluste bei der Niederspannung entfallen.
Interessant wären auch noch die oft diskutierten Benzin/Diesel E-Fuels. Ob es wirklich Verbrennerfahrzeuge gibt mit 30% Wirkungsgrad? Ich rechne immer mit 20 bis 23%. Bei Benzin/Diesel E-Fuels komme ich auf 7,7% Wirkungsgrad (Quelle Fichtner/Bölkow Systemtechnik 27 kWh pro Liter E-Fuels Diesel).
Ich meinte, Brennstoffzellen kommen nicht über 50% Wirkungsgrad. 70% habe ich noch nicht gehört. Außerdem muss man berücksichtigen, dass zwischen der Brennstoffzelle und dem E-Motor noch eine konventionelle E-Auto-Batterie sich befindet und nur ein Teil des Stroms direkt verwendet werden kann.
Gas-Kraftwerke Gas und Dampf (GuD) haben Wirkungsgrade von 60%, Spitzenwerte liegen sogar bei 65%. Somit ist auf jeden Fall der E-Antrieb via Gaskraftwerk etwas günstiger als Brennstoffzellen-elektrisch. Außerdem muss man bei der Brennstoffzelle die hohen Kosten und die geringe Haltbarkeit ins Kalkül ziehen. E-Autos werden nur zu Dunkelflauten auf Langstrecke mit "Gas-Strom" fahren müssen. Die E-Autos haben ja den Speicher eingebaut, die meisten Leute werden im Rahmen von dynamischen Strompreisen dann laden können, wenn der Strom günstig ist und keinen Wasserstoffanteil enthält.
Sehr gutes Video. Meine 2 Cent dazu:
- Auch bei LKW ist die Entscheidung mehr oder weniger für E und gegen Wasserstoff getroffen.
- Die Fahrer haben sowieso gesetzlich verordnete "Ladepausen".
- Ein mit Wasserstoff betriebener LKW ist wesentlich wartungsintensiver. Das heißt auch die Kosten sind höher.
- Die Speditionen können sehr günstig mit ihren Tarifen zu Hause und beim Kunden Strom laden. Nur bei Zwischentops muss öffentlich geladen werden.
- Die Anschaffungskosten sinken demnächst massiv, weil die Akkupreise im freien Fall sind. (50% in den letzten Monaten)
Efuels werden sicher Verwendung finden. Wasserstoff für die Industrie. Aber beide können nicht in ausreichender Menge produziert werden um unsere Massen-Mobilität damit zu bewerkstelligen. Das Potsdamer-Institut für Klimafolgenforschung hat errechnet, dass die 2025 weltweit verfügbaren Mengen an Efuels nicht mal ausreichen werden um die "unverzichtbaren Nachfragen" (Chemie, Flug & Schiffsverkehr) Deutschlands zu decken. Ähnlich sieht es mit Wasserstoff aus. Weil die Herstellung eben so viel Strom kostet und die Anlagen in der große nicht so schnell baubar sind.
Also theoretisch ein guter Ansatz, aber praktisch nicht umsetzbar. Dabei hat man nicht mal die Kosten angeschaut, die auch wesentlich Höher sind als den Strom direkt zu verbrauchen wo es nur geht. Die Anlagen zur Umwandlung kosten Geld und sollen Geld verdienen.
Vielen Dank für die sicher sehr aufwendige Analyse der Kettenwirkungsgrade. Das Verständnis dieser Zusammenhänge hilft allen Zuschauern sicher bei der Entscheidungsfindung für zukünftige Investitionen.
Eine Ergänzung möchte ich noch hinzufügen. Die Kettenwirkungsgrade sind zwar in sich korrekt und plausibel, aber es gibt interessante Möglichkeiten zwischen diesen Ketten zu wechseln.
Am Beispiel des batterie-elektrischen Fahrzeugs.
1. Unschlagbar preiswert, wenn aus eigener Photovoltaik geladen werden kann.
2. Windkraft kann auch mit genutzt werden, wenn nötig und verfügbar.
3. Eigene oder fremde Photovoltaik kann z.B. auswärts genutzt werden, aber natürlich mit zusätzlichen Netzgebühren.
4. Wasserkraft und Biomasse ist ebenfalls über das Netz nutzbar.
5. Fremde Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (Gasturbinen mit Fernwärme-Einspeisung) können mit genutzt werden.
6. Kohle und Braunkohle (im Idealfall ebenfalls mit Fernwärme-Einspeisung) sind notfalls ebenfalls nutzbar.
Was mit batterie-elektrischen Fahrzeugen relativ leicht geht, ist mit reinen Verbrenner- oder H2-Fahrzeugen nicht machbar. Sie sind endgültig auf ihren Energieträger festgelegt.
Solche situationsabhängigen Wechsel sind allenfalls mit aufwendigen, teuren Hybrid-Fahrzeugen möglich. Die Auto-Industrie hat aber die Plug-In Hybriden mit Reichweiten-Verlängerung überhaupt nicht im Focus.
Ein solches Hybridfahrzeug bräuchte einen mittelgroßen Akku mit Wallbox-Lademöglichkeit und der Reichweiten-Verlängerer könnte dann eine H2-Brennstoffzelle, oder ein Dieselmotor, Benzinmotor oder Gasmotor mit eingebautem Generator sein. Der Aufwand für Hybrid-Antriebe ist aber erheblich und alle Komponenten müssen ständig im Fahrzeug mitgeschleppt werden.
Anmerkung:
Für Wärmepumpen zur Gebäudeheizung kann man eine ähnliche Betrachtung anstellen. Mit Strom betrieben können sie alle Energiequellen, die elektrisch verfügbar sind, im beliebigen Wechselspiel nutzen.
Klasse gemacht 🎉
Vielen Dank für Ihre technischen Videos. Zum Gesamtwirkungsgrad gehört aber auch die zuvor benötigte Energie für den Prozess. Eine Batterie hat dann eben nicht für z.B. 1000 Ladezyklen jeweils 0,9*0,8; sondern Ladeleistung *0,72 dividiert durch die aufgewendete Lestung.
Gut dass sie das so hervorragend erklärt haben. Für die Macher der Energiewende und viele Hersteller von Geräten sind Wirkungsgrade offensichtlich egal. Und Kettenwirkungsgrade sind den Grünen offensichtlich gänzlich unbekannt. Und Transportverluste werden sowieso nicht einkalkuliert.
Beim Vergleich E-Auto zu Verbrenner muss für den Verbrenner noch die Energie zur Förderung vom Rohöl oder Abbau und Aufbereitung von Teerschiefer, Transport zur Raffinerie, für die Raffinerie, Produktion der Additive und Transport zur Tankstelle einberechnet werden.
Die Berechnung für die Gasturbinen Kraftwerke verstehe ich nicht. Laut Fraunhofer Institut sollen die Elektrolyse Anlagen direkt am Wind- oder Solarpark stehen, auch um die Netzentgelte zur sparen, ist sonst nicht rentabel. Der Wasserstoff soll dann in Mehrwellen Gas und Dampf Kraftwerken verstromt werden, diese haben einen Wirkungsgrad von über 65%. Wie sei sagten sollte das eher zum Ausgleich von Netzschwankungen dienen, schlimmstenfalls müssen sonst Braunkohlekraftwerke einspringen. Hauptsächlich sollte der Wasserstoff aber in der chemischen Industrie und zur Stahlproduktion verwendet werden!
GuD ist träge - nur Gasturbinen-KW sind schnell genug, daher die 30% Wirkungsgrad.
Ja, Öl braucht auch Energie für die Förderung etc. ich denke, 20% drauf und ist gut - bei einem 5-Liter-Auto würden die 60 kWh/100km dann stimmen, hätte man dazusagen können.
@@energieinfo21 Falsch, Die Förderung von Rohöl bis zur Tankstelle benötigt je Liter 4.6kWh ==> Etwa 0.46l, das sind somit PLUS 50% Minimum.
Nachzulesen in den Bilanzen ALLER!! Ölmultis. Ein 5l PKW benötigt somit NICHT 60kWh/100km, sondern MINIMAL 73kWh.
Der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle scheint mir mit 70% sehr hoch angesetzt. Hab noch mal gegoogelt und finde Angaben 'bis zu' 60%. Reale H2 Fahrzeuge habe noch eine Puffer Batterie, das dürfte den Wirkungsgrad weiter von theoretischen Idealwerten entfernen. Der Hyundai Nexo soll ca 30kWh H2 verbrauchen, der etwas schwerere ioniq 5 18kWh Strom. Das Brennstoffzellen Auto scheint wird etwas idealisiert dargestellt
Gebe ich Ihnen recht: Die 60% sind der bessere, immer noch positiv abgeschätze Wert! Und ja, eine Batterie ist Pflicht, da Brennstoffzellen (und Elektrolysezellen) keine allzu schnellen Lastschwankungen mögen.
Zum Nexo: das sind sogar 40 kWh/100km im realen Testverbrauch (s. Link, ADAC unten).
www.adac.de/rund-ums-fahrzeug/autokatalog/marken-modelle/hyundai/hyundai-nexo/
@@energieinfo21 ja, für unvorhersehbare Spitzen taugt GuD nicht, aber man hat eine Wetter/Windvorhersage, wann die Sonne auf und untergeht oder wann der Himmel bedeckt ist kann man im Norden ganz gut vorhersagen, da taugen auch die GuD Kraftwerke. Und ehe man Wind- und Solarparks abschaltet, weil die Bayern mit ihren Stromtrassen nicht fertig werden, produziert man doch besser Wasserstoff und verstromt den falls man ihn nicht anders loswird. Das bestehende Gasnetz ist für reinen Wasserstoff nicht geeignet, H2 kann Metalle verspröden.
Sehr schöne Produktion!
Es wäre aus meiner Sicht noch interessant, welcher Energieaufwand für das Reinigen von Bio Methan bis zur Erdgasnetztauglichkeit nötig ist. Das wäre ja eine Möglichkeit aus einer bisher meist Grundlastleistung eine Spitzenlastleistung zu machen. Es scheint mir fast so (Bauchgefühl), dass der deutsche Bauer dann durchaus mit Importen aus Chile oder Namibia konkurrieren könnte.
Danke für diese Ergänzung!
Die Aufreinigung halte ich für das kleinere Problem. Das größere Problem ist aus meiner Sicht: Wie kommt das Methangas von den Höfen/Anlagen zu den Netzeinspeisestellen? Stromleitungen existieren bzw. sind relativ einfach zu verlegen, aber Gasleitungen sind eine andere Nummer.
Eine Konzentration von Biogasanlagen in der Nähe von Netzeinspeisepunkten wäre eine Alternative, also die Getreide und anderen Biomasse-Inputs dorthin zu transportieren, um die Leitung zu sparen.
@@energieinfo21 Es muss ja nicht restlos jede Biomethan-Anlage angeschlossen werden. Es gibt genug zentral gelegene kommunale Biotonnen Entleer-Einrichtungen und andere günstig gelegene bestehende Anlagen. Das das heute eh alles Kunststoff-Schläuche sind, sollte bei wenigen Verzweigungen auch die Leckrate im Rahmen bleiben. Wenn man die Wandstärke der Rohre erhöht, kann man vermutlich auch auf die Sandeinbettung verzichten.
Sehr gut gemachtes Video, vielen Dank!
Einziger Kritikpunkt:
Es kommt sehr pro BEV rüber, auch wenn nur die Systematik dargestellt werden soll.
Könnten Sie bitte noch eine Ergänzung machen in dem sie für die Erzeugung des Stroms auch den aktuellen Strommix einbeziehen?
Im Moment ist es ja so, dass in Deutschland keine 100 % erneuerbarer Strom durchgehend verfügbar sind. Wenn die Großkraftwerke, die jetzt vermehrt wieder mit Kohle laufen mit einberechnet werden, kommt noch einmal der Faktor von ca. 0,35 als Wirkungsgrad vor alle Ketten für die Stromerzeugung.
Das macht dann auch den Vergleich mit herkömmlichen Verbrennermotoren möglich, die tatsächlich auch relativ effizient Energie in Bewegung umsetzen.
So entsteht der Eindruck, dass BEV die Beste Option sind, beim derzeitigen Energiemix ist das aber m. E. n. nicht der Fall. Die 55 % Wirkungsgrad des BEV müssten noch mal mit 0,35 multipliziert werden. So kommt man dann auch auf unter 20 %.
Die Netze geben derzeit zudem gar keine Stromnutzung für alle Fahrzeuge (auch LKW) her, so dass es eine rein theoretische Betrachtung ist.
Danke für die ganze Arbeit! Wirklich beeindruckend die Videos in der Qualität alleine zu produzieren!
Danke für die positive Bewertung meiner Videos.
In diesem Video geht es - der Vergleichbarkeit halber - um die Wirkungsgrade ab Kraftwerk für die betrachteten Teilsysteme. Sie haben natürlich Recht: Die Gesamtkette schließt auch die Input-Energie für die Stromgestehung mit ein!
Das könnte dann auch ein Thema werden für einen Gesamtüberblick - die quirlige Stromdiskussion erzeugt einen Strudel, in dem man versinkt und gar nicht mehr die anderen Energienutzungs-Weisen sieht, die ja auch in Konkurrenz für das Futter der Kraftwerke steht! Von den EE einmal abgesehen.
@28:00 gibt es schon zu kaufen von Picea: hauseigener Elektrolyseur, H2-Druckflaschenbündel und Brennstoffzelle und Abwärmenutzung - leider mit ca. 100k€ nicht wirklich massentauglich.
Von diesen Anlagen habe ich auch gehört - bei meinen ca. 1500 EUR Haushalts-Energiekosten sind das ca. 60 Jahre Amortisationsdauer - meine Restlaufzeit ist statistisch viel geringer und die Anlagen haben, wenn ich mich recht entsinne, bei dem VK-Preis 10 Jahre Wartung incl. Danach kommt das noch dazu.
Aber: Ich finde es toll, dass ein Unternehmen solche Maschinen real ausprobiert und in einem abgelegenen Wohnhaus mit höherem Energiebedarf als bei mir ist das effizienter als 1km Leitung zu legen!
Die Wirkungsgradbetrachtung bzw deren -Verbesserung bei Umwandlungsprozessen steht für den Ingenieur natürlich üblicherweise immer an vorderer Stelle.
Wenn es aber wie bei der - politisch gewollten - Energiewende um ganz neue Ansätze geht, die im grossen industriellen Massstab "von oben" in unsere etablierten enrrgetischen Infrastrukturen implementiert werden sollen (- nicht wie bisher als normale technische Weiterentwicklung -) dann spielt die am Schluss des Vortrags angesprochene Wirtschaftlichkeit eine entscheidende Rolle, die das ganze Vorhaben schnell in die Unbezahlbarkeit führen kann. Und damit zum Scheitern.
Abgesehen von den tausenden Windrädern und PV Anlagen: Ich denke nur an neu zu errichtende und zu unterhaltende grosstechnische Anlagen zur Elektrolyse,Transportkapazitäten für H2 bzw NH3 , Speicher und Netze für H2, Capturing & storing von CO2, viele neu zu bauende Stromtrassen, die wenig ausgelastet sein werden. Alles nur, um die volatilen EE zu nutzen.
Wie immer sehr gut dargestellt und erklärt. Tolle Arbeit.
Jedoch die "gewählten" Zahlen , Schlussfolgerungen und Annahmen erwecken bei mir den Eindruck, das hier aktiv gegen das E-Fahrzeug und für eine, zu priorisierende, Wasserstofftechnik gearbeitet wird. Das wir eher den Wasserstoff bis in die letzten Haushalte leiten, als ihn in Großkraftwerken zu verstromen, kann bestenfalls nur Sinn machen, wenn wir eine 100% Energiegewinnung aus Wasserstoff hätten. Der übermittelte Inhalt des Videos ist für mich nicht komplett und somit irreführend. Ich würde mich freuen, wenn die Wirkungsgradketten einmal im Gesamtkontext Strombedarf bzw. sogar Energiebedarf dargestellt würden. Hier ergibt sich ein ganz anderes Bild.
Aus meiner Sicht wird bei Wasserstoff in der Öffentlichkeit für den Endnutzer "gegengearbeitet" und eine offene Diskussion nicht gefördert, Stichwort "Champagner der Energiewende" nur für die Edlen, nicht für das gemeine Volk.
Die BZ als Power2Power-Bestandteil ist von mir mit 70% definitiv zu hoch angesetzt, mit PEM-FC oder AFC wäre man real bei 55% (60% Zellwirkungsgrad), das werde ich für ein eventuelles Nachklapp-Video noch einmal ansprechen/aufbereiten.
Insofern nehme ich Ihre Kritik gerne auf!
@@energieinfo21 "Champangner der Energiewende"... den Begriff hat wohl Volker Q. geprägt und spielt sicherlich auf die Verfügbarkeit bzw. den Aufwand der Erzeugung an. Da bin ich bei ihm. Unabhängig davon mit welchem Aufwand wir heute den Wasserstoff herstellen können ist doch die Frage wieviel wir davon zukünftig zur Verfügung haben, wenn wir die indiskutierbare Menge für die Industrie abziehen. Die Diskussion ob und wie wir Wasserstoff für "den Einzelnen" nutzen sollten wir uns erst stellen, wenn die Möglichkeit besteht Wasserstoff für die breite Masse zur Verfügung zu stellen. Das sehe ich heute nicht.
Fr. Kemfert?
Auch die breite Masse hat ein Recht auf Energie zum Leben - da sollte man shiften können.
@energieinfo21
Wen meinen Sie mit "Öffentlichkeit"? Eventuell die damit beschäftigten Wissenschaftler, oder Betriebswirtschaftsler, die eben sämtliche Aufwendungen für einen Antriebsstrang einbeziehen müssen und nicht durch Weglassen zum gewünschten Ergebnis kommen dürfen.
In den 90ger Jahren hatte ich schon Berichte über Forschungen mit Wasserstoff-Antrieben gesehen. Ich wette, wenn soetwas schon im Fernsehen kam, gab es diese Forschung schon viel länger. Ich war davon begeistert, es hieß, daß Prinzip ist geklärt, es müsse nur noch optimiert werden, um wirtschaftlich zu sein. Und was ist das Ergebnis von über 30 Jahren ergebnisoffener Forschung und Optimierung?
Wieviele Hersteller haben wieviele Brennstoffzellen-Fahrzeuge verkauft, weltweit?
Ich denke mal, wenige gegenüber BEV. Das hat seine Gründe, die unmöglich an einer vermutlich deutschen links-grünen Öffentlichkeit liegen, zumindest weltweit nicht.
Ja, wir brauchen grünen Wasserstoff. Jede Menge für viele Anwendungszwecke. Und genau deshalb können wir ihn unmöglich für Anwendungen verpulvern, bei denen es inzwischen deutlich bessere Alternativen gibt.
Wenn es nach 30 Jahren noch keine akzeptablen Ergebnisse gibt, wird es in den nächsten 10 Jahren auch keine geben. Es sei denn, Sie unterstellen den bisher damit Beschäftigten Unfähigkeit.
In dem Zusammenhang jetzt mit der Aussage Champagner für H2 soziale Schichten gegeneinander auszuspielen, ist doch billig. Sie wissen, wie es gemeint ist.
Sorry, ich wundere mich etwas über Beispiel 3.
Wo kommt denn der Kohlenstoff plötzlich her? Er soll ja aus der Luft gewonnen werden, weil er ja später am Auspuff wieder in die Luft entlassen wird. Gibt es den für lau?
Ehrlich gerechnet müssten also von den 100% am Anfang schon mal einige Prozente für die "Kohlenstoffgewinnung" abgezweigt werden.
Wir wissen alle, dass wir im Land nicht genügend Kapazitäten, also kommen noch diverse Transport-Verluste aus z. B. Chile bis zur Tanke hinzu.
Also, sorry, alles durch Weglassen recht schön gerechnet 😢😢
H2 → CH4 wird mit 90% Wirkungsgrad angegeben - da wäre noch Luft selbst für DAC.
Aber vielleicht genauso "schöngerechnet" wie NH3 aus Namibia?
Und was heißt "schöngerechnet"? Ich habe gesagt, dass das ungefähre Zahlen sind (vielleicht den Teil des Videos nicht gesehen).
Könnte aus bestehenden Kohlekraftwerken kommen. Oder aus der Stahlproduktion. Aus aus Biogasanlagen.
Dazu: Professor Michael Sterner, Regensburg.
@@energieinfo21 ich hab das Video schon ganz gesehen. Wollen wir hier wirklich mit solchen Suggestivfragen anfangen? Wäre schade.
Bleibt meine bisher unbeantwortete Frage, wo kommt plötzlich das C aus CH4 her? Vorzugsweise aus der Luft mit DACCS, was nicht unbedeutend energetisch aufwendig ist. Und wenn auch dieser Aufwand aus EE sein soll, muss er zwingend von den 100% ganz links abgezogen werden, wenn wir das ganze Verfahren und nicht nur einen Teilstrang betrachtet werden soll.
Ich verstehe nicht, warum die CO2-Gewinnung, die für dieses Verfahren zwingend notwendig ist, nicht mal genannt, geschweige denn einberechnet wurde.
@@andreasschmalzl1752 könnte...
Hat Namibia, oder Chile (die Liste ist nur beispielhaft) eine ausreichende Stahlindustrie, Kohlekraftwerke, Brauereien ...., um genügend CO2 bereit zu stellen?
Und selbst wenn, was ich bezweifle, ist auch dort die CO2-Abscheidung mit energetischem Aufwand verbunden, den ich in der Präsentation vermisse. Aber eben zwingend dazu gehört.
Um es deutlich zu sagen, wir brauchen E-Fuels, in seinen verschiedensten Formen. Und davon jede Menge, was ein echtes Problem ist.
Aber für Industrie, Luftfahrt, Schifffahrt, Schwerlasttransport, große Baumaschinen, und und und, wo es tatsächlich weltweit zZ.noch keine bezahlbaren Alternativen gibt.
Und ich kann mir einfach nicht vorstellen, dass dann noch etwas für den vergleichsweise kleinen deutschen PKW-Markt übrig bleibt. Zumindest nicht zu dem Preis, den wir bereit sein werden, zu zahlen. Denn der Preis richtet sich einerseits an den Herstellungskosten, das ist die untere Grenze, aber halt auch an der Nachfrage. Und da sind wir PKW-Fahrer nicht alleine.
Sabattier liegt bei 85-90% Wirkungsgrad, Methanisierung, da bleiben dann noch 20-30% für die CO2-Beschaffung. Also implizit drin, nicht genannt.
Danke für die Erläuterungen zum Kettenwirkungsgrad. Im Beispiel E-fuels haben Sie H2 unter Hinzunahme von C zu CH4 also Methan konvertiert. Das ist sicher technisch machbar aber woher kommt nun das C ? Aus CO2 von anderen Prozessen? Gibt es dafür belastbare Wirkungsgradermittlungen?
Wäre es für ein E-fuel nicht sinnvoller und vom Prozess einfacher, das H2 an eine Trägerflüssigkeit zu binden (LOHC), die es bei Bedarf wieder freigibt?
Berechtigte Nachfrage: Für die Erzeugung von CH4 aus CO2+H2 habe ich ca. 90% als Wirkungsgrad gefunden, mir gesagt: Da gehe ich runter auf 60%, so dass auch Direct Air Capture möglich wäre. Angaben von Strom zu CH4, also incl. Elektrolyse, bewegen sich bei ca. 50% (bei mir 45%).
Habe aber noch mal zur DAC nachgeschaut: Die rechnen mit ca. 2 kWh pro kg C (Link zum einem Artikel s. u.) für die C-Extraktion:
Mache das hier ganz grob: 1m³ CH4 = ca. 0,7kg entspricht ca. 0.5kg C-Anteil und DAC braucht 1 kWh dafür. 1 m³ CH4 hat ca. 10 kWh Energieinhalt. Das wären dann tatsächlich nur ~10% Energieaufwand für das C-Einfangen - in realen Anlagen ist das natürlich immer noch etwas ungünstiger, aber DAC wäre so mit dabei.
Sie Speicherung in einer Trägerflüssigkeit ist eine geniale Methode, aber: Wie viele atomare Masseneinheiten brauche ich, um ein H festzuhalten. Bei CH4 sind es 3 (C-12 + 4 x H-1), die Trägerflüssigkeiten haben viel mehr Brimborium, um ein H festzuhalten. Aber: Wenn es für Pkw nicht hilft, für Langzeitspeicher, dann auch z.B. im Haushalt, gibt es keine bessere Grundidee!
Fig. 2 (ca. bei 25% des Artikels)
www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590174522000538
Katar soll den Wasserstoff in Form von Ammoniak anliefern. Ammoniak ist u.a. ein E-Fuel und lässt sich einfach speichern, bzw. durch Rohrsysteme wie das Erdgasnetz verteilt werden.
Was spricht dagegen, damit direkt zu arbeiten? Eine Trennung des Stickstoffs und des Wasserstoffs halte ich für wenig effizient.
Eher nichts - man muss allerdings die Risiken und Nebenwirkungen von NH3 gegen H2 unter "Haushaltsbedingungen", wenn man es in unsere Häuser bringt, abwägen.
Zum Vergleich zwei Links - gleiche Quelle, schnelle Recherche, mal nicht wikipedia, dort findet man das natürlich auch:
NH3 www.bad-gmbh.de/glossar/ammoniak/
H2 www.bad-gmbh.de/glossar/wasserstoff/
Die Wirkungsgradketten nur insofern relevant dass sie zeigen wieviel Endenergie/Nutzenergie man für eine vorgegebene Eingangsenergiemenge man erhält. Das ist ist allerdings nur von akademischen Wert und auch nur ein Teil der Gesamtbetrachtung, so wie sie zum Schluss skizziert wurde. Was hier nicht berücksicht wurde wieviel Energie für die Bereitstellung der Anlagen für die jeweiligen Umwandlungs- und Speicherschritte bezogen auch auf die Lebensdauer der jeweiligen Anlagen benötigt wird. Was nützt ein hoher Gesamtwirkungsgrad einer Lösung, wenn eine andere Lösung zwar einen geringeren Gesamtwirkungsgrad hat, aber weniger und günstigere Resourcen benötigt.
Solange aktuell noch keine Energiebereitstellung mit 100 % EE erfolgt, spielt auch noch eine Rolle wieviel CO2 eine neue Lösung gegenüber einer aktuell vorhandenen Lösung verursacht.
So ist es fraglich ob wenn man auch nur rein den Betrieb betrachtet, ein E-Auto tatsächlich besser ist als ein typischer Verbrenner. Ein neues E-Auto braucht zusätzlichen Strom, der zwangsläufig die Residuallast erhöht. Bei 60 % EE Deckung gibt es noch 40 % Verbraucher die noch lange Zeit alle durch den Neubau von Anlagen zusätzliche EE auch verbrauchen können, so dass zusätzlicher CO2-armer EE Strom für E-Autos gar nicht zur Verfügung steht. So muss jede zusätzliche kWh für E-Autos noch lange durch Residualkraftwerke mit 1.000+ gCO2/kWh bereitgestellt werden. Nimmt man an dass ein E-Auto 20 kWh/100 km verbraucht, so sind das dann 200 gCO2/km, ein Verbrenner mit 6 l Diesel/100 km hat einen Ausstoß von etwa 160 gCO2/kWh. Dabei ist jetzt auch der höhere CO2 Rucksack des E-Autos gegenüber eines mit Diesel betriebenen Fahrzeugs berücksichtigt. Dieser Rucksack wird unter aktuellen Bedingungen nicht abgebaut werden.
Ähnliches gilt übrigens auch für Wärmepumpen.
Deshalb sollte aktuell die Priorität nicht darin liegen möglichst viele zusätzliche Stromverbraucher ans Netz zu bringen, sondern die Residuallastdeckung möglichst schnell auf CO2-frei umzustellen. Und das heißt im wesentlichen viel mehr Speichermöglichkeiten zu schaffen, und vorhandene effizienter zu nutzen, auch um EE Abregelungen zu vermeiden.
Hier sollte auch der mit rund 40 TWh/Jahr größte EE Speicher Biogas nicht vergessen werden. Anstatt Bandstrom mit einer Leistung von etwa 5 GW zu liefern sollte eine Umwandlung hin zu Spitzenlaststrom erfolgen, so dass fossiles Gas aus dem Markt verdrängt wird. Stattdessen wird aber derzeit auf wasserstoffbetriebene Gastrubinenkraftwerke gesetzt, und die Biogasinfrastruktur durch restriktive Ausschreibungen vernichtet, weil Biogas nicht in die Ideologie passt.
Sehr geehrter Herr Dr. Bockhorst,
Wie würde sich die Wirkungsgradkette ändern wenn der Wasserstoff aus Nigeria kommen würde. In Nigeria müsste erst einmal Prozesswasser über Meerwasserentsalzunganlagen herstellen. Einen Teil des gewonnen Wasserstoffes müsste ich in der Nacht verwenden wenn die Solaranlagen keinen Strom liefern ( die Elektrolyseure können sicherlich nicht beliegig geregelt werden ) oder aber ich habe riesige Speichermöglichenkeiten in Form von Akkus! Dann müsste ich den Wasserstoff nach Europa, große Verluste beim Transport oder produziere Amonjiak und verschiffe den nach Europa.
Und eine ganz wichtige Frage, was kostet am Ende die Kwh?
Nur auf die Schnelle: Mit Wirkungsgraden zu NH3 und dann wieder H2 aus NH3 habe ich mich bisher nicht beschäftigt, weil Zeit immer limitierend ist, aber besonders der Prozessschritt NH3 → H2 nach meiner Kenntnis nicht weit verbreitet ist und das Auffinden sinnvoller Wirkungsgradinformationen noch schwerer ist als sonst - aber ich habe es auf dem Schirm.
Irgendwo hatte ich Preiskalkulationen gesehen, pro Energiemenge war es nach der Rechnung in der Größenordnung der Erdgaspreise - wo man aber wieder nachhaken müsste, ob das mit/ohne Fördergelder und unter brauchbaren Annahmen erarbeitet wurde.
Ein H2-Gasnetz bis zum Endverbraucher? Halte ich für riskant.
Unrealistisch.
Je mehr Wärmepumpen eingesetzt werden umso weniger rechnet sich das Verteilernetzwerk. Die werden nach und nach zurück gebaut.
Gibt es eigentlich Quellen für die ganzen Zahlen?
Zumindest mit den Verlusten im realen BEV komme ich nicht klar, weil ich da eigene Erfahrungen habe.
Sie werden im Auto mit 30% (8+22) angegeben. Zumindest mein 2021 angeschafter KIA E-Soul (also nicht gerade die aktuellste Technik) richtet sich nicht danach. Wir sind damit Stand heute rund 43700 km gefahren und mussten dafür 8660 kWh laden, an der Ladesäule bezahlt, also nicht geschönte Werte vom Auto. Mit einem Verlust von 30% ab Ladesäule wäre das unmöglich zu schaffen.
Bevor Fragen kommen, es ist unser einziges Familienauto, nutzen es Sommer wie Winter, ca. 75% Kurzstrecken bis maximal 300 km am Tag, Rest sind Urlaube bis 2000 km die Woche. Und Reisegeschwindigkeit wo möglich 135 kmh.
Die Zahlen sind ca.-Angaben, die ich im Kopf habe - bis auf die FC, da ist mir der Brennstoffzellen-Wirkungsgrad reingerutscht.
Die Angabe, die ich gemacht habe, bezieht sich auf die Kette vom KW bis zur mechanischen Energie. Da sind mindestens 5% für die Netzverteilungs-Infrastruktur zu berücksichtigen, dann noch ggf. die Umwandlung von Netzstrom über die Ladeeinrichtung.
Dazu ist die Frage, ob Ihr Fahrzeug die in der Batterie befindliche Menge an Energie berücksichtigt oder ob die Energiemenge ab Fahrzeug-Kupplung(Strom) misst.
Die Angaben schwanken für das Fahrzeug selbst von ca. 60 ... 80%, wenn man im WWW sucht.
In einem wissenschaftlichen Artikel wurde günstiger CO2-armer Wasserstoff aus Kernenergie als 1kg H2 für 3,50€ definiert. Die gleiche Menge Energie enthalten >3kg Kohle für 11 Cent oder 14 Cent für Erdgas.
33kWh / 0.8 sind ungefähr 40 kWh Strombedarf zu 5ct/kWh bei Elektrolyse ohne Kosten der Elektrolysezelle, macht also 2 € - die 3.5 € halte ich für einen guten Richtwert!
Zu den Kohlepreisen: 3 kg Kohle kosten schon 25 ct für die CO2-Abgabe bei Industrieprozessen. Und es sind eher 4-5 kg hochwertige Steinkohle (ca. 8 kWh/kg) bzw. 6-7 kg Braunkohle aus DE.
14ct bei Erdgas: Welche Menge? kWh? Dann muss ich dafür mindestens 33 kWh kaufen um 1 kg H2 zu ersetzen ... ich denke, dass man 1 kWh Erdgas für ca. 5ct bekommt und damit ist dieser Weg vergleichbar mit Elektrolyse mit KKW-Strom.
Können Sie einen Link o.Ä. zu besagtem Artikel bereitstellen?
@@energieinfo21 Ich war nur von den 33 kwh ausgegangen und habe ungefähre Weltmarktpreise (Kohle 40€/t und Erdgas 2€/mmbtu =2€/293kwh) genommen, weil wir (noch) mit dem Weltmarkt konkurrieren wollen. Klar die Weltmarktpreise für Kohle und Erdgas werden steigen, war halt so aus der Hüfte geschossen. Dennoch ist der Abstand auch bei 2€/kg Wasserstoff enorm. Bleibe dabei dass Kernenergie in Form einfach zu bauender und bedienender Kraftwerke das beste Mittel in Sachen Ressourcenschonung sind.
@@maasl3873Hinkley Point und Flamonville.
Auch die Finnen haben ihre Erfahrungen mit dem Neubau gemacht.
Moderne PV Module kosten pro kWp derzeit etwa 100€. Damit kann man in Drutschland 1000kWh erzeugen. Pro Jahr. Und das etwa 40 Jahre lang.
Somit geht die Rechnung so:
100€/(1000kWh×40)=0,0025€/kWh.
Die Erzeugung in einem AKW wird von den Fans mit 0,025€ angegeben.
Faktor 10.
Die Systemkosten für PV, Wind und Flamanville liegen bei ca. 10000 EUR/kW mittlerer Leistung ... sind also durchaus vergleichbar. Systemkosten mit Installation und Netzintegration. Die Module sind tatsächlich so billig geworden, dass man eher Module aufs Dach knallt als Dachziegel, wenn man es dann so dicht bekommt ;-)
Sorry, da kann ich alles so nicht stehen lassen. 1. Die Gaskraftwerke werden mit Sicherheit (99 %) auch wärmegekoppelt. Das ist auch der Grund, warum jetzt Kohlekraftwerke weiterlaufen, die Wärme wird genutzt. Bei Gaskraftwerken habe ich vor 15 Jahren gelernt, dass 90 % Wirkungsgrad möglich sind (mit Wärmekopplung). Zur Not speichert man die Abwärme (wobei ich auch kein Freund der Technik bin).2. Die Brennstoffzellen in den Fahrzeugen sind Niedertemperatur Zellen mit 40-60 % Wirkungsgrad. Keine 70! Auch Überraschung: FCV Fahrzeuge sind schwer! Gleiches Gewicht wie ein BEV. Toyota Mirai II 1,9 Tonnen (und kaum Stauraum, man braucht ja nur eine Brennstoffzelle, Akkus und zwei Tanks). 3. Lkw FCV sind die Reichweiten mit Hochdrucktanks gar nicht möglich, es soll auf minus 250 °C abgekühlt werden! Noch mehr Verluste! 4. Da währe noch der Wirkungsgrad der Batterien, ich habe noch kein Datenblatt von Batterien unter 95 % gesehen (gilt nur für Blei)! Wenn wir schnelladen, könnte es auf 85 % kommen, aber 70 % müssen sie mir erklären! Einzig Batteriekühlung bei Schnellladevorgängen (150-350 KW). Batterien zum Schnellladen haben einen sehr geringen Innenwiderstand. Wenn wir E-Fuels (oder Wasserstoff) erzeugen, dann müssen sie bei langen Dunkelflauten ja auch die Erzeugung mit H2 Gaskraftwerken mit einrechnen. Diese sollen ja von Tagen bis Wochen ausgleichen. Finde ich generell grenzwertig, es wird ja nicht ganz Deutschland mit 20 GW Wasserstoff Gaskraftwerken gespeist! Selbst in einer Dunkelflaute gibt es noch andere EE Energieerzeuger und wie erwähnt kommt das auch für Wasserstoff oder E-Fuels zu tragen (und wenn es nur Transport, Lagerung oder die Befüllung ist). Das ist alles komplex. Deswegen sieht das bei Ihnen stark nach Cherry picking aus! Ist schon schwer erträglich 100 % H2 Gaskraftwerke bei BEV zu bringen, bringt mich schwer auf die Palme!!
Jo. Fangen wir mit 1. an: 99% Wirkungsgrad oder 99% der Gaskraftwerke mit KWK?
@@energieinfo21 da haben wir zwei Möglichkeiten KWK da sind es 90% oder Gas und Dampf Kombi über 60%
Wirkungsgrad ist bezogen auf das, was man erzeugen will. Wenn man im Sommer nachts kaum Wind hat, will man nur Strom, Wärme eher nicht.
Und dass man mit der Wärme nichts mehr anfangen kann, außer sie "nutzbringend" als Fernwärme anzubieten, ist offensichtlich. Ansonsten würde man noch mehr Strom draus machen.
Das spricht nicht gegen den Wirkungsgrad der Kraftwerke insgesamt, aber Wärme treibt halt keine Autos und keine Elektroverbraucher im Haushalt an.
@@hb-man wärme ist eines der größten Probleme der EE. Damit ist das ein großer Unterschied. Gerade Prozesswärme für die Industrie.
Da die Gaskraftewerke nur als Lückenbüsser dienen und eben nicht permanent betrieben werden, ist auch die Wärmenutzung nicht kalkulierbar.
Vielen Dank für diese ausgezeichnete Erklärung. Meine Erkenntnis ist, dass für die Mobilität E-Fuel mit einem Benzinhybridauto die beste Lösung ist. Ein Hybridauto hat schon heute den Vorteil, dass es mit 1200kg Gewicht eine Reichweite von 800-900km bietet, bei einem Wirkungsgrad von 40+%. Betrieben durch E-Fuel wäre der Wirkungsgrad etwa 20% mindestens so gut wie ein BEV-Auto aber mit dem Vorteil des geringeren Ressourcenaufwand bei der Erstellung, beim Gebrauch der Strasse, der zeitlichen und effektiven Reichweite. (Vollhybrid mit 1-2kWh Akku, nicht Plug-In).
Je nach Fahrmodus sind Hybride sicher eine sehr gute Alternative. Ich persönlich würde ein Hybrid mit elektrischem Antriebsstrang und (leihbarem?) Range-Extender bevorzugen, da ich meist handliche Strecken fahre, aber auch mal unabhängig weiter kommen muss. Bei meinem Fahrprofil würde die Batterie eines BEV teilgenutzt vergammeln (=altern).
@@energieinfo21 Ja heute wird alles Hybrid genannt. Es muss ein Vollyhbrid (aber kein Plug-In) sein (System Toyota oder jetzt auch Honda) wo man rein elektrisch anfährt, d.h. man spart die Kupplung, man braucht kein Turbo (Atkinson), man Rekupperiert, die Klimanlage funktioniert elektrisch, kein komplexes DSG Getriebe sondern Lastverterteilung über ein Planetengetriebe das Benzinmotor, Elektromotor, Generator steuert und man hat 1-2kWh Batterie für ca. 2km rein elektrische Fahrweise (bald vielleicht -5kWh), man braucht keine Ladestation, die bestehende Infrastruktur wird benutzt. Leider sind die Akkus viel zu schwer und werden es noch sehr lange bleiben und sie haben den Nachteil, dass ob voll oder leer, man schleppt immer gleich viel Gewicht herum, ca. 120kg pro 100km Reichweite und im Winter sind es 150kg pro 100km und es braucht einen ungeheuren Aufwand für den Umbau der Infrastruktur. Mein Hybrid hat einen 36l Tank = 26kg wenn voll = 900km Reichweite oder 2kg wenn auf Reserve für 50km. Und mit E-Fuel wäre das dann auch so.
Multiplikation