Energieträger der Zukunft für Transport (PKW/LKW/ZUG) - Wer macht das Rennen - Was ist sinnvoll?

Wieder Da

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Bezug nehmend auf diesen Artikel im Handelsblatt treibt mich nicht erst seit gestern die Frage um, welcher Träger der Beste/sinnvollste ist für die Zukunft. Wasserstoff? Batterie? Beide Systeme haben Vor und Nachteile. Ich kann keinem System so richtig den Vorzug geben. Wasserstoff scheint in der Herstellung ungleich teurer zu sein als Batterie. Wenn man aber die Batterien fair produzieren lässt von Anfang an, also bereits im Zuge der Gewinnung der benötigten Rohstoffe, dann steigen auch hier die Preise enorm an. Dann könnte u.U. sogar der Wasserstoff günstiger sein.
Der herkömmliche Verbrenner wird über kurz oder lang nur noch eine geringe Rolle spielen. Sozusagen als Auslaufmodell. Viele Städte möchten die lauten stinkenden Verkehrsteilnehmer nicht mehr in ihren Citys haben und denken deshalb über Alternativen nach. Müllabfuhr per Pferdewagen bspw. oder Fahrverbote...

Wo geht die Riese hin? Was denkt ihr?
 

Wieder Da

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Wasserstoff ist als Energieträger viel zu teuer, zudem hat man ein Lager- und Transportproblem. (Das geht nämlich nicht so einfach, wie immer beschrieben). Bleibt die Batterie bzw. Brennstoffzelle als Energielieferant übrig. Es wird m.A. auf eine Hybrid der beiden Formen hinauslaufen. Aber Erleben werden wir das nicht mehr.....
 

maschwa

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Wobei die Batterie nach derzeitigem Entwicklungsstand auch endliche Resourcen hat.... Wasserstoff würde ich zumindest für Triebzüge, LKW und Busse so noch nicht ganz ausschließen!

Trotz allem scheint mir gerade der Stromer eine Mogelpackung, denn der kommt nicht nur aus der Steckdose sondern muss da auch rein... und da bin ich noch immer skeptisch, so "schnell" wie der Ausbau hier ist. Das einzig schnelle ist da derzeit das Abschalten

MfG maschwa
 

Wieder Da

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Eben. Die Rohstoffe für die Batterien sind endlich. Wenn man sich auf die Erde beschränkt. Das wir auch auf anderen Planeten oder Asteroiden abbauen können halte ich für wahrscheinlich. Nur nutzt ins das momentan noch nix. Receycling? Kann man das schon? Bis zu welchem Grad? Bzw. Welche Rohstoffe kann man wieder verwenden? Bin da nicht so ganz auf dem Laufenden.
Wasser wäre ausreichend da. Der Rohstoff sollte nicht das Problem sein.
Das Problem sehe ich hier bei der Energie, die eingesetzt werden muss, den Wasserstoff herzustellen. Die muss ja auch von iwoher kommen. Konventiolle Kraftwerke werden auch langsam immer weniger. Naturenergie ist auch nur begrenzt vorhanden. Es gab mal Pläne für ein riesiges Wasserkraftwerk im Pott iwo. Ob diese Pläne noch aktuell sind, weiß ich nicht. Hatte mal im National Geografic was drüber gelesen vor einiger Zeit. Soll wohl ne theoretische Leistung haben um ein paar Städte zu versorgen... Wenn man sowas baut und vlt noch ein paar andere geeignete Standorte für ähnliche Kraftwerke könnte man in Verbindung mit dem anderen natürlichen Energieformen (Wind, Sonne) eine stabile EV himbekommen ohne alles zu überlasten.
Batterien in Fahrzeugen müssen ja auch geladen werden. Dafür braucht es eine entsprechende Infrastruktur. In einigen Gegenden von DE sieht es da ziemlich düster aus. Was nützt mir das beste E-Mobil, wenn ich's nicht laden kann. Oder alle wollen gleichzeitig und es macht Zisch und die Leitung ist durchgeschmort.
Dann schon eher Wasserstoff. Der benötigt zwar auch Strom aber in Summe meine ich nicht so viel wie die Batterie zum Laden...


Es wird nicht einfacher...
 

Martin

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Auch Erdöl ist endlich. Und obwohl es schon öfters längst ausgegangen sein sollte, wird es immer noch zu Hauf gefördert. Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen lassen sich Akkus recyceln. Hier wird es sicherlich in der Zukunft noch deutliche Verbesserungen beim Prozess geben. Das fordert aber natürlich auch, dass die Leute ihren Müll nicht einfach in den Wald oder den Restmüll werfen. Da landen immer noch viel zu viele Elektrogeräte und Batterien.

Die Verluste bei der Herstellung und Verstromung in der Brennstoffzelle sind weit höher als die Verlust ein einer Li-Ion-Batterie. Dazu braucht jedes Wasserstoff-Fahrzeug auch eine (kleinere) Batterie weil die Brennstoffzelle nicht so schnell regelbar ist und keine kurzzeitigen Leistungsspitzen (Beschleunigung) abdecken kann.
 

Wieder Da

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@Martin wie siehst Du das Problem der Reichweite? Batterie oder Wasserstoff?

Mach heutigen Maßstäben komme ich mit einem Wasserstoffauto weoter als mit der Batterie. Das wird sich ändern denke ich...
 

derThomas

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Gerade auf der Schiene finde ich Batterietechnik ziemlich interessant. Ladestationen sind schon vorhanden (Oberleitungen) oder können punktuell in Bahnhöfen mit Standzeit nachgerüstet werden.
Der Preis für Batteriezellen pro KW/h befindet sich seit Jahren im Fall, und am ende der Lebensdauer den Zug kann man sie noch als Stromspeicher verwenden.
Und am ende dann ein Recycling der Rohstoffe aus der Batterie.

Als größte Probleme für den Wasserstoffantrieb sehe ich zur Zeit die Hohen Preise,schlechter Wirkungsgrad, schwierige Lagerung und bedenklicher Co2 Ausstoß solange er meist noch aus Erdgas gewonnen wird.
 

Martin

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Die Reichweite von den heutigen Elektrofahrzeugen sollte doch wirklich ausreichend sein.
Kein Schwein muss 1000 km am Stück fahren, das sind doch alles nur Einbildungen von manchen Petrolheads.
Die Lokführer regen sich über schwarze Balken auf und fordern Pausen und Fahrzeitbeschränkungen. Im eigenen Auto will man dann 1000 km am Stück fahren. Wo ist da die Logik?
Da macht man doch lieber mal ne halbe Stunde Pause und lädt zwischendurch.

Genauso verrückt die Raserei in Deutschland, der einzigen Nation wo man mit 250+ km/h auf der Autobahn fahren "muss". Ich denke, das wird sich über kurz oder lang auch noch ändern. Wenn man mit vernünftiger Geschwindigkeit unterwegs ist, sinkt der Energieverbrauch enorm und dadurch steigt die Reichweite.
 

Treibrad

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Der herkömmliche Verbrenner wird über kurz oder lang nur noch eine geringe Rolle spielen. Sozusagen als Auslaufmodell. Viele Städte möchten die lauten stinkenden Verkehrsteilnehmer nicht mehr in ihren Citys haben und denken deshalb über Alternativen nach. Müllabfuhr per Pferdewagen bspw. oder Fahrverbote...
Bei größeren Fahrzeugen Wasserstoff, dann aber direkt verbrannt. Da der Verbrenner in einigen Aspekten unschlagbare Vorteile bietet, die batteriegetriebene E-Mobilität nie bieten wird, wird es auch E-Fuel im größeren Maßstab irgendwann geben.

Die Reichweite von den heutigen Elektrofahrzeugen sollte doch wirklich ausreichend sein.
Die von den sehr teuren Premiumexpemplaren ja, bei Kompaktwagen bis auf wenige Ausnahmen keiner und bei Kleinwagen durch die Bank ungenügend.
Man muss bedenken, dass mit dem Lebensalter auch die Reichweite immer weiter zurückgeht und gerade mit dem löchrigen und problematischen Ladennetz man nicht alles ausreizen kann, ohne in Gefahr zu laufen, irgendwann mal liegenzubleiben. Und der größte Pferdefuß ist beim Elektroauto für die, die keine feste Lademöglichkeit beim AG und keinen festen Standplatz mit Lademöglichkeit vor der Wohnung/Haus oder in unmittelbarer Nähe haben. Sprich der kleine Mann ist mit dem E-Auto am Arsch bzw. wenn die Verbrenner künstlich weiter verteuert werden. Das läuft alles auf einen Verkehrsinfarkt und Deindustralisierung Europas hinaus inkl. sporadisch und regelmäßig kollabierende Stromversorgung.
Bisschen üben zur Eingewöhnung tun wir ja schon jetzt mit Lockdown light, medium, hard und dann als abschließende Krönung der totale.
 
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Gerd Belo

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Bei größeren Fahrzeugen Wasserstoff, dann aber direkt verbrannt. Da der Verbrenner in einigen Aspekten unschlagbare Vorteile bietet, die batteriegetriebene E-Mobilität nie bieten wird, wird es auch E-Fuel im größeren Maßstab irgendwann geben.
Wasserstoff lässt sich nicht so ohne weiteres in herkömmlichen (wenn auch modifizierten) Motoren verbrennen. Da entsteht zwar kaum CO2, dafür andere Schadstoffe, mehr als beim klassischen Verbrenner. Dazu kommt, das für Lagerung und Transport von Wasserstoff ein erheblicher Aufwand betrieben werden muss. Ist also höchstens eine Übergangstechnologie.
 

Treibrad

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Wasserstoff lässt sich nicht so ohne weiteres in herkömmlichen (wenn auch modifizierten) Motoren verbrennen. Da entsteht zwar kaum CO2, dafür andere Schadstoffe, mehr als beim klassischen Verbrenner. Dazu kommt, das für Lagerung und Transport von Wasserstoff ein erheblicher Aufwand betrieben werden muss. Ist also höchstens eine Übergangstechnologie.
Angepasste/neuentwickelte Motoren klar, aber kein Hexenwerk und einige Hersteller haben schon fertige Konzepte. Schadstoffe hauptsächlich NOx. Vorteil gegenüber Brennstoffzelle sind Gewicht, Investitionskosten und Wartung.
Bis jetzt scheitert das Konzept halt am Wasserstoff. Nur mit großen Verlusten zu speichern, lagern und zu transportieren.
Dazu explosiv.
Man kann allerdings auch Erdgasinfrastruktur nutzen, um ihn rein oder gemischt zu transportieren.
"Die" Technologie wird es eh nicht geben, weil sie alle gewisse Vorteile, aber auch gewisse Nachteile haben. Wasserstoff wird aber in Zukunft eine bedeutende Rolle haben, alleine schon um regenerative Energie schnell lokal in großen Mengen zwischenspeichern und wird wieder schnell umsetzen zu können. Herstellung von E-Fuels ist langwierig, aber die einzige Option weiter große Flugzeuge betreiben zu können. Batterie scheidet wegen niedriger Energiedichte aus und will auch keiner sporadisch Hindenburgs haben.
Batterie in Langstrecken-Lkw auch wenig tauglich. Selbst bei Pkw muss man neben Batterie noch auf Wasserstoff/E-Fuel setzen, weil sonst die Kosten für Batterien und Recycling(müll) durch die Decke gehen. Allerdings wird so oder so damit Mobilität und allgemein Energie empfindlich teurer. Der Lebensstandard wird deutlich abschmelzen, gerade noch in Europa, das zusätzlich auf dem wirtschaftlich absteigendem Ast ist und dank struktureller Probleme für mindestens eine Generation. Für Deutschland sieht es ganz besonders düster aus, denn neben der Umgestaltung der Energieversorgung sind ja noch die zusätzliche Erneuerung der klassischen Infrastruktur fällig, die seit den 80ern nur noch ausgezehrt wurde und man jetzt eine riesengroße Hypothek an Rückstand hat.
 

Simulant

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Ein derzeit im fortgeschritteten Erprobungszustand ist ein Verfahren, um Wasserstoff in einem katalytischen Verfahren mit CO2 zu Methan, also Erdgas, umzuwandeln. Das lässt sich sowohl speichern, transportieren oder in bestehende Netze einspeisen. Aus meiner Sicht das derzeit sinnvollste und effektivste Verfahren.
 

Wieder Da

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Um Wasserstoff aus Erdgas zu "extrahieren" muss man aber auch den endlichen, fossilien Rohstoff Erdgas verwenden. Wie gesagt, mit der Herstellung von Wasserstoff habe ich mich noch nicht so intensiv befasst. Gibt es denn eine Möglichkeit, Wasserstoff aus Wasser zu "extrahieren/herzustellen"? Das halte ich für sinnvoller. Wasser gibt es sicher mehr als Erdgas. Und wenn ichs richtig weiß, ist ein Abfallprodukt der Verbrennung von Wasserstoff wieder Wasser. Inwieweit kann man das auffangen und weiter/wieder verwenden? Gibts dazu schon Ideen/Anwendungen?

Infra Wasserstoff: Könnte man nicht versuchen hier Schiene und Strasse zusammen zu führen zum Tanken? Wenn die Bahn eine Wasserstofftankstelle errichtet in XYZ, könnte man sich als Stadt/Land/??? mit einkaufen und auf der Strassenseite Zapfpunkte für Auto/Bus einrichten. Würde doch die Kosten für zusätzliche Leitungen etc. verringern/sparen. Nur so ne Idee von mir, über die man mal nachdenken könnte finde ich. Oder hab ich außer den üblichen Querelen was übersehen?


Noch ein Wort zum Thema Reichweite bei E-Autos: Ich fahre zur Zeit einen Peugeot e-2008 zur Probe für ein Jahr. Mal so als Test für Infrastrucktur etc. THEORETISCHE Reichweite von 312km unter optimalen Bedingungen. Also Plusgrade im 2stelligen Bereich und nur der Fahrer. Sobald man eine Komponente verändert, sinkt die Reichweite. In den letzten Tagen war es schon ganz ordentlich kalt für unsere Gegend. Da hatte ich "plötzlich" (erwartungsgemäß) einen Reichweitenverlust. Trotz Volladung sank die Reichweite auf 284km. Das ist schon ne Menge Holz find ich. Meine tägliche Strecke beträgt ca 30km. Also H+R= ca. 60km. Bei sparsamer Fahrweise, also selten bis gar nicht über 70 verbrauche ich 100km Reichweite der Batterie nur für die Fahrten zur Arbeit. Sobald ich schneller fahre, sinkt die Reichweite rapide ab. Nun kann man auf Schnellstrassen und Autobahnen nicht mit 70 oder langsamer fahren, sondern sollte halbwegs im Verkehr mitschwimmen, wenn man nicht zumVerkehrshinderniss werden möchte. Dadurch verbrauche ich mit dem Auto entsprechend mehr Reichweite für meine Strecke. Ich komme da auf ca 160km Batterieverbauch. Und da fahre ich nur allein! Sobald die Familie mit im Auto sitzt, sinkt die Reichweite noch mehr. Soweit so logisch - so inakzeptabel ist das Ganze. Da müssen die Hersteller nachbessern
 

Lonestarr

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Gibt es denn eine Möglichkeit, Wasserstoff aus Wasser zu "extrahieren/herzustellen"?
Klar geht das, ist technologisch gesehen ein alter Hut, Stichwort Wasserelektrolyse. Die meistdiskutierten Probleme dabei sind die Umstände, daß sich das zum einen Stand heute wirtschaftlich noch nicht rechnet und daß zum zweiten, verglichen mit der unmittelbaren Nutzung des Stroms, der Wirkungsgrad recht unterirdisch ist. Zum zweiten Argument bin ich geteilter Meinung. Wenn man den Strom aus der erneuerbaren Energie sofort nutzen kann, ist das auf jeden Fall die Vorzugsvariante. Wenn aber Windräder abgeregelt werden, weil für deren Strom gerade keine Verwendung da ist, sollte ein schlechter Wirkungsgrad doch zweitrangig sein. Ich meine, da in letzter Zeit gelesen zu haben, daß für Windparks modulartige Elektrolyseanlagen geplant sind, die fallweise das Stromüberangebot verarbeiten können.

Gruß Thomas
 
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Simulant

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Gibt es denn eine Möglichkeit, Wasserstoff aus Wasser zu "extrahieren/herzustellen"?
Das ist bereits ein ganz einfacher Versuch 7. Klasse Physik/Chemie, wie man Wasser unter Zuführung von elektrischem Strom zu Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Technisch überhaupt kein Problem.
 

Wieder Da

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Hab ich mich doch nicht getäuscht. Wusste doch, das es funktioniert. Zumindest die Umwandlung von Wasser in Wasserstoff. Das Wasser welches beim VerbrennungVerbrennungsprozess entsteht, wird man sicher auch irgendwie nutzen können früher oder später.
Also ist im Vergleich der Strom günstiger als Wasserstoff was die reinen Herstellungskosten angeht.
Bei der Speicherung hat der Strom auch die Nase vorn meine ich.
Dementsprechend wird es sicherlich einen Mix geben aus Strom und Wasserstoff. Stadtverkehr eher mit Strom und längere Strecken mit Wasserstoff?
 

Simulant

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Die derzeitige Crux bei der klimaneutralen Energieförderung ist der Transportweg. Es gibt ausreichende Windrad- oder Solarparks, dessen erzeugter Strom nicht ausreichend transportiert werden kann. Es stehen keine ausreichenden Kapazitäten bei Überlandleitungen zur Verfügung. Bei Übermengen müssen Windrad- und Solaranlagen derzeit vorübergehend stillgelegt werden. Der Ansatz ist nun, diese Übermengen zur Wasserstofferzeugung zu nutzen (wenngleich wie schon angedeutet der Wirkungsgrad nicht besonders berauschend ist, aber immer noch besser als verpuffen zu lassen). Da sich Wasserstoff nur bedingt zur Lagerung und Transport eignet, ist der weiterführende Ansatz eben diesen Wasserstoff zu Erdgas (Methan) zu synthetisieren, der sich wesentlich besser lagern und transportieren lässt.

Ein ähnliches Prinzip wird schon seit Jahrzehnten in Form von Pumpspeicherkraftwerken angewandt, in dem mit Übermengen Wasser in ein höherliegendes Bassin gepumpt wird, welches dann in Überlastzeiten talwärts Turbinen antreibt. Auch hier liegt der Wirkungsgrad bei etwa 70%, was als "akzeptabel" angesehen wird. Jedoch ist hier die Energieumwandlung räumlich begrenzt.

Bei der Methansynthese könnte die Energie tatsächlich gespeichert, transportiert und eingespeist werden. Und das ist der revolunutinäe neue vielversprechende Ansatz.
 

Wieder Da

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Methansynthese - Interessant. Kann man dazu irgendwo was nachlesen? Davon höre ich hier zum ersten Mal...

Was den Transport der Energie angeht, so sind wir ja selber Schuld dran, das es nicht vorwärts geht. Allerorten Bürgerinitiativen gegen alles und nichts. Wir sind nicht nicht gegen die Verlagerung von -Verkehr von der Strasse auf die Schiene. Aber neue/ausgebaute Gleise nicht vor unserer Tür, weil Lärm etc. Wir sind gegen Windräder weil... aber Strom aus der Steckdose wollen wir auch haben...

Die Effizienz von Pumpspeicherwerken könnte man noch steigern mit neuen, modernen Turbinen
 

Lonestarr

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