Chance des Wasserstoff in Energiewende & Elektromobilität

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Re: Chance des Wasserstoff in Energiewende & Elektromobilitä

Beitragvon Blue shadow » Mi 20. Jun 2018, 09:32

Habe gerade beim haw eine masterarbeit zum thema gefunden...stand 2012

https://www.haw-hamburg.de/fileadmin/us ... to-Gas.pdf

Auszug:
Als Speichertechnologie mit dem höchsten Kapazitätspotential bietet Power-to-Gas die Möglichkeit große Mengen Energie aufzunehmen und zu speichern. Bereits die direkte Einspeisung von Wasserstoff in das Erdgasnetz bis zu einem Anteil von 5% bietet enorme Potentiale. Durch weitere Forschung im Bereich der Wasserstoffakzeptanz der Erdgas- infrastruktur könnte diese Grenze weiter angehoben werden und die Speicherkapazität des Erdgasnetzes in Bezug auf die Wasserstoffeinspeisung weiter erhöht werden.
Als Kernkomponente der Power-to-Gas-Technologie ist die Elektrolyse zu sehen. Alkalische Elektrolyseure befinden sich bereits heute auf dem technischen Stand im industriellen Maßstab auf schwankende Lastverläufe reagieren zu können. Dennoch bieten sich noch Potentiale zur Verbesserung der Effizienz, der Kosten und der Dynamik der Systeme. Es ist zu erwarten, dass diese Potentiale bereits in den nächsten Jahren genutzt werden könnten. Die Membranelektrolyse ist eine vielversprechende Technologie, da sie flexibel und dynamisch betrieben werden kann und darüber hinaus eine kompakte Bauweise aufweist. Allerdings ist die Technik der Membranelektrolyse noch nicht auf dem Stand, dass sie im industriellen Maßstab, also in großen Leistungsbereichen, betrieben werden kann. Auch hier besteht noch hohes Entwicklungspotential, welches durch aktive Forschung bereits in wenigen Jahren genutzt werden könnte. Als weniger interessant für das Power-to-Gas-Konzept hat sich die Hochtemperaturelektrolyse herausgestellt. Diese ist aufgrund ihres hohen Temperaturniveaus nicht für einen dynamischen Betrieb geeignet und zudem noch nicht kommerziell erhältlich.
Die Methanisierung von Wasserstoff aus der Elektrolyse stellt einen sinnvollen Schritt dar, wenn der Wasserstoff nicht direkt genutzt oder in das Erdgasnetz eingespeist werden kann. Die katalytische Methanisierung hat den Vorteil, dass sie eine sehr kompakte Bauart aufweist. Nachteilig sind jedoch hohe Temperaturen, welche die Dynamik des Prozesses verringern, sowie die Verwendung seltener und aus umweltbilanzieller Sicht kritischer Materialien. Bereits im kommenden Jahr wird eine Power-to-Gas-Anlage mit katalytischem Methanisierungsprozess in einer Größenordnung von 6 MW in Betrieb gehen [87]. Als vielversprechende Alternative zur katalytischen Methanisierung bietet sich die biologische Methanisierung an. Diese wird bei niedrigen Temperaturen betrieben und ist wenig sensibel in Bezug auf die Qualität der zugeführten Gase und eine schwankende Gaszufuhr. Die erste Power-to-Gas-Pilotanlage mit einer biologischen Methanisierung wird ebenfalls im kommenden Jahr in Betrieb gehen [55].
Neben Wasserstoff benötigt die Methanisierung Kohlenstoffdioxid, welches in großen Mengen zur Verfügung gestellt werden muss. Dafür bieten sich vor allem biogene Quellen an, welche bereits heute ein Potential zur Umwandlung von über 70 TWh elektrischer Energie im Jahr haben. Bevor dieses Potential erschöpft ist, sollte es vermieden werden, Kohlenstoffdioxid aus nicht biogenen Quellen zu nutzen.
Bei der Betrachtung der Wirkungsgrade des Power-to-Gas-Konzeptes im Vergleich zu anderen Speichertechnologien scheinen diese zunächst nicht sehr hoch zu sein. Allerdings existiert zurzeit keine andere Speichertechnologie, die ähnliche Speicherkapazitätspotentiale bietet und gleichzeitig neben der zeitlichen Verlagerung von Energieentnahme und -abgabe auch eine örtliche Verlagerung erlaubt. Ein direkter Vergleich der Wirkungsgrade ist daher nicht angemessen.
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Beitragvon MaXx.Grr » Mi 20. Jun 2018, 09:49

Blue shadow hat geschrieben:
Habe gerade beim haw eine masterarbeit zum thema gefunden...stand 2012

https://www.haw-hamburg.de/fileadmin/us ... to-Gas.pdf


Hmm, auf Seite 47 heißt es:

Zur Darstellung der Wirkungsgrade wird für das System ein alkalischer Elektrolyseur angenommen. Mit den spezifischen Energieverbräuchen für das Elektrolysesystem inklusive Peripherie aus Tabelle 8 des Kapitels 4.1.2 kann mithilfe des Brennwertes für Wasserstoff (3,54 kWh/Nm³ [38]) der Systemwirkungsgrad von elektrischer Energie zu Wasserstoff der Elektrolyse berechnet werden. Dieser beträgt demnach für aktuelle Systeme 59 - 79%.

Allerdings schreiben hier manche von einem Wirkungsgrad von nur 30 bis 40 Prozent - was ist nun richtig?
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Re: Chance des Wasserstoff in Energiewende & Elektromobilitä

Beitragvon MaXx.Grr » Mi 20. Jun 2018, 09:57

MaXx.Grr hat geschrieben:
Allerdings schreiben hier manche von einem Wirkungsgrad von nur 30 bis 40 Prozent - was ist nun richtig?


Ach so, ihr betrachtet auch die Rückumwandlung in der Brennstoffzelle in Strom... Okidoki, ich nehme alles zurück :-)

Grüazi MaXx
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Re: Chance des Wasserstoff in Energiewende & Elektromobilitä

Beitragvon Blue shadow » Mi 20. Jun 2018, 09:58

Ist ja leider nur ein teil der kette....am ende sind es bei wiederverstromung nur 11 %.

Gestern bei nano wurde das größte hindernis angesprochen....überregelierung.
Druckluftspeicher könnten helfen, werden aber mit den ganzen verordnungen unrentabel.
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Re: Chance des Wasserstoff in Energiewende & Elektromobilitä

Beitragvon MaXx.Grr » Mi 20. Jun 2018, 10:16

Okay... Es sind also zig verschiedene Speicherlösungen bekannt, die alle mehr oder minder (meistens mehr) Verluste beinhalten. Die Hochspannungs-Gleichstrom-Leitung in den Süden hat wohl auch Verluste, aber soweit ich weiß viel weniger. Weiß irgendwer dort den Wirkungsgrad?

Also für mich stellt es sich so dar daß dies die erste Stufe ist die in Angriff genommen werden muß - und zwar keine Braunkohleleitung sondern eine Leitung die wirklich bis zu einem bestehenden Windpark führt! Dann kann man sofort die im Süden existierenden Pumpspeicherkraftwerke mit einbeziehen.

Wasserstoff im Auto sehe ich überhaupt nicht als sinnvoll an mit der momentanen Technik, aber auch in die Zukunft gedacht erscheint mir das als keine sinnvolle Option. Wenn die letzten *kohle-Kraftwerke abgeschaltet worden sind mag es evtl. Sinn machen mit Power2Gas das sogenannte Windgas, also Methan via Wasserstoff und Kohlendioxid herzustellen und damit die Gaskraftwerke zu betreiben. Aber das hat noch sehr viel Zeit bis das aus meiner Sicht Sinn macht...

Grüazi MaXx

P.S. Wie weit sind sie denn mit den Leitungen mittlerweile?
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Re: Chance des Wasserstoff in Energiewende & Elektromobilitä

Beitragvon Priusfahrer » Mi 20. Jun 2018, 10:20

spark-ed hat geschrieben:
Zwischen 15.01 und 25.01.2017 gab es z.B. in einem 10 Tages-Schnitt unter 10% der installierten Leistung)



Habe mal nachgeschaut. In dem Zeitraum haben wir in der Spitze 12GW Strom ins Ausland exportiert. Im Schnitt in dem Zeitraum knapp 10GW. Es fehlten also nicht 40GW sondern nur ca. 30GW, die durch Akkuspeicher ausgeglichen werden müssten.

Interessant ist auch, dass dann besonders viel Strom exportiert wird, wenn der Preis im Keller ist. Komischerweise regeln die Gaskraftwerke nicht wirklich. Die Einspeisung liegt ziemlich konstant bei 5-7GW. Die meiste Regelleistung stellen komischerweise die Steinkohlekraftwerke. Aber auch die Braunkohle kann regeln, wenn man will. Zwar liegt die Einspeisung ziemlich konstant bei 18GW aber zum Beispiel am Sonntag ging sie innerhalb weniger Stunden auf bis zu 9GW zurück. Vermutlich weil auch der Strompreis gegen 0 ging, weil die regenerative Erzeugung bei 43GW lag, wovon 10GW ins Ausland "verschenkt" wurden.

Statt den Strom unseren Nachbarn zu schenken, sollten wir endlich anfangen ihn großtechnisch zu speichern und gleichzeitig viele Kraftwerke, die nur Geld verbrennen, abzuschalten.
Wer eher bremst fährt länger schnell (ohne nachzuladen)
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Re: Chance des Wasserstoff in Energiewende & Elektromobilitä

Beitragvon Schwani » Mi 20. Jun 2018, 10:56

Auf welcher Seite schaust Du denn?
26kWp PV im Eigenverbrauch
Outlander PHEV 06/17, e-load up! 02/18, Kona bestellt - Sangl Nr. 20 - Abholung +- Ende November :D
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Re: Chance des Wasserstoff in Energiewende & Elektromobilitä

Beitragvon harlem24 » Mi 20. Jun 2018, 11:13

Die Sache ist, dass die BKKW kein Geld verbrennen, sondern fast schon Geld drucken.
Die Dinger sind alt und weitestgehend abgeschrieben, von daher gibt's für jede erzeugte kWh bares Geld, so niedrig kann der Strompreis nicht fallen, als dass sich ein Betrieb nicht lohnen würde.
Würde mal gerne wissen, wieviel Erzeugungsreserve vorgehalten wird und was das mehrheitlich für Kraftwerke sind.
Gruß

CHris

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Re: Chance des Wasserstoff in Energiewende & Elektromobilitä

Beitragvon MaXx.Grr » Mi 20. Jun 2018, 11:21

Priusfahrer hat geschrieben:
Statt den Strom unseren Nachbarn zu schenken, sollten wir endlich anfangen ihn großtechnisch zu speichern und gleichzeitig viele Kraftwerke, die nur Geld verbrennen, abzuschalten.


Ja, ich gebe Dir prinzipiell Recht was das verschenken betrifft. Allerdings ist es aus ökologischer Sicht sinnvoller den "übrigen" Strom zu verschenken als ihn unter Hinnahme von 2/3 Verlust als Wasserstoff zu speichern... Insbesondere wenn das dann noch vom Staat bezuschußt werden muß um rentabel zu sein...

Ich habe mal gehört daß die Verknüpfung der europäischen Stromnetze die sinnvolle Nutzung der Erneuerbaren erst richtig möglich macht. Weil man dann eben nicht so viel Geld in neue Stromspeicher stecken muß...
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Re: Chance des Wasserstoff in Energiewende & Elektromobilitä

Beitragvon mmm » Mi 20. Jun 2018, 18:29

Ich finde die von spark-ed gepostete Grafik sehr aufschlußreich.
Auch die Berechnung des nötigen Akku-Speichers, um eine doch beachtliche Zeit überdauern zu können.
Es bedarf kurzfristig verfügbarer, schneller Speicher. Diese noch dazu dezentral, also nahe des Verbrauchers oder beim Verbraucher zu haben.
Haltet mich für bekloppt - ich meine, die 80 Mio Stück 13 kWh Speicher finde ich gar nicht so pervers. Machbar! Nicht kurzfristig, langfristig. Nötig.
Das wäre schon was. Kosten? 13 kWh BYD kosten ca. 5000 Euro netto. 80 Mio davon 400 Mrd Euro. Ich als Ösi sage: "ihr könnt das schaffen". So wie ihr eine andere Sache auch "schaffen könnt". Je nach in den Medien publizierter Rechnung wäre das dieselbe Größenordnung.
Wir müssen nur "wollen" - das ist wohl das Problem. Anders gerechnet - wäre in DE gerade mal 10 % des BIP eines Jahres. Viel, ja. Aber schaffbar wenn man will.

Kurzfristig wären es die Akku-Speicher, langfristige Speicherlösung könnte H2 sein.
Alleine durch den Akku-Speicher würdet ihr Zeit gewinnen. Zeit, die es bedarf, um was auch immer für Kraftwerke rauf- oder runterzufahren.

Ich sehe es bei meiner eigenen PV. Ohne Akkus wäre das eine fast nicht zumutbare Belastung für die Stromnetze. Mal Wolke da, mal nicht. Mal einspeisen volle Kanne, dann saugen volle Kanne.
Also Akkus braucht es, und nicht zu wenig. Aber für längere Speicherung taugt das nichts. Da brauchen wir etwas anderes, H2 könnte es sein.

Grüße, mmm
mmm
 
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