Audi A4 8E 3.0i auf LPG

E-Fuels, E-Methan und sowas

[GaryK]

Ich hab nochmal aus "Anlass" gerechnet "Wegen E-Methan", "E-Fuels" und eben "E-Methanol".

Weil es gibt so politische Hellseher, die wissen ganz genau dass "wir" E-Fuels brauchen. Und E-Methan für die Dunkelflaute. Und überhaupt. Siehe Wissing von der FPD, ein "Herr Dr. Spaniel" als Daimlerlobbyist in der AFD (etwa fachlich ähnlich kompetent wie der gleichnamige Hund) und andere Protagonisten.

Die sich übrigens eher mit "was wird wo auf 'Grün' angerechnet" beschäftigen als mit der Ökonomie der Prozesse. Ich hab nämlich den dummen Verdacht, dass absehbar quasi keine Sau E-Fuels kaufen wird. Und dabei übrigens einen wesentlichen Punkt einer "Energiewende" übersehen - "wie speichern wir Strom". Auch wenns hier nicht um diesen Aspekt geht.

Audi hatte das bereits 2013 mit "Windgas" beworben. Auch da wären ein paar Tage "rechnen" sinnvoller gewesen als eine Anlage zu bauen und am Ende über die Wirkungsgrade von Strom über Gas zu Kilometer zu "kotzen". Die Audi mittlerweile auch indirekt verschweigt, in früheren Fassungen waren ein paar mehr Zahlen drin, die eine Rückrechnung des Wirkungsgrades gestattet hatten. Übrigens sehr dicht an der Thermodynamik, "was ein Zufall". Denn das ist das Tolle an Naturgesetzen - Verstöße gegen diese werden sofort geahndet, da brauchts weder Anwalt, Staatsanwalt, Lobbyisten und Politiker oder gar ein Gericht.

Im Vergleich zum letzten Artikel rechne ich hier ein paar Varianten durch, also E-Methan, E-Fuel und zudem E-Methanol. Warum Methanol? Weil Methanol sowohl in einem klassischen Verbrenner verwendet werden könnte(!) und etwa bis zu 45% Wirkungsgrad an die Kurbelwelle stemmt als auch mit etwa 60% in einer Brennstoffzelle verstromt werden kann. Zudem ist es leicht transportabel, drucklos und bei Raumtemperatur bereits flüssig.

Warnung: Wird länger, aber die Ergebnisse sind IMHO interessant und sehr eindeutig. Wer zu den 20% seiner Bildungsgruppe gehört und sich bei feststehender Meinung zu einem Thema nicht mehr mit "Details" wie Thermodynamik und Verfahrenstechnik belästigen will, der kann hier aufhören.

Nehmen wir an, wir hätten irgendwo auf der Welt viel Strom nebst Wasser und stellen da nen Elektrolysator auf. Nehm ich die Zahlen von https://www.gasag.de/.../wie-viel-strom-fuer-1kg-wasserstoff - dann werden 53 kWh Strom je Kilo Wasserstoff benötigt. Das sind rund 78% Wirkungsgrad, das passt. Ich persönlich schätze praktisch eher weniger, da die Elektrolysatoren dann mehr Wasserstoff produzieren, aber etwas auf Kosten des Wirkungsgrades. Elektrolsysatoren sind zudem teuer und unterliegen einem Verschleiß. Und nehmen wir weiter an, das CO2 wäre kostenlos, weil man eine lokale CO2 Quelle hat. Wie z.B. ein Zementwerk, Biogasanlagen (die neben Methan eben auch CO2 machen) oder ähnliches. Ich rechne zudem stark vereinfacht und gucke nur auf die teuren Elektrolysatoren und deren Strombedarf, nicht auf das Restverfahren.

Weil das Restverfahren "bekannt" ist - Methanolanlagen aus Erdgas kommend gibts seit ewig, XTL oder GTL Anlagen wie von der Shell in Malaysia und Katar auch. Wasserstoff-Quelle ist dort ebenfalls Gas. Erprobte Technik, die man im Baukasten von großen Anlagenbauern samt "Lizenz" erwerben kann.

Option A: E-CNG, Windgas:

Was passiert da chemisch?

CO2 + 4 H2 --> CH4 + 2 H2O

Die Hälfte des eingesetzten Wasserstoffs landet in der Hydrierung von Sauerstoff zu Wasser, die andere Hälfte im Produkt. Anteil Wasserstoff im Methan: 4/16tel an der Masse, also ein Kilo CNG erfordern 250 Gramm Wasserstoff plus nochmal das selbe für die Hydrierung des Sauerstoffs aus dem CO2. Also 500g H2 total, was 26.5 kWh Primärstrom je KILO Methan erfordert. Was als reines Methan wiederum rund 15.4 kWh Brennwert (Ho) hat. Also 1.72 kWh Primärstrom für eine kWh Brennwert. Nehmen wir die Zahl erst mal so hin und "vergessen", dass Deutschland vor dem 24. Februar 2022 etwa 1000 TWh Erdgas bezogen hatte. Etwa 1/3 dessen geht zu Heizzwecken in die privaten Haushalte, der Rest ist "Industrie". Vor allem Ammoniak und Düngemittel, wo etwa 10-15% des europäischen Erdgasverbrauchs hingehen. Die These bei Ethanol "Tank oder Teller" ist daher dummpopulistischer Verbaldurchfall, wir haben seit 50 Jahren die Gaspipeline ("Russengas") auf dem Teller.

Nehmen wir nun nach dem selben Schema Synthesebenzin und rechnen je Kilo weils bei allen Kraftstoffen das selbe ist. Ob ein verzweigtes Alkan wie beim "Iso-Oktan" über geradkettige lange Aliphaten (Diesel) oder das in etwas kürzer (Kerosin), es ändert sich etwas an der Struktur und nicht an der primären Wasserstoffbilanz:

Option B: Synthesetreibstoffe nach Fischer-Tropsch, "E-Fuel"

CO2 + 3 H2 --> -CH2- + 2H2O

1/3 des Wasserstoffs landet im Produkt, 2/3 werden im Kreis elektrolysiert. Der Wasserstoffanteil im Benzin ist also 2/14tel bzw. etwa 14.2%. Heisst ein KILO Benzin/Diesel/Kerosin braucht "drei mal" dessen als Wasserstoff, also je Kilo Sprit eben 426 Gramm. Was 22.5 kWh Strom je KILO Treibstoff ist (E-Fuel, egal welches). Die E-Fuel Alliance als Lobbyverband sagt selbst "16.1 kWh je LITER Benzin". Was bei einer Dichte von 0.75 etwa 21.5 kWh/kg ist. Huch, hab ich wohl gut geraten. Wissenschaftler wie Professor Fichtner gehen von 27 kWh/kg aus, wahrscheinlich mit Vorkette/Transport....

Mit 12.6 kWh/kg als Brennwert ist das ein Quotient aus Primärstrom zu Brennwert von 1.78 kWh/kWh. Zum Bedarf: Wir hatten in Deutschland Anno 2021 nach der Energiesteuerstatistik einen Bedarf von 22 Millionen Liter Benzin und etwa 44 Millionen Liter Diesel zuzüglich 20 Millionen Liter Heizöl. Was in Summe etwa 70 Millionen Tonnen sind und bei einem Brennwert von 11.8 kWh/kg etwas über 800 TWh (Brennwert, nicht Strombedarf) darstellen. Mal 1.8 ist "AUTSCH" an Strombedarf.

Option C: "Grünes Methanol, vollsynthetisch"

Und nun die Methanolsynthese als Alternative, wieder wegen Vergleichbarkeit aus CO2: CO2 + 3 H2 -> CH3OH + H2O. 2/3 des Wasserstoffs landen im Produkt 1/3 ist "für die Füße". Wasserstoffanteil Methanol 4/32 bzw. 12.5%. Also braucht ein KILO Methanol 187 Gramm Primärwasserstoff, was 9.9 kWh Primärstrom erfordert. Methanol hat einen Brennwert von "nur" 22,7 MJ/kg bzw. 6.3 kWh/kg. Macht einen Primärstrom zu Brennwert-Quotienten von 1.57 kWh/kWh. Immerhin muss es im Gegensatz zu Erdgas nicht zum Transport verflüssigt werden und im lokalen Netz dann wieder auf 220 bar hochgedrückt.

Gewinner: Methanol was "Aufwand zu Brennwert" als Verhältnis angeht. Weil flüssig ists zudem leichter speicherbar als Erdgas und eben auch noch effizienter. Theoretisch kann man das Methanol übrigens in einer Brennstoffzelle auch stationär verstromen(!), mit der Abwärme heizen und den überschüssigen Strom ins Netz einspeisen.

Was übrigens bei "grünem Methanol" energetisch sinniger ist - "Holzvergasung" bzw. Biomassevergasung sofern verfügbar. Zellulose ("Biomasse") hat -HCOH- als "Baustein". Wenn man das "erhitzt" wird daraus CO + H2. Mit nun nur noch einem weiteren H2 aus Strom (statt deren 3 wie aus "CO2" kannst man Methanol nach CO + 2 H2 -> CH3OH synthetisieren. Die Anlagen dazu gibts mit kaum 500.000t/a Kapazität. Das wäre ein Hybridverfahren, bei dem übrigens kein Hydrierwasser entsteht und damit im Kreis gefahren werden muss wie bei CO2 als Ausgangsmaterial. Es braucht halt billige Energiepflanzen, die einem quasi das CO2 aus der Luft holen.

Aufgabe: "Ein typischer PKW will 100 km fahren".

Nun nehmen wir folgende Szenarien an, da es hier auf MT eher um Mobilität als Hausheizungen geht.

PKW ohne Hybridkomponente:

* E-CNG: Erdgasautos brauchen als PKW recht exakt 4 Kilo CNG je 100km. Also 26.5 kWh/kg Primärstrom x 4 kg/100km sind 106 kWh/100km Primärstrom. Ist der häufigste Wert eines Polo/Golf TGI im Spritmonitor.

* E-Fuel: Superbenzin oder Diesel ist scheissegal: 6.0 Liter Super bzw. 4.56 Kg mal 22.5 kWh/kg sind 102 kWh/100km Primärstrom.

* Mit Hybridkomponente kann der Verbrauch auf etwa 3.7 KILO (5 Liter) sinken, das rettet es nicht wirklich. Wäre aber bei Preisen von 5€/l trotzdem "billiger".

Erster Schluss: Ich sehe genau Null Unterschied bei den beiden Klassikern. CNG hat CO2 Vorteile wenn man ausschließlich fossile Brennstoffe nimmt, da je mol fossilen CO2 mehr Brennwert kommt. Hat auch spürbare Vorteile wenn man zusätzlich Biogas berücksichtigt. Und NULL wenn man in Synthesetreibstoffen "denkt".

Kann "irgendwas mit Brennstoffzelle" eine Alternative sein? Also rechnen wir einen Brennstoffzelle-Hybrid. Ein normaler Stromer hat etwa etwa 18 kWh Strom je 100km (Spritmonitor), diese kWh sollen aus "grünem Methanol" reformiert worden sein.

Annahmen bzw. Rechenweg: Wasserstoff hat 40 kWh/kg, die Brennstoffzelle kann daraus mit etwa 60% Wirkungsgrad wieder Strom machen. Man braucht also für 18 kWh mit 60% deren 30kWh "Brennwert als H2". Also etwa 0.75 Kilo reinen Wasserstoff je 100km wenn man genau wie ein Batteriestromer "rekuperieren" könnte. Real hatte der ADAC etwa 1 kg/100km als "Whell to Wheel" gemessen. Aber da Brennstoffzellen sauteuer sind würde man eh einen Puffer-Akku einbauen, weil dann die Brennstoffzelle kleiner ausfallen kann und nur die mittlere Leistung, nicht die Spitzenleistung abkönnen muss.

Die Reformierung läuft Onboard" nach CH3OH + H2O -> CO2 + 3 H2. Also wird aus einem Mol Methanol mit "zwei H2" durch die Reformierung DREI mal Wasserstoff für die Zelle. Molmasse Methanol 32g, der daraus produzierte Wasserstoff hat 6 Gramm. Also braucht man für aufgerundet 1 kg Wasserstoff eines solchen Methanol-Hybriden 5.33 Kilo "grünes" Methanol. Für das man wie "oben" gerechnet mit 9.9 kWh je kg Methanol "Primärstrom" auf in Summe 53 kWh Strom für eben 100km PKW hinausläuft. Was die HÄLFTE ist von dem was man für XTL oder E-CNG aufwendet. Und zudem mit einem fetten Pufferakku für die "Alltagskilometer" nicht 100% an Methanol und dessen Preisen hängend.

Zweiter Schluss: Wenn wir E-Fuels für Mobilität machen, dann schlägt Brennstoffzelle über Methanol die klassischen E-Fuels im Hubkolbenmotor beim Primärstrombedarf um den Faktor 2. Strom kostet, egal wo auf der Welt. Weil jemand ne Anlage samt Steckdose bauen und betreiben muss ohne draufzuzahlen. Egal ob Windräder oder Solar - Kapazität kostet. Und die paar weggeregelten Watt bei uns interessieren am Ende von der Produktionskapazität her keinen Menschen.

Schauen wir mal auf den Kohlenstoff, irgendwoher muss der kommen. Man kann ja auch CO2 aus der Luft holen. Die Kosten dafür liegen etwa bei 600-800€ je Tonne. Weniger als 400€ für "Direct Air Capture" sind perspektivisch kaum technisch vorstellbar. Wir brauchen übrigens je Kilo E-Diesel/Benzin etwa 3.7 Kilo CO2. Was bei nur 400€ je Tonne auf Capturekosten aus der Luft um 1.50€/kg Sprit hinausläuft. Zuzüglich etwas über 110 kWh an Strom.

Wenn man eine konzentrierte CO2 Quelle hat wie z.B. eine Biogas- oder Müllverbrennungsanlage, dann sind es nur noch etwa 5 Cent/kg CO2 (50€/t) bzw. aufgerundet 20 Cent/kg Sprit. Daher bieten sich z.B. Zementwerke an, da dort aus CaCO3 das CaO + CO2 entsteht, welches später vom aushärtenden Beton wieder als "Direct Air Capture" aufgenommen wird. Daher kann dieser Anteil quasi CO2 neutral auch einen "Umweg" durch einen Auspuff nehmen. Genau wie bei Energiepflanzen, so lange diese nicht mit "grauem Dünger nebst Agrardiesel" gefüttert werden müssen.

Zusammenfassung:

(a) Ob man E-Methan/LNG/CNG oder E-Fuel machst, das nimmt sich unterm Strich energetisch leider nicht viel.

(b) Methanol über einen Reformer in Wasserstoff verwandeln und dieser befeuert eine Brennstoffzelle - das ist etwa 50% effizienter was den erforderlichen Primärstrom angeht als Synfuels. Dummerweise kosten Brennstoffzellen deutlich Geld.

Nun gucken wir noch kurz auf die Argumentation von Audi, dass man E-Methan auch zurückverstromen kann: Mit 1.72 kWh Primärstrombedarf je kWh Brennwert und diese mit 55% aus einem GuD Kraftwerk zurückverstromt haben wir 0.55 kWh Strom für eine kWh Brennwert, die mit 1.72 kWh Strom erzeugt wurden. 31% Wirkungsgrad in Summe AUTSCH. Batteriespeicher haben jenseits 90%, CAES Systeme je nach Design 50-70% von Strom zu Strom.

Da wärs IMHO "billiger", als Hausheizung zum Beispiel eine AFC (Alkaline Fuel Cell) oder PAFC (Phosporsärezelle) mit reformiertem Methanol zu nehmen, diese wärmegeführt zu betreiben und den überschüssigen Strom ins Netz zu speisen. Die (Ab)Wärme dessen geht halt in die eigene Bude. Nur kenn ich mich mit Brennstoffzellen und deren Entwicklung sowie Grenzkosten bei Massenfertigung seit fast 25 Jahren nimmer aus. Und nein, nicht jeder braucht so eine BZ im Keller, dazu sollte es "lokale Nahwärme" geben.

Und apropos "billiger" - ich hab oben sowas wie den bisherigen Energieverbrauch skizziert - also 1000 TWh Erdgas mit etwa 1/3 Bedarf der Privathaushalte alleine fürs Heizen sowie etwa 70 Millionen Tonnen Kraftstoffe und Heizöl...

Was würde "Mit E-Fuels gehts einfach so weiter" bedeuten? Alleine die 44 Millionen Liter Diesel sind etwa 37 Millionen Tonnen Brennstoff, dazu 22 Millionen Liter bzw. 16 Mio t an Benzin. Was mit 22.5 kWh/kg auf wenigstens(!) 1200 TWh Strombedarf hinausläuft. Das ist alleine für DE bereits das, was der gesamte Nordseeraum UK, DK und DE an Potenzial für Offshore-Windstrom hat. Also "eher nicht". Außer man fragt geBILDete Leser mit ausgeprägten kognitiven Dissonanzen. Womit ich bei den 20% der Bevölkerung bin, die eine Meinung allen Fakten und Energiebilanzen vorziehen.

Es gibt zudem Kasper, die der Ansicht "dann eben E-Fuels aus Atomstrom" sind. Wir hatten in DE früher etwa 1/3 Anteil Kernenergie an der Gesamtstromerzeugung. Das waren im Jahr etwa 200 TWh. Wir müssten also 6 mal mehr AKW zusätzlich zu diesen bauen, dass "wir" solche E-Treibstoffmengen synthetisch erzeugen können. Oder bauen die gleiche Zahl neuer AKW als Ersatz der Alten und kommen mit 1/6tel(!) des Sprits aus, also etwa 1l je 100km. Was übrigens nur das doppelte dessen ist, was wir in DE an "Biokraftstoffquote bereits im Treibstoffpool" haben.

Wer mag, der kann recherchieren, was der neue finnische EPR Reaktor gekostet hat und wieviel Strom der in etwa über sagen wir 40 Jahre erzeugen wird. Vorsichtig - das sind keine 5 Cent wenn ich den wiss. Dienst des Bundestages als Quellenehme. Weil das sind etwa die Preise für Offshore-Windstrom an der Nordsee. Südamerika am "Kap Horn" reden wir über Preise um 2 Cent/kWh, Photovoltaik am nördlichen Wendekreis (Sahara, Saudi) etwa ähnlich. Fairerweise kommen dann noch Kosten für eine Speicherung hinzu, die eine 24/7 Quelle eben nicht hat. Oder eben bei PV Anlagenmehrkosten, weil die Herstellung rund nen halben Tag stillsteht. Nicht nur ein Stromspeicher kostet, Spitzenleistung brachliegen lassen auch. Niemand hat Lust einen Elektrolyzer bei "Überschussstrom" zu nutzen, wenn das nicht mal 5% im Jahr sinnvoll möglich ist. In DE wird übrigens deutlich weniger "Grünstrom" weggeregelt als Strom im Gesamtnetz verloren geht. Soviel dazu, jedenfalls aktuell.

Ökonomie von E-Treibstoffen:

Bei absehbaren Kosten eines E-Fuels jenseits 100 kWh/100km Strom zu 5 Cent im Einkauf sind wir bereits bei jenseits 5€/100km bzw. etwa 1 Euro je Kilogramm wenn wir die aktuell sparsamsten Motoren ansetzen. Plus Kosten des Verfahrens wie CO2 Capturing, der Gesamt-Anlage, dazu Personal, Vertrieb nebst Abgaben und Steuern sowie die Marge nicht zu vergessen - da sind Kosten nicht unter 2,50€ je Liter zu erwarten. Anfangs reden wir über eher 5€/l. Da hat sich das Thema von ganz alleine geregelt wenn man eben 18 kWh eines BEV veranschlagt. Selbst wenn Ladestrom mittelfristig bei 30 Cent je kWh liegen wird. Wer dieses Fahrzeug am besten noch "vom eigenen Dach" aufladen kann hat noch ganz andere Vorteile. Das formal "eigene Dach" hat nicht jeder, aber (fast) jeder hat ein Dach überm Kopf. Dann ist nur die Frage wie der Strom "günstig" zum Verbraucher kommt ohne dem Besitzer einer Solaranlage für 10 Cent oder so bei Einspeisung "vergütet" zu werden und kaum den Zähler verlassen auf einmal wieder mit 30 Cent/kWh plus durch den Zähler des Nachbarn geht.

Der ADAC sagt übrigens was von sehr optimistischen 1,20€ bis 1,70€ je Liter für E-Fuels. NETTO. Die Ansicht hat der ADAC leider "eher exclusiv". Porsche: 10€/l zur Zeit. Eine E-Fuel Alliance sieht das bei 1.45 bis 2.20€ je Liter. Langfristig. Was übrigens nichts anderes bedeutet, dass man diesem Sprit Bioethanol beimengen muss um den Preis zu senken oder halten. Sofern diese Ethanol nicht für was anderes gebraucht wird - Beispiel Ethanol zu Ethylen, was dann in Kunststoffen wie PE oder PET landet. Ansonsten kann man statt "Google" und den Werbeaussagen einzelner Protagonisten auch https://scholar.google.com befragen und die Fachliteratur zu Rate ziehen. Manchmal sind die Quellen offen einsehbar. Manche nicht, siehe https://www.sciencedirect.com/.../S0959652618330002 ... aber wer an einer Uni drauf zugreifen kann - es lohnt sich.

So, warum setzen sich Lobbyisten für E-Fuels ein wenn die so unökonomisch sind? Es geht IMHO (und das ist meine Meinung bzw. Befürchtung) um nichts anderes als sich eine sauteure "CO2 neutrale" Komponente durch alle Autofahrer im Treibstoffpool beigemengt zwangsvergüten zu lassen, aber natürlich deren "fehlendes CO2" auf den Flottenverbrauch anrechnen lassen. Dieser Unsinn hat Methode - siehe damals die ersten Solaranlagen aus DE Mitte der 2000er, die kaum 50 Cent/kWh als NETTOVERGÜTUNG hatten und das für 20 Jahre Garantielaufzeit. Bisher IMHO der teuerste Subventionslobbyismus in DE mit einer knapp zweistelligen Milliardensumme je Jahr. Oder der "Steinkohlepfennig", damals auch irgendwas um 5 Mrd Euro und diesen Wert vor 30 Jahren - also eher 10 Mrd im Jahr nach heutiger Kaufkraft. Also Herr Wissing und liebe FDP samt E-Fuel Lobbyisten - strengt euch an, ihr könnt das sicherlich "besser". Ach warte, die ist dabei - dieser Blödsinn mit E-Fuels hat eben das Potenzial den Subventionismus der deutschen Solarbranche (man gucke wo die heute ist) durch die damalige EEG Umlage zu überbieten.

Wo E-Fuels eine Berechtigung haben (siehe auch letzter Artikel dieses Blogs): In der Luftfahrt. Da sind 3€ je Kilo AUFPREIS bei 3 Kilo je 100 km und Passagier für 10.000 km wie EU-USA bzw. "eine viertel Weltumrundung" immer noch besser als sich in einen Dampfer zu setzen oder mal eben über den Atlantik zu segeln. 900€ Aufpreis für ne Woche Zeitersparnis je Weg "passt". Das 50€ Ticket für Ballermann-Saufen übers Wochenende ist dann eben nicht mehr drin. Schade aber auch. Aber: Alleine solche unvermeidbaren Anwendungen stellen für die Anlagenbauer wie in DE die Firma CAC solcher E-Fuel Systeme eine Daseinsberechtigung.

Wir werden in DE Firmen wie CAC (Chemieanlagenbau Chemnitz) und diverse Hersteller von Carbon Capture Anlagen (das ist seit etwa 2014 tot) und Elektrolyzern brauchen. Es ist allerdings billiger solche Firmen bzw. solche Entwicklungen HEUTE zu fördern (ja, "subventionieren") als ein unnötiges Produkt wie ein E-Fuel herzustellen und die Kosten per Zwangsumlage auf alle unfreiwilligen Nutzer umzulegen. Man stelle sich vor, das wäre bei "Solar" passiert. Deutschland hatte damals wie dumm den Solarstrom mit Anfangs über 50 Cent/kWh vergütet - wenige Jahre später hatten die Chinesen die Herstellverfahren hochskaliert und optimiert, haben die deutschen "Butzen" plattgemacht. Aber der EEG Kunde durfte im Jahr(!) etwa 10 Mrd Euro für Solarstrom bezahlen. Da wäre Anfangs selbst 1-2 Mrd "Forschungsmittel" über wenige Jahre und zudem überwiegend an Forschungsvereine wie Max Plank, Fraunhofer und diverse Unis gezahlt in Summe weitaus billiger gewesen. Welche Summen da bewegt werden - https://taz.de/Foerderung-der-Wissenschaft/!5804668/

Nur als Anregung. Nicht jede Subvention ist schlecht. Die ist erst schlecht wenn alle jahrelang zahlen und unterm Strich nur wenige davon profitieren. Wie bei dem Anfangs übersubventionierten Solarstrom, dem "Kohlepfennig" oder sonstigem Blödsinn. Da brauch ich kein E-Fuel obendrauf. Jedenfalls nicht im Auto.

[Gravitar]

Ich rechne damit, dass einfache E-Speicher, egal ob Polymer oder Na-Ionen, absehbar so günstig werden, das viele, die das infrastrukturell können, so einen 40-250kwh-Speicher irgendwo im Haus stehen haben und damit 12-240h überbrücken können, je nach Bedarf. 30$/kwh ist ja schon avisiert, für 10.000Euro wären mit Gewinn der Hersteller 150kwh zu bunkern. Mal sehen, ob und wann es soweit ist.

Das ganze Überführen in andere Energieformen sehe ich erst später, wenn EE zuverlässig auch noch Heizen und Fahren überwiegend abdecken können, also frühestens in 20 Jahren. Dann kann ein möglicher Überschuß weniger effizient verarbeitet werden....

Gruß

Gravitar

[GaryK]

Na-Ionen Zellen haben postulierte Grenzkosten von 30€/kWh. E-tankstellen werden sowas mittelfristig bekommen um die Gradienten bei 100+ kW Ladeleistung aus dem jeweiligen Netz zu nehmen. Na-Ionen sind was die Lade/Entladewirkungsgrade angeht ähnlich gut wie Li-Ionen, aber übern Daumen doppelt so schwer und marginal größer. Was im Keller schlicht keine Sau interessiert.

Übrigens auch ein Arbeitsgebiet, wo Europa konzeptionell ziemlich versagt hat. Siehe https://www.auto-motor-und-sport.de/.../

Im Großmaßstab: Man gucke CMBLU - organische Redox Flow Cells. Siehe https://www.cmblu.com/de/home/ ... die Dinger sind eher auf der Hoch- und Mittelspannungsebene als Puffer interessant. Weil dann Leitungen permanent am Limit ausgelastet werden können und nicht mit "Peakleistung" irgendwann voll sind, aber im Mittel durchaus Reserven haben. Großer Vorteil der Redox Flow Cells: Man kann die Leistung der Zelle (Kilowatt) von der Kapazität entkoppeln. Doppeltes Tankvolumen und damit Kapazität kostet nicht doppelt so viel. Bei Batterien kosten doppelt so große Zellen halt etwa das Doppelte.

[Gravitar]

Macht ja nix, Hauptsache, die kommen noch auf den Trichter. Bei den Kosten und Verfügbarkeiten von Lithium kommen die um Natrium für einfache und gewichtsunkritische Anwendungen gar nicht drum herum, wissen die aber hoffentlich schon selbst. Bei den CMBLU kann ich nicht erkennen, welche Elektronen von welchem Atom wohin schleichen und sich nützlich machen. Heißt, die chemisch agierenden Elemente/Moleküle sind nicht spezifiziert und damit lässt sich auch schwerlich eine Nutzen-/Gewichtsrelation ableiten für mich. Lithium ist ja schon eines der leichtesten Elemente mit Möglichkeiten, Natrium ist ja bekanntermaßen schwerer nach Dalton. Interessant bleibt es allemale zu beobachten, was da noch kommt...

Gruß

Gravitar

[GaryK]

Organische Redox Flow Zellen siehe z.B. https://www.nature.com/articles/s41467-022-30943-y oder https://www.tcichemicals.com/DE/de/c/12762

Die sind nicht als mobile Anwendung sinnvoll, da die Speicherdichten typisch deutlichst unter 30 Wh/kg liegen. Aber: Da sind keine seltenen Elemente drin, simpler und damit skalierbare "Organik". Bei CMBLU ist eine der Lösungen wohl ein Lignin-Derivat, sprich Abfall aus der Papierproduktion, siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Redox-Flow-Batterie#Elektrolyt

Und ein weiterer Vorteil dieser "Zellen" ist, dass man z.B. komplette Salzkavernen als Speichervolumen nutzen kann. Oder diese "Öllagertanks", kosten quasi gemessen am Volumen fast nichts. IMHO werden die Redox Flow Zellen massiv Konkurrenz durch Na-Ionen Systeme bekommen. Die kosten quasi auch nicht viel was die Rohstoffe angeht. Womit die RFB eigentlich nur in zentralen Installationen mit riesigen Speichervolumina in Frage kommt, bei allem anderen ist die Na-Ionen Zelle vermutlich einfacher anwendbar.