KaJu74

2016-04-19 Brennstoffzelle und H2 Tankstellen

[KaJu74]

Hallo

Ich freue mich auch über die FCEV`s, da auch sie reine Elektroautos sind und lokal keine Abgase erzeugen, aber sie werden nie mehr sein als eine Nische in der derzeitigen Nische.

Warum?

http://blue-eng.km.tu-berlin.de/index.php/Energiespeicher

1. Der Antrieb und die Wasserstoffherstellung.

Zitat:

Als Antrieb in Kombination mit einem Elektromotor ist die Brennstoffzelle somit theoretisch effizienter als ein Verbrenner, in der Praxis müssen jedoch alle Produktionsschritte mit einbezogen werden.
„Wird aus Strom Wasserstoff über Elektrolyse erzeugt, tritt dabei ein Verlust von etwa 40 % auf.
Für den Transport und die Speicherung von Wasserstoff gehen weitere 10 % verloren.
Die Brennstoffzelle im Fahrzeug hat einen Wirkungsgrad von maximal 50 % und der damit betriebene Elektromotor wieder einen Verlust von 10 %.
Damit kann man nur 25 % der ursprünglichen Energie nutzen“

Zum Vergleich:
Akkumulator: ca. 60-90%, (90% mit Strom vor Ort produziert)
Verbrenner 20-35%

2. Die ganze Technik

In einem Brennstoffzellenauto sind zu viele Techniken verbaut.
- Brennstoffzelle
- Wasserstofftank
- Akku
- E-Motor
Dadurch ist der Platz in einem Brennstoffzellenauto stark begrenzt.
Außerdem kann mehr Technik kaputt gehen.

3. Die Tankstellen

Folgende Aussage steht im Raum:

Zitat:

Tankstellen mit Wasserstoff sind die wesentlich einfachere Lösung, umweltfreundlicher und billiger ist diese Variante auch noch, außerdem hätte man das Problem mit den langen Ladezeiten auch sofort gelöst.

Gliedern wir mal die fett geschriebene Aussage auf:

wesentlich einfacher Lösung:
FCEV: Es ist also einfacher, Strom in Wasserstoff umzuwandeln, diese dann zu transportieren, zu lagern, in ein Auto zu pumpen, dort wieder in einer Brennstoffzelle in einen Akku zu speisen und damit einen elektrischen Antrieb zu betreiben?
Hier ein Bild einer H2 Tankstelle:
Wasserstofftankstelle Berlin Sachsendamm
Die Anlage hat noch zwei Etagen unter der Erde und natürlich aufwendige Sicherheits- u. Überwachungstechnik verbaut.

BEV: Es ist einfacher den Strom direkt in einen Akku zu speichern und damit einen elektrischen Antrieb zu betreiben.
So wurden sie 2012 angekündigt.
Tesla Supercharger
So sehen sie in sonnigen Staaten aus:
tesla-supercharger-sueden-europa
tesla-charging-station-with-solar-collector-trimmed
Hier zu Lande, noch ohne Solardach, aber im Grünen
Supercharger im grünen
Auch problemlos in Tiefgaragen möglich.
Tesla Supercharger in einer Tiefgarage in London
Tesla Supercharger in einer Tiefgarage in London

umweltfreundlicher
FCEV: Der Wirkungsgrad sinkt auf etwa 20-30% ab, durch die von mir oben beschrieben Kette.
Energieintensive Speicherung. Energieintensiver Transport. Neue Infrastruktur muss aufgebaut werden.

BEV: Im Vergleich dazu 60-90%.
Transport durch bestehende Stromnetzwerke.
Bestehende Stromnetzwerke können genutzt werden.

billiger
FCEV: Tankstellen kosten für ein Fahrzeug kostet über 1.000.000€. Das Kg H2 kostet über 9€ macht bei einem Verbrauch von rund 1kg/100km also 9€/100km.

BEV: Tesla Supercharger kosten mit 8 Ladeplätzen rund 100.000€. Also 12.500€ pro Ladeplatz. Das kWh kostet rund 0,25€. Macht bei 23 kWh/100km (mein Durchschnittswert seit nach über 2 Jahren) 5,75€/100km.
Mit PV-Strom entfallen mir nur die Vergütung in Höhe von 0,1385€/kWh, macht also 3,19€/100km.
Mit dem Strompreis an der Börse derzeit 0,0177€/kWh wären es sogar nur 0,41€/100km.

langen Ladezeiten
BEV: 8 Tesla kommen gleichzeitig an einen Supercharger. Alle fahren nach rund 60 Minuten weiter.
FCEV: 8 H2 Autos kommen an die eine Tankstelle.
Der erste fährt nach 15 Minuten los.
Der zweite fährt nach 30 Minuten los.
Der dritte fährt nach 45 Minuten los.
Der vierte fährt nach 60 Minuten los.
Der fünfte fährt nach 75 Minuten los.
Der sechste fährt nach 90 Minuten los.
Der siebte fährt nach 105 Minuten los.
Der achte fährt nach 120 Minuten los.

Für den Preis einer Wasserstofftankstelle könnte man aber 80 Superchargerladeplätze bauen.
Wann würde der 80ste. H2 Wagen vom der Tankstelle wieder wegfahren?
Nach schlappen 1200 Minuten!
Das sind 20 Stunden!

Und als Abschluß, wo möchte man lieber neben wohnen, stehen, leben?
- Einen Tesla Supercharger, wo nur ein Trafo steht und die Ladesäulen?
- Einer Wasserstofftankstelle, wo ein hochexplosiver Stoff gelagert wird, Pumpen laufen um diesen hochexplosiven Stoff in ein Auto zu drücken?

Gruß

KaJu

[w_white]

Ja die Brennstoffzelle ist nicht der Weisheit letzter Schluss. Ich habe da eine Aussage in Erinnerung, wo gesagt wurde, dass eine Brennstoffzelle ungefähr genau so lang hält wie ein moderner Dieselmotor, also auch nicht ewig.

[Goify]

Wie hoch ist eig. der Wirkungsgrad der Kette: Steckdose - Akku - E-Motor - Antrieb? Denn der lässt sich ja direkt mit Strom - Wasserstoff+Verdichten - Umpumpen - Strom - E-Motor - Antrieb vergleichen.
Und wie viele Tanks welcher Größe benötigt man um 300 km mit Wasserstoff fahren zu können?

[KaJu74]

Man spricht beim BEV von ca. 10% Verlust beim laden (je nach Ladeart) und 5-10% Verlust im Antrieb.
Also rund 80-85%

Bei H2 sind es ja, wie oben beschrieben: Wird aus Strom Wasserstoff über Elektrolyse erzeugt, tritt dabei ein Verlust von etwa 40 % auf.
Für den Transport und die Speicherung von Wasserstoff gehen weitere 10 % verloren.
Die Brennstoffzelle im Fahrzeug hat einen Wirkungsgrad von maximal 50 % und der damit betriebene Elektromotor wieder einen Verlust von 10 %.
Damit kann man nur 25 % der ursprünglichen Energie nutzen

[Goify]

Dann kann der einzige echte Vorteil der Brennstoffzelle nur die Reichweite sein, also somit die Energiedichte im Speicher an Bord.
Muss ja jetzt kein Auto sein, sondern z. B. ein U-Boot oder vielleicht auch eine Lokomotive.

[sasisoli]

Bei uns fahren seit 2013 einige Brennstoffzellen-Linienbusse durch die Stadt, und das soll wohl auch noch ausgeweitet werden.

Die Politik findet das toll, die Bevölkerung hat etwas Bedenken ob der Sicherheit!

Ich bin kein Technikverweigerer, aber hochexplosive Stoffe in einem Linienbus...ich weiß nicht so recht...wenns dann mal knallt dann aber gewaltig!

[KaJu74]

Hier ein Bild vom Mirai:
http://i.auto-bild.de/.../Toyota-Mirai-1200x800-e426813689866fdd.jpg
Vorne E-Motor, Mittig Brennstoffzelle, Hinten 2 Tanks und der Akku.

Reichweitenvorteile hat H2 auch keine:
http://www.manager-magazin.de/.../...o-im-live-fahrtest-a-1060277.html

1. Mirai ohne Tanken
2. Tesla ohne laden
3. Tesla mit laden

Der Tesla mit Laden ist deutlich am schnellsten.
Tesla und Mirai ohne Laden/Tanken sind gleich schnell.

Bild

• Toyota-mirai-1200x800-e426813689866fdd
  (1216 mal aufgerufen)

[KaJu74]

@sasisoli
Deshalb ja meine Schlußfrage im Blog!

[Goify]

KaJu74, deine Zuordnung stimmt nicht ganz, also eigentlich bis auf den Tank überhaupt nicht: http://cdn.arstechnica.net/.../Mirai-Infographic.jpg

Schaut man sich die Grafik an, wird einem eh übel bei der enormen Menge an Technik an Bord.

[sasisoli]

@KaJu74
Als bekennender Raucher wird mir jedenfalls immer etwas mulmig wenn so ein Bus an mir vorbeifährt...

[KaJu74]

@Goify
[qoute]Schaut man sich die Grafik an, wird einem eh übel bei der enormen Menge an Technik an Bord.
Da kann ich dir nur zustimmen.

PS: Fehler korrigiert.

[Harald-DEL]

Vor allen Dingen hätte ich gerne vorne und hinten einen Kofferraum.

Und nicht weder vorne noch hinten!

Aber mal im Ernst, meine Lieblingsfrage an die anderen Elektroautohersteller: Was baut ihr da vorne alles unter die Motorhaube? Das muß doch nicht sein, ich dachte, so ein Elektro-Auto hat weniger und nicht mehr Technik! Beim Chevrolet Bolt unter der Motorhaube dasselbe. Ich glaube inzwischen, die haben da heimlich noch einen Verbrenner mit 4 Zylindern irgendwo eingebaut (für den Notfall)...

[SenOmeSig]

2 Punkte hätte ich:
1. Unter "billiger" steht: H2 kostet 9€/km, das müsste wohl 9€/100km heißen.

2. Die Rechnung der Tank/Ladezeit finde ich ziemlich konstruiert, eine H2-Tanke hätte sicherlich zum Preis von 1Mio mehrere Zapfsäulen, so 6-10 wie jede normale Tankstelle auch und nicht nur eine. Auch die 15Minuten finde ich etwas weit hergeholt. Somit führe auch das 80. FCEV nach 120 Minuten weiter.

Aber Ok, im Prinzip spielt es keine Rolle, FCEVs sind eine automobile Sackgasse

[KaJu74]

zu Punkt 1, hast du natürlich Recht.
zu Punkt 2, leider nein.
Ob eine zweite Zapfsäule an eine bestehende Tankanlage günstiger ist, kann sein.
Aber Ob dann der Druckaufbau schnell genug geht, oder ob die Tankvorgänge dann wieder länger dauern, kann ich leider nicht sagen.
Die 15 Minuten kommen aus dem Test des Mirai vom Manager-Magazin.

Das mit der Sackgasse sehe ich auch so. Energetisch, Kostentechnisch und Rohstoffmäßig.

[KaJu74]

https://www.youtube.com/watch?v=tBHc9u89-nc