Neues Antriebskonzept

[Horst_Martin]

Anfang des Jahres habe ich meine Idee, eines neuen Linearkolben Zweitaktmotor, zum Patent angemeldet. Ich möchte damit kein Geld verdienen, sondern der Sinn darin lag, vielleicht mögliche Interessenten zu finden, die an einer Prototypenentwicklung Interesse hätten. Ich habe mein Patent nur für Deutschland angemeldet und muss mich bis zum 23.12.2017 entscheiden ob ich es Weltweit anmelden möchte.

Bei der Entwicklung meines Motors stellte sich heraus, dass er nur mit Wasserstoff funktionieren würde. Das war der Grund, dass ich einen Vergleich der bestehenden Antriebskonzepte einmal durchgeführt habe. Verglichen habe ich das bestehende Verbrennungsmotorantriebskonzept, das batteriegepufferte Elektroantriebskonzept und ein wasserstoffbetriebenes Antriebskonzept.

Die Hauptfragen für mich waren dabei:

Inwieweit lassen sich möglichst viele vorhandene und zukünftige Fahrzeuge umrüsten, so dass sie möglichst wenig die Umwelt belasten (CO2, NOx und Feinstaub).

Was für Kosten entstehen für die Allgemeinheit (Erstellung der notwendigen Infrastruktur).

Was für Entwicklungszeiten müssen eingeplant werden.

Welche Genehmigungszeiten – Ausschreibungszeiten sind dabei zu berücksichtigen.

Was würden diese Fahrzeuge kosten (gibt es da denn noch Fahrzeuge in der Golfpreisklasse).

Das Ergebnis hat mich doch erstaunt.

Ich habe meine Erkenntnisse und auch eine Vorstellung meiner Motoridee auf meiner Homepage

www.hhab-motor.de

zusammengefasst.

Hier eine Zusammenfassung des Ergebnisses:

Elektrofahrzeuge auf Batteriebasis sind nicht geeignet die bestehenden Verbrennungsmotoren zu ersetzen. Sie sind höchstens eine Ergänzung. Der Hauptgrund dafür ist nicht die schlechte Reichweite, sondern die Ladezeit der Batterie. Es dauert zu lange und die benötigte Infrastruktur ist nicht vorhanden und teuer.

Für den Ersatzt von nur 10% aller Verbrennungsmotoren, also 4.506.793 Fahrzeugen, werden 120.000 Schnellladesäulen benötigt, um zu erreichen das jede Ladesäule max. 6 Stunden pro Tag genutzt werden kann.

Weitere Gründe gegen dieses Konzept sind:

 

Die Reichweite eines Elektrofahrzeugs ist stark temperaturabhängig, im Winter liegt diese ca. 20% geringer als im Sommer.

Das Recyceln der Lithiumbatterien ist noch nicht gelöst.

Ein Elektrofahrzeug mit Speicherbatterie ist zu schwer.

Die Lebensdauer der Batterien ist begrenzt, das bedeutet für den Besitzer, wenn er nach ca. 150.000 km eine neue Batterie einbauen lässt, das er dafür min. 10.000€ bezahlen muss. Auch lassen sich Gebrauchtwagen mit hohen Kilometerstand nicht einfach verkaufen, weil die Batterie nicht mehr lange nutzbar ist. Heute werden viele Gebrauchtfahrzeuge mit hohen Laufleistungen verkauft, das wäre nicht mehr möglich.

Besser wäre es, sich jetzt schon für ein zukunftssicheres Antriebskonzept zu entscheiden. Die notwendigen Entwicklungen für die Einführung und Verwirklichung eines Wasserstoff-Antriebskonzept sind überschaubar und lassen sich zeitnah durchführen. Folgende Komponenten müssen noch zur Serienreife weiterentwickelt werden:

1. Der benötigte Wasserstoffverbrennungsmotor, Idealerweise der HHAB-Verbrennungsmotor, der aus sehr wenigen Teilen besteht und sich takten lässt. Mit diesem Aufbau wäre es möglich, auf eine schwere Pufferbatterie zu verzichten. Der ist aber noch nie gebaut wurden und es könnte sein, das er nicht wie gedacht funktioniert. Als Alternative könnte man den Linearkolbenmotor der Fa. DLR einsetzen oder aber einen konventionellen Verbrennungsmotor auf Wasserstofftechnik umrüsten, wie es die Münchner Firma Keyou bereits tut.

2. Ein Wasserstoffflaschensystem das für ein Flaschenwechselsystem geeignet ist. Dieses Flaschensystem besteht aus einem CFK Schutzgitter, einer 55 Liter Wasserstoffflasche mit 2,1 kg Wasserstoff Inhalt, einem Notabschaltventil, was im Notfall die Flasche verschließt und einem Entnahmeanschlussventil mit einer Anschlusskupplung. Das Ganze muss so entwickelt werden, dass es absolut sicher funktioniert. Also alle Sicherheitsvorrichtung werden doppelt ausgelegt und funktionieren nach verschiedenen Kriterien und werden nach jeder Nutzung und während der Nutzung überprüft (Flugzeugsicherheitsprinzip). Einen möglichen Lösungsansatz stelle ich hier auf meiner Homepage vor.

3. Eine Tankstelleninfrastruktur. Einen möglichen Lösungsansatz stelle ich hier auf meiner Homepage vor.

Über interessante Kommentare würde ich mch sehr freuen

[ortler]

Ich denke nicht, dass sich ein Hydrogenium-Konzept durchsetzen kann. Die Energiebillanz der Erzeugung zur Energie ist ungünstig. Deshalb wird die Elektrolyse wenn überhaupt als Energiespeicher verwendet, wenn der Wind nicht weht oder die Sonne nicht scheint.Der verlust-und verschleissarme E-Antrieb ohne Getriebe, oszilierende Massen könnte sich bei industrieller Akku-Prod. mit intelligenten Ladesystemen oder Wechselstrukturen eher durchsetzen. An der Substitution seltener Erden / Metalle wird ber. geforscht (Helmholtzinstitut Dresden). Der Wasserstoff, hoch explosiv wird für den Mainstream schwierig zu handhaben sein beim tanken.

[Spannungsprüfer135469]

Das Konzept hat für mich einen Denkfehler:

"Wieso sollte ich einen System einsetzen, das aus dem Wasserstoff bestenfalls 25% der enthaltenen Energie in elektrische Energie wieder zurückwandeln kann, wenn eine Brennstoffzelle mehr als das Doppelte, nämlich 60% liefern kann?"

Reiner Wasserstoff ist aus Elektrolyse technisch kein Problem, was anderes kommt da nämlich nicht raus. Ist also kein wirkliches Argument, vorallem wenn ein Brennstoffzellenantrieb weniger als die Hälfte des Wasserstoffs für die gleiche Strecke braucht. Spätestens da endet die Diskussion.

Grüße,

Zeph

[GaryK]

Das Problem an "Strom -> Wasserstoff" ist, dass alleine die Elektrolyse einen Wirkungsgrad unter 70% hat. Eine Batterie hat formal 100%, da die Ladeverluste des Akkus in den Verbrauch "ab Steckdose" bilanziert werden und somit untergehen. Bei 15 kWh/100km eines Stromers kannst du bestenfalls für 10 kWh Wasserstoff herstellen, den auch eine Brennstoffzelle mit 60% nur in 6 kWh Strom verwandeln kann. Ein Hubkolbenmotor macht daraus noch weit weniger.

[Horst_Martin]

Zitat:

@Zephyroth schrieb am 4. Dezember 2017 um 19:36:06 Uhr:

Das Konzept hat für mich einen Denkfehler:

"Wieso sollte ich einen System einsetzen, das aus dem Wasserstoff bestenfalls 25% der enthaltenen Energie in elektrische Energie wieder zurückwandeln kann, wenn eine Brennstoffzelle mehr als das Doppelte, nämlich 60% liefern kann?"

Reiner Wasserstoff ist aus Elektrolyse technisch kein Problem, was anderes kommt da nämlich nicht raus. Ist also kein wirkliches Argument, vorallem wenn ein Brennstoffzellenantrieb weniger als die Hälfte des Wasserstoffs für die gleiche Strecke braucht. Spätestens da endet die Diskussion.

Grüße,

Zeph

Das optimale Antriebskonzept wäre eine Brennstoffzelle die direkt aus Wasserstoff und dem Sauerstoff aus der Umgebungsluft, Strom erzeugt, mit dem dann ein Elektromotor antreiben wird, das ist schon richtig.

Welche Gründe sprechen gegen diese Lösung:

1. Die Brennstoffzelle ist zur Zeit sehr teuer, alleine für das Brennstoffzellensystem entstehen zur Zeit Kosten von rund 40.000€, diese sollen zwar bis 2025 um 80% sinken, aber dann würde eine Brennstoffzelle trotzdem noch 8.000 € kosten.

2. Es wird in dem Prozess das Edelmetall Platin benötigt, ca. 30-40 Gramm, dieses Material ist sehr selten und teuer.

3. Als Brennstoff muss hochreiner Wasserstoff benutzt werden, der sehr aufwendig und teuer hergestellt werden muss.

Aktuelles alternatives Antriebskonzept, was zur Zeit hauptsächlich umgesetzt wird

Bei den Antriebskonzepten, für die sich jetzt die Automobilhersteller entschieden haben, ist der Hauptkritikpunkt nicht die unzureichende Reichweite der Fahrzeuge, sondern die lange Zeit für das Aufladen der Batterie und die sehr hohen Kosten für die notwendige Infrastruktur.

Hier die Zahlen, die sich ergeben würden, wenn man einen großen Teil der Autos auf Elektroantriebe umstellen würde:

1. Zurzeit gibt es 45.067.927 Autos in Deutschland

2. Es wird zur Zeit 538,32 TWh Strom in Deutschland erzeugt

3. Zur Zeit beträgt die durchschnittliche Laufleistung eines PKW 13.880 km im Jahr

4. Bei einem Stromverbrauch von ca. 22 Kwh pro 100 km (BMW i3 sind es im Sommer 17,8 kW/h und im Winter 19,6 Kw/h) gemessen an der Ladestation

5. Bei einer Ladeleistung von 22 Kw pro Ladesäule

6. Bei 40.000 Ladesäulen

Ergeben sich folgende Zahlen:

1. Das bedeutet, das schon bei einer Umstellung von 10% aller Fahrzeuge, man min. 120.000 Ladesäulen benötigen würde, die mit 50 kW pro Stunde laden können, um pro Fahrzeug eine min. Ladezeit von 6 Std. zur Verfügung zu stellen.

2. Es werden zur Zeit 538,32 TWh Strom in Deutschland erzeugt

3. Zur Zeit beträgt die durchschnittliche Laufleistung eines PKW 13.880 km im Jahr

4. Bei einem Stromverbrauch von 22 kWh pro 100 km (BMW i3)

5. Bei einer Ladeleistung von 22 kW pro Ladesäule

6. Bei 40.000 Ladesäulen

7. Das bedeutet, das schon bei einer Umstellung von 10% aller Fahrzeuge, man min. 120.000 Ladesäulen benötigen würde, die mit 50 kW pro Stunde laden können, um pro Fahrzeug eine min. Ladezeit von 6 Std. zur Verfügung zu stellen.

8. Davon müsste man die Fahrzeuge abziehen die zu Hause oder auf der Fa. geladen werden können. Die Autobesitzer die nicht in einem Eigenheim wohnen können das aber nicht und müssten dann eine öffentliche Ladestation nutzen.

Der Energiebedarf würde um 2,3 % steigen

Das halte ich für eine total unrealistische Lösung

Seit neuesten drohen in Deutschland, wegen zu hoher Stickstoffwerten, in vielen Städten Fahrverbote für Dieselfahrzeuge.

Und ich habe das Gefühl, das durch diese konkrete Drohung vielen Bürger das Ganze jetzt erst, als persönliches Problem erkennen und Lösungen verlangen.

Auch die Kommission in Brüssel schlägt nun strenge Grenzwerte für Autos und Kleinlaster vor. Die Neuwagenflotte der Hersteller soll bis 2025 im Durschnitt 15 % weniger

Kohlendioxid ausstoßen und bis 2030 30 % weniger, bei Überschreitungen drohen Strafen.

 

Um das zu schaffen brauchen wir eine zeitnahe (nächste 10 Jahre) umsetzbare Lösung. Und man braucht eine Lösung für kostengünstige Fahrzeuge (Anschaffungskosten von ca. 25.000 €). Auch ist es wichtig, wenn nicht sogar noch wichtiger, die notwendige Infrastruktur zur Verfügung zu stellen.

Deshalb, die auf den ersten Blick etwas abenteuerliche Lösung, die Fahrzeuge mit 700 Bar Wasserstoffflaschen auszurüsten. Diese Flaschen gibt es schon, es werden heute schon Busse mit diesem System ausgestattet.

Man kann mit einem Dreiflaschenwechselsystem eine Reichweite von 800 – 1.100 km erreichen.

Das Flaschenwechseln würde etwa 5 – 10 Minuten dauern.

Auch ist es eher möglich, ein unterirdisches Flaschendepot anzulegen als ein Zapfsäulensystem und Tankstellen mit einem mehreren 10 Meter hohen Riesentank.

Bei einer Umstellung von 50% aller Fahrzeuge, benötigte man 1.400 Tankstellen (Platzbedarf pro Tankstelle ca. 260 m²).

Das System ist sicherer:

1. Weil der Wasserstoff nur in kleinen Mengen in sicheren Gasdruckflaschen gelagert wird

2. Die Wasserstoffflaschen werden unterirdisch gelagert. Und nicht in einem überirdischen Riesenbehälter.

3. Das Flaschenwechseln (Betanken), das Verschieben der Paletten und Flaschen geschieht vollautomatisch und zwar pneumatisch (EX-Schutz Zone 0) und wird ständig überwacht.

4. Der komplette Lagerraum wird ständig mit Luft oder einem Gas gespült. Die Abluft wird über einen geeignet hohen Abzug abgeleitet.

5. Die bei einer Betankung benötigten Wasserstoffflaschen werden, vor dem Tankvorgang, in einer speziell geschützten Vorratskammer bereitgestellt,

so dass das ganze System Vandalen sicher gemacht werden kann.

6. Alle eingelagerten vollen Wasserstoffflaschen werden bei dem Abfüllunternehmen vor der Auslieferung auf Funktion und Sicherheit überprüft.

7. Alle Sicherheitssysteme müssen redundant/control ausgelegt sein, das heißt alle Sicherheitsüberprüfungen müssen doppelt und möglichst mit zwei verschiedenen

Sicherheitssystemen durchgeführt werden und bei jeder Benutzung auf Funktion überprüft werden.

8. In dem Lagerraum darf keine elektrische Leitung vorhanden sein.

9. Alle Wasserstoffflaschen besitzen ein Notabschaltventil, das wenn ein Notfall eintritt alle Flaschen automatisch verschließt (Auslösung über einen Überdruckschalter).

Ich weiß, das hört sich alles sehr abenteuerlich an, ist aber zu handhaben und schnell umsetzbar. Die Tankstellen benötigen keine aufwendige Infrastruktur können auch weiter auseinanderliegen.

Das Ganze nach zu lesen auf meiner Homepage www.hhab-motor.de

 

 

[Spannungsprüfer135469]

Ein System ist für mich nur dann tragfähig, wenn es überhaupt machbar ist. Auch ich habe meine Berechnungen dazu angestellt. Für die gesamte deutsche PKW-Flotte bräuchte man bei Einsatz von BEV's etwa 20-25% mehr Strom als jetzt (deckt sich mit deiner Rechnung). Bei Einsatz von FCEV's, wo der Wasserstoff mittels Elektrolyse hergestellt wird, beträgt der zusätzliche Strombedarf etwa 50-60%. Verstromt man nun den Wasserstoff mit Hilfe deines Motors, wird sich das ganze auf etwa 100-120% mehr belaufen.

So, welche der 3 oben genannten Optionen scheint dir vom Energiebedarf in den nächsten 20 Jahren am machbarsten?

Grüße,

Zeph

[Horst_Martin]

Zitat:

@Zephyroth schrieb am 4. Dezember 2017 um 23:53:00 Uhr:

Ein System ist für mich nur dann tragfähig, wenn es überhaupt machbar ist. Auch ich habe meine Berechnungen dazu angestellt. Für die gesamte deutsche PKW-Flotte bräuchte man bei Einsatz von BEV's etwa 20-25% mehr Strom als jetzt (deckt sich mit deiner Rechnung). Bei Einsatz von FCEV's, wo der Wasserstoff mittels Elektrolyse hergestellt wird, beträgt der zusätzliche Strombedarf etwa 50-60%. Verstromt man nun den Wasserstoff mit Hilfe deines Motors, wird sich das ganze auf etwa 100-120% mehr belaufen.

So, welche der 3 oben genannten Optionen scheint dir vom Energiebedarf in den nächsten 20 Jahren am machbarsten?

Grüße,

Zeph

Ich stimme dir zu. Das wesentliche ist, dass es technisch umsetzbar ist und zwar kurzfristig, also in ca. 10 Jahren.

Auch stimme ich dir zu das es nicht gerade sich sinnvoll anhört, wenn man den benötigten Treibstoff, also Wasserstoff erst mit einem schlechten Wirkungsgrad herstellen muss.

Deshalb muss man zu sehen, dass man eben auch Wasserstoff nutzen kann, der als Abfallprodukt bei vielen chemischen Prozessen anfällt, der aber eben nur nicht für die Brennstoffzelle geeignet ist, deshalb die Verwendung von umgebauten Verbrennungsmotoren siehe http://www.keyou.de .

Man kann den Wasserstoff dezentral an Windrädern herstellen oder in weiter Zukunft direkt zu Hause über eine eigene Photovoltaikanlage.

Man muss, also die Zielsetzung vernünftig definieren:

1. Wir müssen ein Antriebskonzept verwenden, das am Fahrzeug möglichst wenig umweltschädliche Abgase erzeugt.

Trifft auf E-Fahrzeuge und Wasserstoff(H)antriebe zu.

2. Die verbauten Materialien müssen verfügbar und nicht zu teuer sein.

a. E-Fahrzeuge Herstellung teurer (Pufferbatterie), Pufferbatterien mit hoher Batteriekapazität erst in der Entwicklung.

b. H-Antriebe benötigen, in meiner Variante, zwar auch Wasserstoffflaschen, die aber ähnlich wie graue 11 kg Campingflasche, ausgetauscht werden.

3. Die benötigte Infrastruktur muss sichergestellt werden.

a. E-Fahrzeuge: Man bräuchte alleine, wenn man nur 10% aller Fahrzeuge über externe Ladestationen aufladen möchte und zwar mit 50 kW Ladestationen, 120.000 Ladestationen an denen dann jedes Auto min. eine halbe Stunde steht.

b. Bei H-Fahrzeugen wäre es, bei meiner Flaschenwechsellösung einfacher und kostengünstiger. Im Prinzip muss man eine 260 m² große Tiefgarage bauen, in die passen dann ca. 5.800 Wasserstoffflaschen, Dieser Vorrat würde ca. 2 Tage ausreichen, für ca. 200 Tankvorgänge.

4. Mir, als alter BMW Fahrer, bringt es auch kein Spaß mit 100 km/h auf der Autobahn zu fahren, damit man möglichst weit kommt. Für Leute die den Wagen beruflich nutzen ist das auch nicht machbar, die müssten dann auch noch an jedem Tag ihren Wagen eine halbe Stunde aufladen.

5. Die vorhandenen Arbeitsplätze blieben weitgehend erhalten. Man benötigt ja weiterhin Verbrennungsmotoren.

 

[slv rider]

samsung graphentechnik: ladegeschwindigkeit verfünffacht, kapazität +50%.

und es gibt schon volts die 400t miles mit dem ersten akku gelaufen haben.

die konkunrenz schläft halt nicht.

und ein aspekt noch: im gegensatz zum benzintanken muss ja nicht immer gleich ein leerer akku vollgetankt werden.

diese angewohnheit stammt noch aus zeiten der flüssigkraftstoffe die nur an sogenannten tankstellen erhältlich waren zu denen man weit fahren musste.

vielen würde ein tägliches dazuladen mit geringer leistung genügen was die zahl der schnelllader vielleicht auch begrenzen würde.

[Spannungsprüfer135469]

Zitat:

@Horst_Martin schrieb am 5. Dezember 2017 um 07:22:45 Uhr:

Ich stimme dir zu. Das wesentliche ist, dass es technisch umsetzbar ist und zwar kurzfristig, also in ca. 10 Jahren.

Ok. Hier sind mal ein paar Fakten für dich: In Deutschland gibt's derzeit 35 öffentlich zugängliche H2-Tankstellen. In Österreich sind's gerade mal 5. Du redest von 1400 Tankstellen in Deutschland, ausgeführt als Tiefgaragenkonzept mit 260qm. Dh, du willst irgendwen dazu bringen pro Jahr 140 derartige Tankstellen aufzustellen. Das nenne ich mal ambitioniert.

Zitat:

@Horst_Martin schrieb am 5. Dezember 2017 um 07:22:45 Uhr:

Auch stimme ich dir zu das es nicht gerade sich sinnvoll anhört, wenn man den benötigten Treibstoff, also Wasserstoff erst mit einem schlechten Wirkungsgrad herstellen muss.

Ist es auch nicht, das ist der Pferdefuß an deinem Konzept.

Zitat:

@Horst_Martin schrieb am 5. Dezember 2017 um 07:22:45 Uhr:

Deshalb muss man zu sehen, dass man eben auch Wasserstoff nutzen kann, der als Abfallprodukt bei vielen chemischen Prozessen anfällt, der aber eben nur nicht für die Brennstoffzelle geeignet ist.

Welche Prozesse sollen das denn sein? Sind die Unternehmen darauf vorbereitet nun den Wasserstoff zu sammeln? Wieviele Autos kannst du nach der Rechnung damit betreiben?

Das einzige, wo Wasserstoff derzeit wirtschaftlich (dh leistbar) gewinnbar ist, ist die Dampfreformation aus dem Erdgas, das tatsächlich als Nebenprodukt bei der Ölförderung anfällt. Nur hier löst man kein Problem. Das im Erdgas gebundene CO2 wird bei der Dampfreformation in die Atmosphäre freigesetzt, anstatt vor Ort im Verbrenner. Und hier wär's aus Wirkungsgradsicht schon wieder besser das Erdgas direkt in einem Verbrenner zu verheizen, anstatt in deinem Verbrenner-Elektrischen Antrieb.

Zitat:

@Horst_Martin schrieb am 5. Dezember 2017 um 07:22:45 Uhr:

Man kann den Wasserstoff dezentral an Windrädern herstellen oder in weiter Zukunft direkt zu Hause über eine eigene Photovoltaikanlage.

Ich glaube dir ist nicht klar, um welche Dimensionen es geht. Eine gute PV-Anlage daheim erntet im Jahr etwa 1500-3000kWh, davon kann ich nun über Elektrolyse etwa 70% speichern, bleiben 1050-2100kWh. Mit deinem Konzept bekomme ich nun noch etwa 30% davon raus, das sind 315-630kWh, das reicht gerade mal für 1400-2800km. Ein BEV (das man dann sinnvollerweise auch daheim lädt) käme mit derselben PV-Anlage 6800-13600km.

Abgesehen davon, es wird von den BEV-Gegnern immer gerne ins Licht geführt, das der Großteil der Autofahrer ja gar nicht daheim laden kann. Aber eine PV-Anlage ist nun aufeinmal für viele möglich? Irgendwie etwas schizophren, diese Denkweise.

Ich habe höchsten Respekt vor deiner Idee, aber du begehst einen Fehler den viele Erfinder machen. Sie haben eine Idee ohne konkrete Anwendung. Nun suchst du händeringend danach und meinst sie in der Wasserstofftechnologie gefunden zu haben. So verlockend es sich anhört, die Wasserstoffwirtschaft ist erst langfristig möglich, nicht kurzfristig. Für einen kurzfristigen Zwischenspurt mit bestehenden Technologien gibt es die Hybriden, mittelfristig die BEV und langfristig die FCEV's.

Man kann nun argumentieren, das auch ein Verbrennerfahrzeug etwa 70% der zugeführten Energie in Wärme umwandelt und sich dies trotzdem durchgesetzt hat. Ja, weil diese Fahrzeuge mit einer Energieform betrieben werden, die die Erde in Millionen Jahren (im wesentlichen Sonnenenergie) angesammelt und gelagert hat. Diese Lager pumpen wir nun in 200 Jahren leer.

Die Herausforderung der Zukunft ist, unseren enormen Energiehunger in Echtzeit zu stillen. Sprich wir müssen zumindest in der Lage sein, das was wir verbrauchen auch ernten zu können. Das ganze ist schaffbar, aber nur, wenn man in der Masse (ich rede nicht von Spezialanwendungen) mit hocheffizienten Technologien arbeitet und dazu zählt deine Idee (so interessant der Motor selber ist) leider nicht.

Grüße,

Zeph

[slv rider]

energiehungrige SUVs geraten in den nächasten jahren zum glück wieder ausser mode. der trend geht dann eindeutig zu baustellenfahrzeugen. hoffentlich gibt es kein verkehrschaos vor den schulen wenn helikoptermütter ihren narzistischen nachwuchs mit dem bmw-bagger bis vor das klassenzimmer karren wollen.:D

zurück zum thema....

[FrankyStone]

Der Wasserstoffantrieb ist vergleichbar mit der Kernfusion - in der Theorie super, es wird seit Jahrzehnten damit geforscht und entwickelt. Nur ein brauchbares Produkt ist dabei noch nicht herausgekommen. Seit 40 Jahren hören wir immer wieder: "In 10 Jahren könnte es serienreif sein!"

- Wasserstoff muss erst energieintensiv hergestellt werden. Statt mit Strom Wasserstoff herzustellen, kann man auch gleich eine Batterie aufladen. Und Elektroautos kann man hier und heute kaufen.

- Wasserstoff kann man nur schwierig speichern. Durch die sehr niedrige Dichte ist in einer handelsüblichen Gasflasche mit 200 bar nicht viel Wasserstoff drin. Für eine große Reichweite bräuchte man viele große Druckbehälter. Da kann man auch gleich eine große Batterie in ein Elektroauto einbauen.

- Alternativ kann man Wasserstoff verflüssigen, wie das industriell auch für Stickstoff, Sauerstoff, Argon etc. gemacht wird. Nur ist das energieintensiv und man hat Verdampfungsverluste beim Lagern. Von der Brandgefahr durch austretenden Wasserstoff ganz zu schweigen. Auf 20.000.000 PKW hochgerechnet ist das nicht der Weisheit letzter Schluss.

Meiner Meinung nach wären in der Stadt Elektroautos und auf der Autobahn Verbrenner mit LPG oder CNG beim aktuellen Stand der Technik die sauberste Lösung.

[slv rider]

gibt es nicht schon handylader mit feuerzeuggasantrieb?

[Horst_Martin]

Zitat:

@Zephyroth schrieb am 5. Dezember 2017 um 08:41:29 Uhr:

Zitat:

@Horst_Martin schrieb am 5. Dezember 2017 um 07:22:45 Uhr:

Ich stimme dir zu. Das wesentliche ist, dass es technisch umsetzbar ist und zwar kurzfristig, also in ca. 10 Jahren.

Ok. Hier sind mal ein paar Fakten für dich: In Deutschland gibt's derzeit 35 öffentlich zugängliche H2-Tankstellen. In Österreich sind's gerade mal 5. Du redest von 1400 Tankstellen in Deutschland, ausgeführt als Tiefgaragenkonzept mit 260qm. Dh, du willst irgendwen dazu bringen pro Jahr 140 derartige Tankstellen aufzustellen. Das nenne ich mal ambitioniert.

Zitat:

@Zephyroth schrieb am 5. Dezember 2017 um 08:41:29 Uhr:

Zitat:

@Horst_Martin schrieb am 5. Dezember 2017 um 07:22:45 Uhr:

Auch stimme ich dir zu das es nicht gerade sich sinnvoll anhört, wenn man den benötigten Treibstoff, also Wasserstoff erst mit einem schlechten Wirkungsgrad herstellen muss.

Ist es auch nicht, das ist der Pferdefuß an deinem Konzept.

Zitat:

@Zephyroth schrieb am 5. Dezember 2017 um 08:41:29 Uhr:

Zitat:

@Horst_Martin schrieb am 5. Dezember 2017 um 07:22:45 Uhr:

Deshalb muss man zu sehen, dass man eben auch Wasserstoff nutzen kann, der als Abfallprodukt bei vielen chemischen Prozessen anfällt, der aber eben nur nicht für die Brennstoffzelle geeignet ist.

Welche Prozesse sollen das denn sein? Sind die Unternehmen darauf vorbereitet nun den Wasserstoff zu sammeln? Wieviele Autos kannst du nach der Rechnung damit betreiben?

Das einzige, wo Wasserstoff derzeit wirtschaftlich (dh leistbar) gewinnbar ist, ist die Dampfreformation aus dem Erdgas, das tatsächlich als Nebenprodukt bei der Ölförderung anfällt. Nur hier löst man kein Problem. Das im Erdgas gebundene CO2 wird bei der Dampfreformation in die Atmosphäre freigesetzt, anstatt vor Ort im Verbrenner. Und hier wär's aus Wirkungsgradsicht schon wieder besser das Erdgas direkt in einem Verbrenner zu verheizen, anstatt in deinem Verbrenner-Elektrischen Antrieb.

Zitat:

@Zephyroth schrieb am 5. Dezember 2017 um 08:41:29 Uhr:

Zitat:

@Horst_Martin schrieb am 5. Dezember 2017 um 07:22:45 Uhr:

Man kann den Wasserstoff dezentral an Windrädern herstellen oder in weiter Zukunft direkt zu Hause über eine eigene Photovoltaikanlage.

Ich glaube dir ist nicht klar, um welche Dimensionen es geht. Eine gute PV-Anlage daheim erntet im Jahr etwa 1500-3000kWh, davon kann ich nun über Elektrolyse etwa 70% speichern, bleiben 1050-2100kWh. Mit deinem Konzept bekomme ich nun noch etwa 30% davon raus, das sind 315-630kWh, das reicht gerade mal für 1400-2800km. Ein BEV (das man dann sinnvollerweise auch daheim lädt) käme mit derselben PV-Anlage 6800-13600km.

Abgesehen davon, es wird von den BEV-Gegnern immer gerne ins Licht geführt, das der Großteil der Autofahrer ja gar nicht daheim laden kann. Aber eine PV-Anlage ist nun aufeinmal für viele möglich? Irgendwie etwas schizophren, diese Denkweise.

Ich habe höchsten Respekt vor deiner Idee, aber du begehst einen Fehler den viele Erfinder machen. Sie haben eine Idee ohne konkrete Anwendung. Nun suchst du händeringend danach und meinst sie in der Wasserstofftechnologie gefunden zu haben. So verlockend es sich anhört, die Wasserstoffwirtschaft ist erst langfristig möglich, nicht kurzfristig. Für einen kurzfristigen Zwischenspurt mit bestehenden Technologien gibt es die Hybriden, mittelfristig die BEV und langfristig die FCEV's.

Man kann nun argumentieren, das auch ein Verbrennerfahrzeug etwa 70% der zugeführten Energie in Wärme umwandelt und sich dies trotzdem durchgesetzt hat. Ja, weil diese Fahrzeuge mit einer Energieform betrieben werden, die die Erde in Millionen Jahren (im wesentlichen Sonnenenergie) angesammelt und gelagert hat. Diese Lager pumpen wir nun in 200 Jahren leer.

Die Herausforderung der Zukunft ist, unseren enormen Energiehunger in Echtzeit zu stillen. Sprich wir müssen zumindest in der Lage sein, das was wir verbrauchen auch ernten zu können. Das ganze ist schaffbar, aber nur, wenn man in der Masse (ich rede nicht von Spezialanwendungen) mit hocheffizienten Technologien arbeitet und dazu zählt deine Idee (so interessant der Motor selber ist) leider nicht.

Grüße,

Zeph

Ja, es gibt da viele Batterielösungsansätze, die es irgendwann auch vielleicht in der Serie zur Verfügung stehen. Zum Beispiel Batterien auf Glasbasis usw.

1. Aber alle diese Batterien müssen geladen werden.

2. Für alle die notwendigen Ladestationen muss die Infrastruktur geschaffen werden. Also dazu muss man sich vielleicht einmal überlegen, was es bedeuten würde, wenn man 20% mehr Energie im Land erzeugen müsste und diese Energie Großflächig zur Verfügung stellen muss.

Es hilft sehr oft, wenn man eine realistische und optimale Lösung finden will, Extremfälle zu untersuchen, also die Zahlen die sich ergeben würden, wenn alle Fahrzeuge umgestellt werden:

Vorbereitung: Ermittlung der aktuellen Zahlen: https://hhab-motor.de/zahlen-und-fakten.php

Bitte die untere EXCEL-Liste beachten.

Kosten der notwendigen Wasserstoffinfrastruktur:

1. Es wären ca. 1.400 Wasserstofftankstellen zu bauen, um damit eine vollständige Umstellung zu realisieren. Kosten pro Tankstelle 1.000.000 €, also insgesamt 1.4 Milliarden €.

2. Der Genehmigungsaufwand wäre überschaubar.

3. Es wären keine Eingriffe in die bestehenden Infrastrukturen notwendig.

Kosten der notwendigen Strominfrastruktur:

1. Es müssten mehrere 100.000 Ladestationen installiert werden

2. Es müssten 4.170.231 Batterien ausgetauscht werden (bei einer Batterielaufzeit von 150.000 km)

3. Der Strombedarf würde sich um 22% ca. 122 TWh, erhöhen.

4. Man müsste fast in jeder Stadt mehr Trafostationen bauen. Bei einer 50 KW Ladestation, fließen bei 400V Drehstrom, 75A Strom. Wenn man jetzt eine 200 m lange Zuleitung zu Grunde legt, muss bei einen max. Spannungsabfall von 3%, eine 40 mm² Zuleitung verlegt werden. Hat sich einer überhaupt überlegt was das bedeuten würde.

5. Wenn man jetzt schon so große Schwierigkeiten hat eine zusätzliche Stromtrasse vom Norden nach dem Süden zu legen, wären die dafür notwendigen Kosten und Genehmigungsverfahren nicht zu realisieren.

Wasserstoff lässt sich schlecht speichern, das ist richtig. Deshalb auch mein Lösungsvorschlag mit einer Wasserstoffflaschen Tankstelle. Die Flaschen bestehen aus CFK und die Durchschnittliche Verweilzeit beläuft sich auf 2 Tage.

Die heutigen Wasserstoffflaschen www.xperion-energy.de speichern den Wasserstoff mit 700 Bar. Eine 2,1 Kg Wasserstofflasche würde die Maße von 1300 x 320 x 300) mm haben und 55 Liter Wasserstoffinhalt haben. Deren Inhalt würde für ca. 400 km Reichweite ausreichen.

 

[Spannungsprüfer135469]

Also nochmal (und bitte bete nicht wieder eine eingeübten Sätze über Infrastruktur runter, die hab' ich nun schon 3x gelesen):

Woher kommt der Wasserstoff für den Unterhalt der PKW-Flotte (~40 Mio Autos) nach deinem System?

Wenn du diese Frage nicht beantworten kannst, ist es müßig sich über Infrastrukturen unterhalten, das kommt erst danach. Als Elektronikentwickler (und durchaus auch Erfinder) kenne ich die Zahlen sehr gut. Den ganzen Elektrokram, also wieviele Ladesäulen, wieviel Leistung und was das in Ampere bedeutet kannst du bei mir getrost auslassen.

Das wäre übrigens die erste Frage, die ich dir als potentieller Investor stellen würde. Da solltest du sattelfest sein und nicht wie hier ausweichen. Denn derzeit muß ich davon ausgehen, das du selbst keine Ahnung hast, woher der Wasserstoff kommen soll.

Wie auch immer, deine Idee den Motor über den H2-Antrieb zu vermarkten und damit direkt in Konkurrenz zur ungleich effizienteren Brennstoffzelle zu treten ist reichlich unpassend. Besser wäre es für deinen Motor ein anderes Anwendungsgebiet zu finden.

Beispielsweise als intelligentes, dezentrales Blockheizkraftwerk im Einfamilienhaus. Diese Idee gab's schon mit normalen Verbrennern, wo dieser einen Generator treibt und von außen befehligt wird. Viele dieser Einzeleinheiten werden über's Internet zu einem "virtuellen Kraftwerk" zusammengefasst und können so sehr schnell und bedarfsgerecht Strom zur Verfügung stellen. Mit der Abwärme wird das Haus geheizt und der Strom ins Netz gespeist. Hier würde ich durchaus Vorteile deines Motors sehen, man spart sich Kurbeltrieb und speist direkt AC ins Netz zurück ein. Das passt 100x besser, als mit Gewalt zu versuchen jetzt noch einen neuen Verbrenner ins Auto zu drücken.

Grüße,

Zeph

[Horst_Martin]

Zitat:

@Zephyroth schrieb am 5. Dezember 2017 um 11:24:25 Uhr:

Also nochmal (und bitte bete nicht wieder eine eingeübten Sätze über Infrastruktur runter, die hab' ich nun schon 3x gelesen):

Woher kommt der Wasserstoff für den Unterhalt der PKW-Flotte (~40 Mio Autos) nach deinem System?

Wenn du diese Frage nicht beantworten kannst, ist es müßig sich über Infrastrukturen unterhalten, das kommt erst danach. Als Elektronikentwickler (und durchaus auch Erfinder) kenne ich die Zahlen sehr gut. Den ganzen Elektrokram, also wieviele Ladesäulen, wieviel Leistung und was das in Ampere bedeutet kannst du bei mir getrost auslassen.

Das wäre übrigens die erste Frage, die ich dir als potentieller Investor stellen würde. Da solltest du sattelfest sein und nicht wie hier ausweichen. Denn derzeit muß ich davon ausgehen, das du selbst keine Ahnung hast, woher der Wasserstoff kommen soll.

Wie auch immer, deine Idee den Motor über den H2-Antrieb zu vermarkten und damit direkt in Konkurrenz zur ungleich effizienteren Brennstoffzelle zu treten ist reichlich unpassend. Besser wäre es für deinen Motor ein anderes Anwendungsgebiet zu finden.

Beispielsweise als intelligentes, dezentrales Blockheizkraftwerk im Einfamilienhaus. Diese Idee gab's schon mit normalen Verbrennern, wo dieser einen Generator treibt und von außen befehligt wird. Viele dieser Einzeleinheiten werden über's Internet zu einem "virtuellen Kraftwerk" zusammengefasst und können so sehr schnell und bedarfsgerecht Strom zur Verfügung stellen. Mit der Abwärme wird das Haus geheizt und der Strom ins Netz gespeist. Hier würde ich durchaus Vorteile deines Motors sehen, man spart sich Kurbeltrieb und speist direkt AC ins Netz zurück ein. Das passt 100x besser, als mit Gewalt zu versuchen jetzt noch einen neuen Verbrenner ins Auto zu drücken.

Grüße,

Zeph

Quelle http://www.zeit.de/auto/2012-02/brennstoffzelle-wasserstoff/seite-3

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Wie groß das Potenzial für Windwasserstoff in Deutschland ist, haben Experten noch nicht abschließend berechnet. Aber allein in Schleswig Holstein könnte 2020 aus überschüssigem Windstrom genug Wasserstoff erzeugt werden, um jährlich 70.000 Autos anzutreiben, ergab eine Studie der Ottobrunner Energie- und Umweltberatung Ludwig-Bölkow-Systemtechnik.

Bis es so weit ist, werden Autos auch mit Wasserstoff aus der Chemieindustrie versorgt werden müssen. Hier fallen jährlich rund 16 Milliarden Kubikmeter Wasserstoff als Nebenprodukt an. Der Großteil wird direkt für chemische Prozesse weitergenutzt, aber rund fünf Prozent werden in Gasturbinen zur Wärmeerzeugung verheizt. Mit diesen fünf Prozent könnten jährlich eine halbe Million Autos fahren. Allerdings müsste der Wasserstoff in den Heizöfen durch Erdgas ersetzt und gereinigt werden – der neue Treibstoff wäre damit nur geringfügig klimafreundlicher als Benzin.

Gasunternehmen wie Linde arbeiten inzwischen an anderen Lösungen zur Herstellung von grünem Wasserstoff. In Leuna erzeugt eine erste Anlage das Gas aus Rohglycerin, das bei der Biodiesel- oder Seifenproduktion als Abfall entsteht. Ähnliche Pläne verfolgt das französische Unternehmen Air Liquide, das den Treibstoff aus Holzabfällen gewinnt. Air Products aus den USA wiederum stellt Wasserstoff aus Klärgas her. Wissenschaftler an der Universität Bielefeld züchten in ersten Versuchen die Grünalge Chlamydomonas reinhardtii. Sie erzeugt den Wasserstoff ganz natürlich aus Sonnenenergie mittels Fotosynthese.

Die Erfolge im Bereich der Wasserstoffproduktion wären kaum etwas wert, wenn nicht auch die Autoingenieure große Fortschritte gemacht hätten. Denn schon vor zwölf Jahren kündigte Daimler Brennstoffzellenfahrzeuge an – für 2004. Das Ergebnis damals: eine technische Blamage. Der Wagen kostete über eine halbe Million Euro, der Antrieb bockte und verweigerte bei Minusgraden den Start.

Die Technik ist reif für den Markt

"Heute sind die Probleme gelöst, und die Technik ist reif für den Markt", beteuert Christian Mohrdieck, der den Bereich Brennstoffzellen- und Batterieantriebe bei Daimler leitet. Tatsächlich fuhren drei Mercedes F-Cell vergangenes Jahr bei einer Weltumrundung jeweils 30.000 Kilometer ohne Probleme. Einziger Zwischenfall war ein Auffahrcrash in Kasachstan durch einen unachtsamen Autofahrer. Auch der Kaltstart bei minus 25 Grad klappt inzwischen.

Neben den technischen Fortschritten ist Daimler-Mann Mohrdieck auch auf ein telefonbuchdickes Zahlenwerk stolz, das auf seinem Schreibtisch liegt. Es ist eine interne Kostenanalyse, die zeigt: Bei Markteinführung 2014 rechnet Daimler mit nur geringen Zusatzkosten gegenüber Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Vor allem durch die Reduzierung der Anzahl der Bauteile und des teuren Platinanteils in der Brennstoffzelle sanken die Kosten in den vergangenen Jahren um rund 90 Prozent. Dank Massenproduktion könnten Wasserstoffantriebe bis 2025 gleich viel kosten wie heutige Motorentechnik.

Bevor der Wasserstoff aus Wind- oder Chemieparks in den Tanks von Mohrdiecks Autos landet, müssen Experten aber noch ein entscheidendes Problem lösen: Wie sieht die Infrastruktur für einen völlig neuen Treibstoff aus? Sollen die Kunden erst massenhaft Autos kaufen, sodass Tankstellen entstehen? Oder müssen zuerst in großer Zahl die Zapfsäulen her, damit die Kunden die Autos auch kaufen?

Um eine Lösung für dieses Problem ringt seit zwei Jahren eine gemeinsame Expertengruppe von Daimler, Linde, den Mineralölkonzernen Shell , Total, OMV und den Energieversorgern EnBW und Vattenfall. Ihr Ziel: Anzahl und Standorte der Tankstellen so zu bestimmen, dass kein Autofahrer in der Stadt länger als fünf Minuten und auf dem Land nicht länger als 15 Minuten zur Zapfsäule braucht. Ihren Masterplan für die Einführung einer Tankstelleninfrastruktur will die Runde im Sommer präsentieren. Die Frage, wer den Aufbau finanziert, wird anschließend geklärt.

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Ich habe nicht die Absicht meinen H2 Motor zu vermarkten.

Erstens habe ich noch kein Patent dafür, zweitens ist dies nur für Deutschland eingereicht und drittens weiß ich noch nicht ob er überhaupt funktioniert.

Mein Interesse liegt an einer Lösung der Umweltproblematik im Zusammenhang mit der Verkehrspolitik.