Community / Kommentare zu aktuellen Nachrichten / Airbus will serienreifen Wasserstoff...

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Beitrag vom 07.01.2021 - 13:17 Uhr
UserKarl Rapp
User (93 Beiträge)
Ich denke man kann dieses "Vorhaben" mit gutem Gewissen als Werbung abstempeln.

Das hätte-wäre-wenn ist sicher ganz interessant, wenn auch im Ergebniss recht ernüchternd.

Es kommen denke ich wenn überhaupt aufgrund von Sicherheitsbedenken, Platzproblemen als auch der Frage der Betankung (unter Hochdruck) keine Druckspeicher sondern nur die Kyro-Variante in Frage.

Erics "Facts" sind leider mal wieder recht oberflächlich, es kommt garnicht in Frage Wasserstoff bei Normaldruck zu speichern selbst wenn man das dreifache Volumen in der Zelle zur Verfügung hätte und nur vermutlich nur wenig zusätzliche Dichtungen verbauen müsste um quasi alles was nicht durch Mensch oder Fracht belegt ist als Tank zu nutzen.
Auf 10.000m herrscht nämlich nicht Normaldruck, welches Volumen der Wasserstoff dort benötigt kann man sich mit der idealen Gasgleichung p×V/T = const. ausrechnen.

Anschaulich wird das bei den Wetterbalons welche sich auf solchen Höhen auf ein Vielfaches ihrer ursprünglichen Größe ausdehnen.

Man könnte natürlich überlegen nur den Druckkörper des Rumpfes als Tank zu benutzen aber es ist ja nun so dass dieser Druckkörper naturgemäß voller Sauerstoff und auch potentieller Zündquellen ist weshalb aus Sicherheitsgründen wohl nur der Bereich oberhalb des Passagierraumes in Frage kommt (Wasserstoff ist ja leichter) aber der ist erstens sehr klein und zweitens der Ort an dem die (Sauerstoff-führende) Klimaanlage zuhause ist ... ups.


Kyro-Tanks sind nur auf den ersten Blick unglaublich unpraktikabel, heute verwendet man Vakuum-Dämmplatten (ja richtig gehört) welche ca. 10× so gut isolieren wie Styropor.
Da ja eh konstant Treibstoff entnommen werden muss kühlt der verdampfende Wasserstoff den Rest zusätzlich.
Die Betankungstechnik könnte aus der Raumfahrt übernommen werden.


Am Ende muss man aber halt leider feststellen dass Wasserstoff grundsätzlich ein Gas ist und so für die massenhafte Anwendung viel zu gefährlich ist.
Kerosin so wie es in der zivilen Luftfahrt verwendet wird hat auch einen recht hohen Dampfdruck und kann so mit Luft ein explosionsfähiges Gemisch bilden aber eben nicht vergleichbar mit Wasserstoff und es gibt aus der Rüstungstechnik bereits günstige Zusätze welche diese Sicherheitsproblematik lösen und wohl auch irgendwann Pflicht werden.
Beitrag vom 07.01.2021 - 13:21 Uhr
UserKarl Rapp
User (93 Beiträge)
Der Grund warum die Luftfahrtindustrie Wasserstoff propagiert ist der dass sie die "Wasserstoff-Flieger" recht leicht in konventionelle Flieger umrüsten kann nachdem diese schwachsinnige Klimapolitik abgeebbt ist.

*Was in ein paar Jahrzehnten garantiert der Fall sein wird.
Beitrag vom 07.01.2021 - 13:23 Uhr
UserEricM
User (2609 Beiträge)
> Man landet für das benötigte Volumen bei gleicher Energie also etwa bei Faktor 3, dafür spart man 2/3 des Treibstoff-Gewichts.

Also 3x soviel Volumen für H2 wie aktuell für Kerosin. Wo bitte soll in einem Flugzeug der Platz herkommen? Ausser man fliegt statt Nutzlast nur noch H2 durch die Gegend (nicht ganz ernst gemeint...).
Bzw bei Komrimierung muss die Struktur wiederum stärker ausgelegt werden.

Die Struktur des Tanks schon. Und je nachdem wie schwer das wird, kompensiert das wiederum einen Teil des Gewichtsvorteils von H2.

Oder unterliege ich da jetzt einem Denkfehler?

Nein, ein Denkfehler ist das nicht. Aber so riesig ist 3 x die heutige Größe auch nicht.
Ein mögliches Beispiel für eine Lösung:  https://www.fzt.haw-hamburg.de/pers/Scholz/GF/GF_Paper_DLRK_09-09-08.pdf

Und sollte in Summe eine Gewichtseinsparung übrig bleiben, könnte das zusätzlich den Verbrauch und damit die benötigte Menge Treibstoff wieder reduzieren.
Beitrag vom 07.01.2021 - 13:29 Uhr
UserEricM
User (2609 Beiträge)
Es kommen denke ich wenn überhaupt aufgrund von Sicherheitsbedenken, Platzproblemen als auch der Frage der Betankung (unter Hochdruck) keine Druckspeicher sondern nur die Kyro-Variante in Frage.

Erics "Facts" sind leider mal wieder recht oberflächlich, es kommt garnicht in Frage Wasserstoff bei Normaldruck zu speichern selbst wenn man das dreifache Volumen in der Zelle zur Verfügung hätte und nur vermutlich nur wenig zusätzliche Dichtungen verbauen müsste um quasi alles was nicht durch Mensch oder Fracht belegt ist als Tank zu nutzen.
Auf 10.000m herrscht nämlich nicht Normaldruck, welches Volumen der Wasserstoff dort benötigt kann man sich mit der idealen Gasgleichung p×V/T = const. ausrechnen.


Wir reden ja hier nicht über ein Luftschiff ...
H2 wird aktuell bei ca. 800bar Druck flüssig gespeichert.
Und ob jetzt 800 bar Überdruck auf NN oder 800,5 bar auf Reisehöhe herrschen ist dem Tank ziemlich egal.

Den Rest des Posts zu kommentieren spare ich mir, da er auf dieser fehlerhaften Voraussetzung aufbaut.
Beitrag vom 07.01.2021 - 14:06 Uhr
UserEin Leser dieser..
... Seite
User (204 Beiträge)
Es kommen denke ich wenn überhaupt aufgrund von Sicherheitsbedenken, Platzproblemen als auch der Frage der Betankung (unter Hochdruck) keine Druckspeicher sondern nur die Kyro-Variante in Frage.

Erics "Facts" sind leider mal wieder recht oberflächlich, es kommt garnicht in Frage Wasserstoff bei Normaldruck zu speichern selbst wenn man das dreifache Volumen in der Zelle zur Verfügung hätte und nur vermutlich nur wenig zusätzliche Dichtungen verbauen müsste um quasi alles was nicht durch Mensch oder Fracht belegt ist als Tank zu nutzen.
Auf 10.000m herrscht nämlich nicht Normaldruck, welches Volumen der Wasserstoff dort benötigt kann man sich mit der idealen Gasgleichung p×V/T = const. ausrechnen.


Wir reden ja hier nicht über ein Luftschiff ...
H2 wird aktuell bei ca. 800bar Druck flüssig gespeichert.
Und ob jetzt 800 bar Überdruck auf NN oder 800,5 bar auf Reisehöhe herrschen ist dem Tank ziemlich egal.

Den Rest des Posts zu kommentieren spare ich mir, da er auf dieser fehlerhaften Voraussetzung aufbaut.

Nur zum Verständnis für alle. Es scheint nicht jeder nachvollzogen zu haben, dass die Rechnung von EricM von komprimiertem (flüssigem)Wasserstoff ausgeht. Denke ich jedenfalls.
Beitrag vom 07.01.2021 - 14:54 Uhr
Usertip
User (447 Beiträge)
Ein Aspekt wurde in dieser Diskussion bisher nicht berücksichtigt. Airbus will mit "Pods" arbeiten. Ich vermute mal Flugzeug und Antrieb werden zwar füreinander entwickelt aber als Einzelmodule zugelassen. Je nachdem wie die technische Entwicklung läuft kann man dann mit Wasserstoff, Akku oder ???-Pods fliegen. Das heißt auch die Flugzeugstruktur muss nur die Pods tragen können, Platz für Tanks ist nicht erforderlich.

Es dürfte auch klar sein, dass man künftig keinen Treibstoff mehr für 5 ct/kWh bereitstellen kann. Die Umweltkosten bei fossilen Kraftwerken am Boden betragen ja schon ca. 11 ct/kWh. Wenn die Kondensstreifen die Schäden nochmal verdoppeln hat man einiges an finanziellen Spielraum. Umweltschäden verursachen und nicht dafür zahlen wird irgendwann der Vergangenheit angehören.
Beitrag vom 07.01.2021 - 15:09 Uhr
UserKarl Rapp
User (93 Beiträge)
Es wäre nicht schlecht wenn man auch "bei 800 bar" schreiben würde wenn man bei 800 bar meint.

Beitrag vom 07.01.2021 - 15:30 Uhr
UserEricM
User (2609 Beiträge)
Nur zum Verständnis für alle. Es scheint nicht jeder nachvollzogen zu haben, dass die Rechnung von EricM von komprimiertem (flüssigem)Wasserstoff ausgeht. Denke ich jedenfalls.

OK, ich dachte bei 70kg/m3 wäre das klar, bei Normaldruck wäre der Kubikmeter H2 ja leichter als Luft...

Dieser Beitrag wurde am 07.01.2021 15:30 Uhr bearbeitet.
Beitrag vom 07.01.2021 - 17:11 Uhr
UserKarl Rapp
User (93 Beiträge)
@EricM das stimmt natürlich, es hätten ja aber auch 1,2 bar sein können.

@A320 Blohm und Voss haben bei ihren großen Flugbooten aus Kostengründen ein Stahlrohr als Hauptholm verwendet und dass auch als Tank benutzt. Da damals u.a. die Beschussfestigkeit gelobt wurde kann man davon ausgehn dass es eine Dicke hatte mit der es rein theoretisch auch als Drucktank hätte verwendet werden können.
Ich glaube auch mal wo konkrete Werte gelesen zu haben aber das Archiv von Deutscheluftwaffe.com nochmal danach zu durchsuchen ist mir jetzt zu aufwendig.
Beitrag vom 07.01.2021 - 22:10 Uhr
UserHegron
User (22 Beiträge)
> Man landet für das benötigte Volumen bei gleicher Energie also etwa bei Faktor 3, dafür spart man 2/3 des Treibstoff-Gewichts.

Also 3x soviel Volumen für H2 wie aktuell für Kerosin. Wo bitte soll in einem Flugzeug der Platz herkommen? Ausser man fliegt statt Nutzlast nur noch H2 durch die Gegend (nicht ganz ernst gemeint...).
Bzw bei Komrimierung muss die Struktur wiederum stärker ausgelegt werden.
Oder unterliege ich da jetzt einem Denkfehler?

Wasserstoff würde man niemals einfach so in den Flügelkasten oder Flügelmittelkasten füllen, egal, ob man die Druck- oder Flüssigspeicherung nimmt. Bei der Flüssigspeicherung im Flügelkasten würde auch der Flügel sehr schnell -240°C haben. Erstens gibt es kaum Materialien die bei -240°C lange diese Schwingungen und Belastungen mitmachen und zweitens würde am viel zu kalten Flügel ja alles kondensieren und einfrieren bzw. direkt resublimieren.
Bei der Druckspeicherung würde man vermutlich Richtung 800 - 1200 bar gehen. Solche Drücke kann man einfach nicht in so einen verwinkelten Flügelkasten blasen. Die Form ist für hohe Drücke vollkommen ungeeignet. Mal davon ab, dass Leckagen schon bei normalen Kerosin nicht so selten sind, weil ein Flügel nur sehr schwer zu 100% abzudichten ist.

Man würde sehr wahrscheinlich viele Tankbehältermodule mit Leitungen dort einbauen, wo heute das Kerosin rumplätschert.

Dieser Beitrag wurde am 07.01.2021 22:21 Uhr bearbeitet.
Beitrag vom 08.01.2021 - 06:19 Uhr
UserGroße Krügerkl..
User (229 Beiträge)
Also jeder mit ein paar funntionierenden Gehirnzellen weiss das H2 nicht die Lösung sein kann.

1. Herstellung: Aus Öl - dann hat man nichts gewonnen.

Man kann aber dabei das bei der Umwandlung enstehende CO2 auffangen und einlagern.
Das senkt zwar den Wirkungsgrad, aber damit ist auch mit Öl ein Betrieb ohne CO2 Ausstoß möglich.

Kann man. Macht bisher niemand. Was man macht is abfackeln. Kann also so gut nicht sein.

Ich glaube Sie verwechseln gerade CO2 und Erdgas, das bei der Ölförderung anfällt.

Man fackelt v.a. Gase ab, aus denen man H2 gewinnen kann. Hautsächlich ist das Methan, aber da fehlt mir detailwissen. Co2 fackelt man nicht ab, das ist ja schon ein Verbrennungsprodukt.


Die einfachste Lösung für das Co2 Problem wäre erstmal es dahin zu pressen wo man es her hat. Unter die Erde.

Was ich ja oben schrieb: "einlagern".

Ja, dagegen sind v.a. die Grünen. Die sehen das als Risiko. Wobei auch hier die Kosten unklar sind.


Oder via Elektrolyse. Das hat einen Horror Wirkungsgrad. Das ist enorm viel Aufwand, das zu gewinnen mit ca. 60%, dann zu komprimieren, zu speichern, etc.

Horror, enorm etc.
Rechnet man die Sach- und Umweltschäden der Förderung und der Klimaerwärming mit ein (zB Hungersnöte und Flutkatastrophen), hat Kerosin/Diesel/Benzin auch einen "Horror"-Wirkungsgrad.

Käse. Alles hypotetische Modelle von Klimafanatikern. Man kann sich das schön rechnen.
Oder saufen.
Aber es wird nicht besser.

...

Ja die Berechnungen sind nunmal modellrechnungen. Und modellierung ist eben immer nur eine Darstellung der Realität.
Die meisten Modelle sind ziehmlicher Unsinn.

Musk hat es klar gesagt, und es ist jedem bewusst: Geht man den Weg via Elektrolyse, H2 und Brennstoffzelle, dann braucht man den 3 Fachen Kraftwerkspark.

Das mag stimmen, aber für das Fliegen existiert aktuell keine andere Lösung.

Man hat doch eine und es gibt einfacher Methoden den Co2 ausstoss zu senken.
Wie gesagt, 2% der globalen Emissionen hängen an der Luftfahrt.



2. Tanken & Lagern: um das zu tanken braucht man hohe drücke. wie kommen die her?

Pumpen?

Dann pumpen sie mal nicht nur luft.
Sie brauchen Hochleistungspumpen und extrem hohe Drücke. Beim komprimieren entsteht wärme, die muss abgeleitet werden. Das ist Verlustleistung.
Das ist aufwendig, und braucht eine Menge Energie und Zeit.
Man verliert beim Tanken wahrscheinlich nochmal 10-15% zu einem eh schon bescheidenen Wirkungsgrad.

Was Sie meinen, ist der Komprimierungsvorgang.
Das Umfüllen benötigt keine Hochleistungspumpen, da gespeichertes H2 schon bei hohem Druck gelagert wird.

Das ist falsch. Sie müssen um z.b. einen Tank mit 800bar druck zu füllen irgendwo einen höheren Druck erzeugen. Sie lagern das zeug bei 800bar flüssig.
Gelagert wird H2 in flüssiger Form stark gekühlt.
Das kostet sie richtig Energie, 20% rum.

Also, entweder kühhlen sie die Tanks auf unter -240 Grad - das braucht Energie und ein Kühlsystem, oder sie finden eine bessere Lösung für den Tankvorgang.
Wenn sie H2 in grossen mengen haben, haben sie das gekühlt. Das muss dann irgendwie auf so hohen Druck gebracht werden, das man einen modernen Drucktank vernünfitg füllen kann, die halten heute bis 1000bar. Sie brauchen also einen höheren Druck, dabei eintsteht Wärme, wohin damit?
Das ist einfach nicht trivial.

H2 hat zuviele Herausforderungen die man letztlich nur mit Energieaufwand lösen kann. Das killt die effzienz, man braucht einfach zuviel Energie.

Und den 3 fachen Kraftwerkspark kann sich 1. niemand leisten 2. niemand politisch bauen 3. selbst wenn haben wir einfach nicht genug standorte und 4. dann bessere verwendung für die Energie.

Der Kernpunkt ist, Energie ist der knappe Stoff, eine Lösung die 3x Mal soviel Energie braucht, ist keine Lösung.




Die Tanks sind dank des Drucks schwer und massiv.

Dafür hat H2 eine höhere Energiedchte pro kg. Man braucht also weniger.

höhere dichte als was? Kerosin? Welches Volumen braucht man, im vergleich zum Kerosin?
Kerosin : 42MJ/kg
H2: 122MJ/kg
Kerosin: 840 kg/m3
H2 : 70 kg/m3

Man benötigt für die gleiche Energie in MJ also nur 33% der Masse an H2 verglichen mit Kerosin, dafür benötigt H2 etwa das 9fache volumen bei gleichem Gewicht).

Man landet für das benötigte Volumen bei gleicher Energie also etwa bei Faktor 3, dafür spart man 2/3 des Treibstoff-Gewichts.
Tanks werden zwar strukturell schwerer werden als beim Kerosin, die bekannten extrem massiven Stahl-Druckflschen sind aber auch bereits überholt.

D.h. eine daran angepasste Zelle muss zwar mehr Volumen haben, aber strukturell sind durch das insgesamt geringere Gewicht weniger Anforderungen zu erfüllen.
Dadurch kann auch die Struktur selbst leichter werden.

Haben sie da die Umsetzung bedacht?

Aber das 3-Fache volumen für die selbe Energiemenge?

Es ändert nichts daran das H2 nicht die Lösung ist, und sie wird sich nicht durchsetzen.

De facto hat man heute keine Lösung.

Dieser Beitrag wurde am 08.01.2021 06:24 Uhr bearbeitet.
Beitrag vom 08.01.2021 - 11:03 Uhr
UserEricM
User (2609 Beiträge)
a die Berechnungen sind nunmal modellrechnungen. Und modellierung ist eben immer nur eine Darstellung der Realität.
Die meisten Modelle sind ziehmlicher Unsinn.

Was jetzt: Darstellung der Realität oder Unsinn? Das schließt sich gegenseitig aus...
Und wenn Unsinn: Warum?
Die Wettervorhersage funktioiert ja auch, und auch die basiert auf diesen Modellen.
Und der reale Temperaturanstieg folgt den Modellen bisher ziemlich exakt.

Sie müssen um z.b. einen Tank mit 800bar druck zu füllen irgendwo einen höheren Druck erzeugen.
Ja, zB 801 bar, aber das zu pumpende Medium ist ja schon auf 800bar.

Sie lagern das zeug bei 800bar flüssig. Gelagert wird H2 in flüssiger Form stark gekühlt.

Gekühlt oder unter Druck sind Alternativen. Drucklagerung ist einfacher umsetzbar.
Beitrag vom 08.01.2021 - 13:06 Uhr
UserJoachimE
User (230 Beiträge)
Irgendwie habe ich immer das Empfinden, daß die "allgemeine" Meinung besteht:

"Alles doof, wir machen am besten gar nix!!! Ist zwar unser Untergang, aber was soll´s."
Beitrag vom 08.01.2021 - 15:23 Uhr
UserHegron
User (22 Beiträge)
Vielleicht nochmal zur Klarstellung, weil das hier immer noch durcheinander geht:

Wasserstoff wird entweder flüssig gelagert. Dann muss es auf -240°C gekühlt werden oder es wird gasförmig bei sehr hohen Drücken gelagert. Flüssigkeiten bei 800 bar zu speichern macht überhaupt keinen Sinn, dadurch kriegt man nicht mehr rein, da Flüssigkeiten fast inkompressibel sind.

Und natürlich braucht man einen Verdichter, auch wenn Wasserstoff gasförmig bei 800 bar gelagert wird. Immerhin will man im Flugzeug- oder Fahrzeugtank ja auch die 800 bar haben.

Wasserstoff auf einen Druck von 800 bar zu bringen, kostet zur Zeit etwa 12% der Energie die in eben dieser Masse an Wasserstoff drin steckt, beim Verflüssigen wird ca. 40-50% Energie benötigt.
Das Verflüssigen ist halt sehr energieaufwendig, weil Wasserstoff bei sehr niedrigen Temperaturen die flüssige Phase erreicht und diese auch nur in einem relativ engen Parameterbereich vorliegt.
Beitrag vom 08.01.2021 - 20:26 Uhr
UserLP
User (350 Beiträge)
Ich habe weder Physik, Chemie oder auch sonst was in der Richtung studiert, kann also über technische Details nicht mitreden. Von vorn herein aber immer gleich gegen alles zu sein, was (evtl.) mal die Zukunft sein könnte, ist bestimmt auch nicht zuträglich für den technischen Fortschritt. Ich bin erst mal froh, dass Airbus die Zeit (Und vielleicht Gelder der Regierungen?) nutzt, um fit für die Zukunft zu sein. (Oder eben zu sehen, was NICHT geht, auch das kann ein Vorteil gegenüber Wettbewerbern sein.) Nun gehe ich soweit zu glauben: über solch grundsätzliche Sachen wie Pumpendrücke und Lager- und Transportfähigkeit des zukünftigen Energielieferanten dürfte man sich schon länger, mehr als Grundwissen angeeignet haben, um hier weiter zu forschen. (Soll heißen: wenn es wirklich völlig aussichtslos ist, wie hier manche schreiben, dann hätte man es wohl gleich sein gelassen.)
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