Community / / Wie marktnah sind Wasserstoff-Projekte?

Beitrag 1 - 15 von 27
1 | 2 | « zurück | weiter »
Beitrag vom 30.01.2023 - 14:43 Uhr
UserNutznix
User (19 Beiträge)
Ich frag mich, wie "sauber" die Energie am Boden ist, die für die Herstellung von Wasserstoff notwendig ist. Dann entsteht der Dreck halt woanders. In der Schule hieß es immer, "Energie wird nicht hergestellt, sondern immer von der einen Form in die gewünschte Form umgewandelt. Natürlich stets mit Verlusten. Den einzigsten Vorteil den ich beim Wasserstoffantrieb gegenüber dem klassischen E-Antrieb sehe ist, dass das Gewicht mit Abnahme der "Energie"-Menge im Flugzeug sich reduziert. Die Batterie/Akku wird auch bei der Landung das selbe Gewicht aufweisen als beim Start.

Dieser Beitrag wurde am 30.01.2023 14:56 Uhr bearbeitet.
Beitrag vom 30.01.2023 - 20:04 Uhr
Usermpilot
User (450 Beiträge)
Die H2 Produktion ist grundsätzlich sauber, wenn der Strom es auch ist. Bei der Elektrolyse benötigt man zur Erzeugung von 1kg H2 55KWh und 9 l SüssH2O. Woher das viele Wasser kommen soll, dazu schweigen die Energiewende-Experten.
Dieses eine kg H2 hat einen Energieinhalt von 33KWh, wovon bei der Rückverstromung in der Brennstoffzelle bei 40% Wirkungsgrad nur 13KWh gewonnen werden. Daher ist auch der Brennstoffzellen Hype völlig unverständlich, man könnte H2 auch direkt in einer angepassten Turbine verbrennen und sich den ganzen Elektrogram sparen. In jedem Fall benötigt die H2 Wirtschaft massenhaft WKA Anlagen, denn von 55KW bleiben nur 33 übrig.

Dieser Beitrag wurde am 30.01.2023 20:05 Uhr bearbeitet.
Beitrag vom 31.01.2023 - 03:44 Uhr
UserGroße Krügerkl..
User (1383 Beiträge)
Die H2 Produktion ist grundsätzlich sauber, wenn der Strom es auch ist. Bei der Elektrolyse benötigt man zur Erzeugung von 1kg H2 55KWh und 9 l SüssH2O. Woher das viele Wasser kommen soll, dazu schweigen die Energiewende-Experten.
Dieses eine kg H2 hat einen Energieinhalt von 33KWh, wovon bei der Rückverstromung in der Brennstoffzelle bei 40% Wirkungsgrad nur 13KWh gewonnen werden. Daher ist auch der Brennstoffzellen Hype völlig unverständlich, man könnte H2 auch direkt in einer angepassten Turbine verbrennen und sich den ganzen Elektrogram sparen. In jedem Fall benötigt die H2 Wirtschaft massenhaft WKA Anlagen, denn von 55KW bleiben nur 33 übrig.

Das entspricht halt nicht der Situation aktuell, der meiste H2 kommt aktuell aus Erdölprodukten via Dampfreformierung.

Meiner Meinung nach ist H2 absoluter Unsinn, weil alle Argumente die gegen H2 im Auto auch gegen h2 im Flugzeug sprechen.

Das Wasser ist, wie alles beim H2, letztendlich nur eine Energiefrage. Phantasten träumen ja von H2 Produktion am Golf,
da hat man die Energie in Form von Sonne.
Ob man dann die Meerwasserentsalzung auch noch mitbetreibt macht den "Kas ned fett".

H2 generell hat soviele Probleme, das es in meinen Augen nie kommen wird. Zuminderst die Fahrzeugbauer haben das mehr oder weniger komplett eingestellt.

Grundsätzlich ist ja schon die Frage woher man H2 gewinnt.
Elektrolyse ist super aufwendig mit einem schlechten Wirkungsgrad, da geht schonmal locker 50% der Energie verloren.
Dann muss man H2 irgendwie komprimieren um es vernünftig speichern zu könnnen, das kostet nochmal 15%.

Experten geben ein maximal möglichen Gesamtwirkungsgrad mit 49-55% an.
Egal wie man umsetzt, und die eigentliche schwierigkeit in der Handhabung von H2 noch nicht betrachtet.

Beim KFZ sieht man das E-Autos weniger als die Hälfte der Energie benötigen, und damit trifft Musks Aussage das man bei H2 den 3-fachen Kraftwerkspark braucht, leider zu.
Oder anders gesagt: Wer an Wasserstoff glaubt, der glaubt auch an den Osterhasen.

Der Witz ist ja sogar, das man wenn man schon H2 nimmt, das ohne allzuviel verlust in Methanol umwandeln kann, dann muss man sich wenigstens nicht um eine neue Antriebstechnologie kümmern.
Letztendlich werden wir noch sehr lange mit fossilen Brennstoffen fliegen.

Einfach weil wir keine bessere Option haben, zuminderstens nichts was man irgendwie vernüfntig in ein Flugzeug einbauen kann.
Beitrag vom 31.01.2023 - 06:46 Uhr
UserEricM
User (5860 Beiträge)
Meiner Meinung nach ist H2 absoluter Unsinn,[...]

Für Fahrzeuge gibt es dazu Zahlen, die sog. Well-to-Wheel Betrachtung.
Also wieviel der gesammelten Energie in Form von Erdöl, Sonne, Kohle, etc. kommt tatsächlich am Rad an und treibt das Fahrzeug vorwärts.

 https://de.wikipedia.org/wiki/Well-to-Wheel

Hier zeigt sich, dass tatsächlich Erdöl die ineffizienteste Technik ist, hauptsächlich wegen dem sehr ineffizienten Motor im Fahrzeug, der zugeführte Energie in mehr Wärme als Vortrieb umsetzt.
Sogar die gesamte Wasserstoffkette ist da bei allen korrekt benannten Verlusten insgesamt besser, am Besten schneiden hier BEV Systeme ab, selbst ohne Rekuperation zu berücksichtigen.

Der Witz ist ja sogar, das man wenn man schon H2 nimmt, das ohne allzuviel verlust in Methanol umwandeln kann, dann muss man sich wenigstens nicht um eine neue Antriebstechnologie kümmern.

Man hätte aber wieder den großen zusätzlichen Verlust von mehr als 60% durch die notwendige Wärmekraftmaschine mit geringem Wirkungsgrad am Schluss der Verwertungskette, im Fahrzeug.

Ein Verbrennungsmotor + Methanol Tank ist zusätzliche deutlich schwerer als Elektromotor + Brennstoffzelle + H2 Tank, was die im Vergleich recht geringen energetische Vorteile des Methanols bei Speicherung und Transport ggü H2 mehr als ausgleichen würde.

Dieser Beitrag wurde am 31.01.2023 07:08 Uhr bearbeitet.
Beitrag vom 31.01.2023 - 07:38 Uhr
UserGroße Krügerkl..
User (1383 Beiträge)
Meiner Meinung nach ist H2 absoluter Unsinn,[...]

Für Fahrzeuge gibt es dazu Zahlen, die sog. Well-to-Wheel Betrachtung.
Also wieviel der gesammelten Energie in Form von Erdöl, Sonne, Kohle, etc. kommt tatsächlich am Rad an und treibt das Fahrzeug vorwärts.

 https://de.wikipedia.org/wiki/Well-to-Wheel

Genau deshalb ist es im Fahrzeug auch nicht mehr zu diskutieren, sondern das Thema ist entschieden.
BEV hat gewonnen.
Daran besteht kein Zweifel mehr.

Aktuell denkt man an H2 noch für LKWs, weil die Langstrecke fahren und wenig halten, aber jede Verbesserung bei der Batterietechnik macht das unwahrscheinlicher.

Der Verbrenner ist halt trotz über 100 Jahre Entwicklung keine sonderlich effziente Technologie, im Grunde ist es erstmal eine Heizung mit Nebenabtrieb.


Hier zeigt sich, dass tatsächlich Erdöl die ineffizienteste Technik ist, hauptsächlich wegen dem sehr ineffizienten Motor im Fahrzeug, der zugeführte Energie in mehr Wärme als Vortrieb umsetzt.
Sogar die gesamte Wasserstoffkette ist da bei allen korrekt benannten Verlusten insgesamt besser, am Besten schneiden hier BEV Systeme ab, selbst ohne Rekuperation zu berücksichtigen.


Der Witz ist ja sogar, das man wenn man schon H2 nimmt, das ohne allzuviel verlust in Methanol umwandeln kann, dann muss man sich wenigstens nicht um eine neue Antriebstechnologie kümmern.

Man hätte aber wieder den großen zusätzlichen Verlust von mehr als 60% durch die notwendige Wärmekraftmaschine mit geringem Wirkungsgrad am Schluss der Verwertungskette, im Fahrzeug.

Ein Verbrennungsmotor + Methanol Tank ist zusätzliche deutlich schwerer als Elektromotor + Brennstoffzelle + H2 Tank, was die im Vergleich recht geringen energetische Vorteile des Methanols bei Speicherung und Transport ggü H2 mehr als ausgleichen würde.

Wir sind in einem Luftfahrtforum, und wir diskutieren den Flugzeugantrieb der Zukunft.
Der Vorteil ist, das ich Methanol ohne allzugrosse Anpassung in bestehender Technologie verbrennen kann.
Effzient wird es nicht, aber das ist fliegen sowieso nicht.

Ich habe es mal ein paar Ökos in Asien gesagt: Alleine das ihr hier seid, macht sämtliche Öko Gedanken lächerlich. Da fliegen sie 25.000km um die Welt, um dann vor Ort Energie zu sparen weil XY.
Aber alleine der Fakt das man gerade 12.000km im Flieger war ruiniert die ÖkoBilanz nachhaltig.

Das wäre auch nicht viel besser wenn man mit der Bahn etc. fahren würde.

Letztendlich haben wir im Luftverkehr ein Problem mit der Nachhaltigkeit, ich denke es ist sehr sehr schwer fossile Kraftstoffe im FLugzeug durch Nachhaltige zu ersetzen.
Beitrag vom 31.01.2023 - 08:45 Uhr
UserEricM
User (5860 Beiträge)
Ein Verbrennungsmotor + Methanol Tank ist zusätzliche deutlich schwerer als Elektromotor + Brennstoffzelle + H2 Tank, was die im Vergleich recht geringen energetische Vorteile des Methanols bei Speicherung und Transport ggü H2 mehr als ausgleichen würde.

Wir sind in einem Luftfahrtforum, und wir diskutieren den Flugzeugantrieb der Zukunft.
Die Aussage oben gilt prinzipiell genau so für ein Flugzeug wie für ein Fahrzeug.

Der Vorteil ist, das ich Methanol ohne allzugrosse Anpassung in bestehender Technologie verbrennen kann.

Klar. Der Nachteil ist, dass ich Methanol ohne allzugrosse Anpassung in bestehender Technologie verbrennen _muss_. D.h. mit einem Wirkungsgrad von max 35-40%.
Methanol hat dabei nicht mal die halbe Energiedichte (20MJ/kg) verglichen mit Kerosin (43MJ/kg).

Der Witz ist ja sogar, das man wenn man schon H2 nimmt, das ohne allzuviel verlust in Methanol umwandeln kann

Haben Sie dazu eigentlich eine gute Quelle?
Die 2-stufigen Prozesse (Elektrolyse + Synthese) die ich dazu finde, weisen alle eine relativ geringe Effizienz auf.
Beitrag vom 31.01.2023 - 12:15 Uhr
Usermpilot
User (450 Beiträge)
@ERIC
> Ein Verbrennungsmotor + Methanol Tank ist zusätzliche deutlich schwerer als Elektromotor + Brennstoffzelle + H2 Tank, was die im Vergleich recht geringen energetische Vorteile des Methanols bei Speicherung und Transport ggü H2 mehr als ausgleichen würde.

Wir reden ja sicher hier nicht vom Continental Motor einer C172, sondern von einer modernen Turbofan Engine, z.B. GE90-115B. Bei 127.900lbs Schub (569KN) erbringt dies eine Gesamtleistung von 65MW.
Bezogen auf das Gewicht von 8282 Kg ergibt dies ein spezifisches Leistungsgewicht von 7,84KW/kg.

Der E-Motor von Siemens Electrical Aircraft komm gerade mal auf 5,2 KW/kg. Das Gewicht der Brennstoffzelle käme dann noch dazu, ist nicht unerheblich.
Beitrag vom 31.01.2023 - 13:07 Uhr
UserEricM
User (5860 Beiträge)
@ERIC
> Ein Verbrennungsmotor + Methanol Tank ist zusätzliche deutlich schwerer als Elektromotor + Brennstoffzelle + H2 Tank, was die im Vergleich recht geringen energetische Vorteile des Methanols bei Speicherung und Transport ggü H2 mehr als ausgleichen würde.

Wir reden ja sicher hier nicht vom Continental Motor einer C172, sondern von einer modernen Turbofan Engine, z.B. GE90-115B. Bei 127.900lbs Schub (569KN) erbringt dies eine Gesamtleistung von 65MW.
Bezogen auf das Gewicht von 8282 Kg ergibt dies ein spezifisches Leistungsgewicht von 7,84KW/kg.

Der E-Motor von Siemens Electrical Aircraft komm gerade mal auf 5,2 KW/kg. Das Gewicht der Brennstoffzelle käme dann noch dazu, ist nicht unerheblich.

Ich denke man kann Motoren verschiedener Größenklassen schlecht auf MW/kg Basis vergleichen, da die Leistung mit steigender Masse über-linear steigt.

E Motoren für Flugzeuge sind heute deutlich kleiner.

Bin mal gespannt, ob es irgendwann einen flugfähigen E-Motor gibt, der 65MW leistet - und wieviel der dann wiegt.
Ein Vergleich mit ähnlich leistungsfähigen Verbrennern fällt aber heute eindeutig aus:

 https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_aircraft

Bei der Extra aus dem Beispiel :
Elektr.: 260 kW Motor wiegt 50 kg (~ 5kW/kg, wie oben genannt)
Fossil : 235 kW Motor wiegt 202 kg (~ 1,1kW/kg)
Beitrag vom 31.01.2023 - 19:40 Uhr
Usermpilot
User (450 Beiträge)
Man kann ja noch weitere Größenklassen hinzuziehen. Das berühmte Wellenleistungstriebwerk PT6A-41 wiegt 190Kg und erbringt eine max. Leistung von 1.417KW, Leistungsfaktor = 7,45 . Im cruise wird abgeregelt auf 634 KW, darauf darf man den Leistungsfaktor nicht beziehen, sondern eben auf das mögliche Maximum, so wie auch der E-Motor angegeben wird.

Auf GA Niveau wäre Allison 250 C20B zu erwähnen, 298KW bei 70Kg Gewicht, Leistungsfaktor 4,26, somit im Bereich des Siemens E-Motors.

Wie schon gesagt darf man das ganze Drum und Dran der Brennstoffzelle gewichtsmäßig nicht vernachlässigen. Die direkte Verbrennung von H2 im Triebwerk scheint mir die effizientere Lösung. Darüberhinaus hätte man mit der Brennstoffzelle eine weitere Komponente die ausfallen kann. Ob allerdings die H2 Handhabung im Luftverkehr machbar ist könnte man auch mit großem ? versehen.


Beitrag vom 31.01.2023 - 20:51 Uhr
User25.1309
User (428 Beiträge)
Meiner Meinung nach ist H2 absoluter Unsinn,[...]
Oder anders gesagt: Wer an Wasserstoff glaubt, der glaubt auch an den Osterhasen.

Liebe Krügerklappe

ich glaube, dass mann sich von dem Gedanken und dem Zwang verabschieden sollte, sich in Zukunft für eine Antriebsart entscheiden zu müssen.
Das gleiche gilt für die Energieträger.
Sonnenreiche Regionen setzen auf Solar, andere auf Wind, Stauseeen etc. und alle haben das gleiche Porblem der Konservierung des so gewonnenen elektrischen Stroms.
Ob man aus Wassrstoff noch Ammoniak herstellt oder die Energie doch in Batterien, z.B. Redox Flow Verfahren lagert oder neue Verfahren entwickelt... ich glaube, das bleibt spannend, aber Wasserstoff abschreiben würde ich nicht.
Mir kam mal die Frage in den Sinn, ob, wenn alle A380 von Emitrates mit Wasserstoff fliegen würden, sich die Wüste um Dubai wohl in einen Dschungel verwandeln würde... weiter als zu dem groben Ergebniss von 0,0054 g Wasser pro Quadratmeter bei Überflug einer A320 bin ich aber nicht gekommen und denke, das ist extrem ungenau^^

Die Folgeabschätzung darf jedoch auf keinen Fall zu kurz kommen, sonst haben wir in Skandinavien nur noch eisglatte Strassen.

Gruß, 25.1309



Beitrag vom 01.02.2023 - 08:21 Uhr
UserEricM
User (5860 Beiträge)
Das berühmte Wellenleistungstriebwerk PT6A-41 wiegt 190Kg und erbringt eine max. Leistung von 1.417KW, Leistungsfaktor = 7,45 . Im cruise wird abgeregelt auf 634 KW, darauf darf man den Leistungsfaktor nicht beziehen, sondern eben auf das mögliche Maximum, so wie auch der E-Motor angegeben wird.

Die genannten 260kW sind die Dauerleistung des SP260D.
 https://elib.dlr.de/118097/1/20170831_MA_Gesell_IB.pdf

Laut aktuellem Datenblatt
 https://www.easa.europa.eu/en/downloads/7669/en

ist beim Modell PT6A-41 die max. Leistung gleich der Dauerleistung. 634kW bei 190kg : 3,3kW/kg.

Zusätzlich hat kein Aggregat dieser Serie eine Spitzenleistung von über 1400kW.
Die höchste Leistung hat das PT6A-65AR mit 910kW Dauer- und 1062kW Spitzenleistung bei 227kg Gewicht. Also rund 4,6 kW/kg Spitze und 4 kW/kg Dauerleistung.

Aber ja.
Der Abstand im Leistungsgewicht zwischen E-Motoren und Turbinen ist deutlich kleiner als zwischen E- und Kolbenmotoren.

Dieser Beitrag wurde am 01.02.2023 08:23 Uhr bearbeitet.
Beitrag vom 01.02.2023 - 10:30 Uhr
Usermpilot
User (450 Beiträge)
Laut aktuellem Datenblatt
 https://www.easa.europa.eu/en/downloads/7669/en

ist beim Modell PT6A-41 die max. Leistung gleich der Dauerleistung. 634kW bei 190kg : 3,3kW/kg.

Zusätzlich hat kein Aggregat dieser Serie eine Spitzenleistung von über 1400kW.
Die höchste Leistung hat das PT6A-65AR mit 910kW Dauer- und 1062kW Spitzenleistung bei 227kg Gewicht. Also rund 4,6 kW/kg Spitze und 4 kW/kg Dauerleistung.

MTU nennt jedenfalls die 1400Kw max, Maintenance Berlin-Brandenburg, die müssten es eigentlich wissen
 https://www.mtu.de/de/engines/zivile-triebwerke/turboprops/pt6a/

Meist wird die PT6 nur abgeregelt eingebaut, Einmots wie TBM900 wären sonst aerodynamisch überfordert sowie die Kraftstoffmenge sehr payload reduzierend.
Beitrag vom 01.02.2023 - 11:20 Uhr
Usermpilot
User (450 Beiträge)
Mir kam mal die Frage in den Sinn, ob, wenn alle A380 von Emitrates mit Wasserstoff fliegen würden, sich die Wüste um Dubai wohl in einen Dschungel verwandeln würde... weiter als zu dem groben Ergebniss von 0,0054 g Wasser pro Quadratmeter bei Überflug einer A320 bin ich aber nicht gekommen und denke, das ist extrem ungenau^^

Die Folgeabschätzung darf jedoch auf keinen Fall zu kurz kommen, sonst haben wir in Skandinavien nur noch eisglatte Strassen.

@25.1309
Eine schöne ironische Betrachtung, wieviel H2O bleibt zur Fruchtbarmachung der Wüste ?
Habe mal energetisch den Flug Dubai-Sydney betrachtet. Statt 300t Kerosin benötigt der A380 nur 107t H2 für die Strecke von 12.000km. Die 107t H2 haben einen Energieinhalt von 3,531 Mio KWh. Pro KWh entstehen 0,27Kg H2o, in summa also 953t. Mit 80m Spannweite wird eine Fläche von 960Mio m2 überflogen, was 0,99g/m2 ergibt. Das Biotop Dubai rückt auch mit dieser Bewässerung durch Starts, Landungen und Holding in weite Ferne.

Dieser Beitrag wurde am 01.02.2023 11:23 Uhr bearbeitet.
Beitrag vom 01.02.2023 - 14:47 Uhr
UserKranich
User (440 Beiträge)
Bei Wasserstoff als Antrieb für Flugzeuge wird vergessen, dass CO2 nur für ca. ein Drittel der Klimaeffekte beim fliegen verantwortlich ist. Heute auf FR.de nachzulesen unter der Überschrift:"Flugverkehr und Klimaschutz: Nur Nicht-Fliegen ist klimaneutral".
Eine Aussage aus den zitierten Studien: "Gleichzeitig senken selbst synthetische Kraftstoffe die Klimawirkung der Flugzeuge nur um etwa ein Drittel. Die anderen zwei Drittel resultieren aus sogenannten Nicht-CO2-Effekten. Dabei geht es um Stickoxide, Partikel und vor allem um den Wasserdampf, der die berühmten Kondensstreifen bildet. "
Dann muss man auch berücksichtigen, dass die Herstellung von Wasserstoff enorme Mengen Strom benötigt. Aber, selbst wenn diese Strommengen regenerativ erzeugt werden könnten ist nicht viel gewonnen.
Die Physikerin Frau Dr. Sabine Hossenfelders hat in einem Artikel in der Zeitschrift - Bild der Wissenschaft – in der Dezemberausgabe 2022 über die Klimaauswirkungen von Wasserstoff nach unterschiedlichen Erzeugungsmethoden berichtet. Wenn man Wasserstoff aus Methan gewinnt (Grauer Wasserstoff) dann entsteht ca. 550gr CO2 pro KWh. Aber selbst bei Wasserstoff aus Solarzellstrom (Grüner Wasserstoff) entstehen unter realistischen Bedingungen CO2 Emissionen wie beim grauen Wasserstoff (Studie Australischer Wissenschaftler) und das entspricht den CO2 Emissionen die entstehen, wenn Erdgas verbrannt wird.
Ein Gewinn für das Klima ist das leider auch nicht.


Dieser Beitrag wurde am 01.02.2023 14:56 Uhr bearbeitet.
Beitrag vom 01.02.2023 - 19:31 Uhr
UserEricM
User (5860 Beiträge)
Laut aktuellem Datenblatt
 https://www.easa.europa.eu/en/downloads/7669/en

ist beim Modell PT6A-41 die max. Leistung gleich der Dauerleistung. 634kW bei 190kg : 3,3kW/kg.

Zusätzlich hat kein Aggregat dieser Serie eine Spitzenleistung von über 1400kW.
Die höchste Leistung hat das PT6A-65AR mit 910kW Dauer- und 1062kW Spitzenleistung bei 227kg Gewicht. Also rund 4,6 kW/kg Spitze und 4 kW/kg Dauerleistung.

MTU nennt jedenfalls die 1400Kw max, Maintenance Berlin-Brandenburg, die müssten es eigentlich wissen
 https://www.mtu.de/de/engines/zivile-triebwerke/turboprops/pt6a/

Das stimmt wohl :)
Ich kann diese Diskrepanz leider nicht aus eigener Erfahrung klären...
Aber halten wir einfach fest, dass kleinere Turbinentriebwerke beim Leistungsgewicht aktuell relativ nahe an den E-Motoren sind, OK?
1 | 2 | « zurück | weiter »