Leute,
Wie wird Wasserstoff hergestellt? Ist der in der Herstellung abgasfrei, kostenlos oder? Und soll mir aber keiner mit Windenergie und Sonnenstrom kommen!

PKP-modelarz schrieb:

Leute,
Wie wird Wasserstoff hergestellt? Ist der in der Herstellung abgasfrei, kostenlos oder? Und soll mir aber keiner mit Windenergie und Sonnenstrom kommen!

Ja, ja. Aber die Gewinnung von Erdöl und Herstellung von Benzin ist ja zum Glück völlig energie- und schadstofffrei.

Natürlich nicht, aber die bisherige Produktion erzeugt schon genug Probleme... warum müssen wir dann noch MEHR Energie aus den bekannten Quellen erzeugen- um dann daraus die sogenannte SAUBERE Energie zu erzeugen. Denn auch die Erschließung und Ausbeutung neuer Lagerstätten kostet Energie. Und die wird üblicherweise dort, wo die Grundstoffe für die sogenannte SAUBERE Energie vorhanden sind, nicht besonders sauber hergestellt!

Vielleicht auch mal über Kausalitätsketten nachdenken.
Aber:
Wozu Kraftwerke- bei mir kommt der Strom aus der Steckdose.

Saxobav schrieb:

Hallo Traumflug,

danke für die Recherche. Da die Quelle von 2012 stammt und auch ein paar Vorhersagen getroffen werden, kann man mit der bisherigen Entwicklung vergleichen.
"Die Zeit" ist in meiner persönlichen Wertung nicht bedeutungsvoll für die sachkundige Bewertung von technischen Entwicklungen. Das wird scheinbar auch außerhalb von Verkehrstechnik so gesehen, wie die papiersparende Schrumpfung der Auflage zeigt.
Zivile Nutzung hat sich bisher nur sehr wenig entwickelt, von einer "marktwirtschaftlichen" Beständigkeit kann keine Rede sein. Die beiden H₂-Busse in Höchst haben den vierfachen Preis gegenüber normalen Fahrzeugen, wobei sich die konstruktive Abweichung ja nur aus dem Antrieb ergibt. Ich habe aber keine Fakten zu Entwicklung und Stand der Preise von H₂ zu bieten.
Aufgrund der schwierigen Handhabung von H bleiben aber hohe Kosten für das Vertriebssystem bestehen, d.h. die Strecke von der unmittelbaren Erzeugung bis zum Verbraucher, hier in der Brennstoffzelle. Es werden sehr energieintensive Verdichtungs- und Kühlprozesse angewendet, um eine notwendige Stoffmenge (=Energiemenge) an den Verbrauchsort zu befördern. Die "Entflüssigung" benötigt wiederum Energiezufuhr, die in den Wirkungsgrad einzubeziehen ist.
Die hier im Tread angegebenen Wirkungsgrade von Dieselmotoren/-generatoren halte ich für Wind von der Märchenwiese. Das sieht fast nach einer Addition der Wirkungsgrade aus...

Ich habe mir mal die Mühe gemacht, die Zahlen der Zeit zu verifizieren:
Es wird also 16 Mrd. m³ Wasserstoff erzeugt, davon 5 % verbrannt, was 0,8 Mrd. m³ bedeutet. Bei Einem Gewicht von 0,0899 kg/m³ sind das also 71,92 t. Der Toyota Mirai kann laut ADAC mit 5 kg bis zu 480 km Weit fahren. Das ergäbe also 6,9 Mrd. Autokilometer. Bei der durchschnittlichen Fahrleitung von 13257 km laut KBA würde das also für 520.000 Autos reichen.

ABER:
Überschüssigen Wasserstoff sollte man besser dort einsetzen, wo das Hauptaugenmerk auf Gewicht liegt, dies wäre beim Flugzeug.
Bei Eisenbahn oder PKW hingegen ist fast Wumpe, ob das Fahrzeug nun eine Traktionsbatterie mitschleppt oder nicht, wenn bei der Rückspeisung ein Großteil der Energie rekuperiert werden kann.

Aus persönlichen Versuchen im PKW-Bereich hatte ich mal folgende Preise im Stadtverkehr ermittelt:
Zoe von Flinkster: 10 kWh je 100 km, bei 25 ct/kWh für Strom macht das 2,50 € je 100 km Fahrt
Diesel-PKW: 5 l je 100 km, bei 1,20€ je Liter: 6,00€ je 100 km Fahrt

Nicht persönlich ermittelt:
Toyota Mirai laut ADAC Eco-Test: 5 kg für 480 km, planwirtschaftlich festgesetzter Preis von 9,50 € steuerfrei: 9,90 € je 100 km Fahrt

Damit hat man bei den Betriebskosten von Elektro zu Diesel ein Verhältnis von 1:2,4 und Elektro zu Wasserstoff von 1:4!
Das dürfte bei einer Regionalbahn sich vermutlich in ähnlichen Regionen bewegen. Würde man auf Wasserstoff Steuern und Abgaben erheben wie bei Strom oder Diesel wäre das Verhältnis von Wasserstoff nochmals übler.

Es erscheint daher also ökonomisch Akku-Triebwagen zu beschaffen, diese unter Oberleitung aufzuladen, wo möglich oder an Endstellen durch Ladestationen. Etwaige höhere Anschaffungskosten sind über die vielen Betriebsjahre und den in dieser Zeit anfallenden geringeren Betriebskosten kompensiert. Zudem spart man auch Wartungskosten, denn ein Elektromotor braucht z.B. kein Motoröl, Bremsscheiben haben weniger Abrieb dank Rekuperation, usw.

Grüße
Silli

falk schrieb:

@MD 612, in Richtung Brandis endete die Fahrleitung am Bahnsteig Beucha Ost, damit waren die Weiche 30, der Abschnitt bis zum Ra 10 und das Gleis 4 mit überspannt.

Das ist mir schon klar, da bin ich ja oft genug langgefahren um das zu wissen. ;-) Ich wollte nur @Falk12's Aussage richtigstellen, die Elektrifizierung wäre einst bis Trebsen gegangen. Beucha Ost gehört ja noch zum Bahnhof Beucha.

Gruß Peter

PKP-modelarz schrieb:

Leute,
Wie wird Wasserstoff hergestellt? Ist der in der Herstellung abgasfrei, kostenlos oder? Und soll mir aber keiner mit Windenergie und Sonnenstrom kommen!

Warum nicht?
Mit Wind- und Sonnenstrom wäre die Herstellung von Wasserstoff abgasfrei.

Saxobav schrieb:

Die "Entflüssigung" benötigt wiederum Energiezufuhr, die in den Wirkungsgrad einzubeziehen ist.

Kannst Du das bitte genauer erläutern? Wenn die "Entflüssigung" nur mit wirkungsgradreduzierender Energiezufuhr möglich ist, dann heißt das doch auch, dass der Wasserstoff ganz von alleine flüssig bleibt und problemlos gespeichert und transportiert werden könnte.

cs schrieb:

Saxobav schrieb:

Die "Entflüssigung" benötigt wiederum Energiezufuhr, die in den Wirkungsgrad einzubeziehen ist.

Kannst Du das bitte genauer erläutern? Wenn die "Entflüssigung" nur mit wirkungsgradreduzierender Energiezufuhr möglich ist, dann heißt das doch auch, dass der Wasserstoff ganz von alleine flüssig bleibt und problemlos gespeichert und transportiert werden könnte.

Spezifische Verdampfungsenthalpie (ΔH_v) heißt das Zauberwort, diese beträgt bei Wasserstoff 0,446 kJ/g. Bleibt noch die Frage, wo groß der Bedarf ist. Ein Toyota Mirai soll wie bereits erwähnt 5 kg auf 480 km benötigen. Ein Zug vermutlich eher Faktor 10, also ca. 10 kg pro 100 km. Bei der Verdampfung oder salopp "Entflüssigung" werden also 4460 kJ pro 100km der Umwelt an Wärme entzogen. Bei durchschnittlich 60 km/h sorgt also dafür, dass 774 Watt Wärme der Umgebung entnommen wird. Spart im Sommer natürlich die Klima, aber was macht man im Winter gegen die Vereisung? Richtig... Heizen.

Grüße
Silli

Silli schrieb:

cs schrieb:

Saxobav schrieb:

Die "Entflüssigung" benötigt wiederum Energiezufuhr, die in den Wirkungsgrad einzubeziehen ist.

Kannst Du das bitte genauer erläutern? Wenn die "Entflüssigung" nur mit wirkungsgradreduzierender Energiezufuhr möglich ist, dann heißt das doch auch, dass der Wasserstoff ganz von alleine flüssig bleibt und problemlos gespeichert und transportiert werden könnte.

Spezifische Verdampfungsenthalpie (ΔH_v) heißt das Zauberwort, diese beträgt bei Wasserstoff 0,446 kJ/g. Bleibt noch die Frage, wo groß der Bedarf ist. Ein Toyota Mirai soll wie bereits erwähnt 5 kg auf 480 km benötigen. Ein Zug vermutlich eher Faktor 10, also ca. 10 kg pro 100 km. Bei der Verdampfung oder salopp "Entflüssigung" werden also 4460 kJ pro 100km der Umwelt an Wärme entzogen. Bei durchschnittlich 60 km/h sorgt also dafür, dass 774 Watt Wärme der Umgebung entnommen wird. Spart im Sommer natürlich die Klima, aber was macht man im Winter gegen die Vereisung? Richtig... Heizen.

Danke für die Erläuterung.
Könnte man für das Heizen nach der Startphase nicht die Abwärme von Brennstoffzelle und/oder Antriebsmotor verwenden?

Die Züge sind für die Strecke Leipzig - Gera völlig ungeeignet, sie sind einfach zu schwach. Das Fahrzeitprofil verlängert sich um 8-10 Minuten, womit an einem der Punkte Gera oder Leipzig die wichtigen Anschlüsse weg sind. Dafür gab es von der NVS schon eine Abfuhr. Unter den Fahrzeiten der RS1 geht nichts und davon sind die Teile viel zu weit entfernt. Da hilft auch nicht die teilweise Ertüchtigung auf Vmax 120km/h, wie sie Netz bis 2020 aufgeplant hat. Deshalb hat Thüringen die Strecke auch zur Elektrifizierung angemeldet.

cs schrieb:

Saxobav schrieb:

Die "Entflüssigung" benötigt wiederum Energiezufuhr, die in den Wirkungsgrad einzubeziehen ist.

Kannst Du das bitte genauer erläutern? Wenn die "Entflüssigung" nur mit wirkungsgradreduzierender Energiezufuhr möglich ist, dann heißt das doch auch, dass der Wasserstoff ganz von alleine flüssig bleibt und problemlos gespeichert und transportiert werden könnte.

Hallo @cs,
unser Kollege @silli hat schon die fachlich richtigen Begriffe und Wirkprinzipien genannt. Wir müssen beim realen Fahrbetrieb immer von Nicht-gleichförmigen Betriebszuständen ausgehen. Wenn wir also beim Motor vom Drehmoment reden, ist dass das Beschleunigungsvermögen, das Vermögen zur Drehzahländerung je Zeiteinheit (was man beim Autofahren im Rücken spürt beim Gasgeben). Und so benötigt man bei verschiedenen Fahrzuständen und Umgebungstemperaturen stark wechselnde Energiemengen, die bei Flüssiggas häufig durch einen Verdampfer gasförmig bereitgestellt werden müssen. Diese sind nicht immer und komplett durch Abwärme und Umgebung lieferbar. Zudem ist diese Energie/Enthalpie vorher in mehrfacher Höhe bei Kompression und Verflüssigung aufzuwenden; ist also im energetischen Gesamtprozess zweimal zu betrachten.
Bei dem neuen Flüssigerdgasterminal in Klaipeda geht man von 2-3% Gesamtenergieaufwand zur Entflüssigung aus. Zusätzlich zum deutlich höheren Preis gegenüber der Pipelinelieferung aus Rußland hat man also nochmal höhere Betriebskosten für den Endverbraucher. Vielleicht könnte man die Kälte noch für ein Maschinenkühlhaus sekundär nutzen. Dessen Bedarf an Kälte läuft aber mit dem Heizgasverbrauch nicht synchron (hier OT).
In der Originalquelle wird die Bereitstellung von H2 in m3 angegeben. Das ist unsachlich, da die enthaltene Energiemenge von der Stoffmenge (Maßeinheit mol) abhängt und somit vom Gasdruck abhängt.
Insgesamt freue ich mich, dass man technisch den H2-Einsatz für den Fahrzeugbetrieb bereitstellen kann. Durch Probleme bei Bereitstellung und Verfügbarkeit wird es aber noch lange eine Spezial- und Insellösung bleiben, die auch nach dem Ende des billigen Erdöls nicht wirtschaftlich selbsttragend ist.

Habe ich weiter oben ausgeführt...

Wieviel Energie benötigt man zum Verflüssigen?

Entsprechend wird es promotet. Der einfältige Umweltschutzfanatiker hinterfragt sowas natürlich nicht und ist so gleich Feuer und Flamme. Die Politiker springen natürlich sofort auf den Zug auf und schon nimmt der Irrsin unaufhaltsam seinen Lauf.

Wer dann die Sinnhaftigkeit hinterfragt ist ein Fortschrittsfeind, Umweltfrevler usw..

Saxobav schrieb:

cs schrieb:

Saxobav schrieb:

Die "Entflüssigung" benötigt wiederum Energiezufuhr, die in den Wirkungsgrad einzubeziehen ist.

Kannst Du das bitte genauer erläutern? Wenn die "Entflüssigung" nur mit wirkungsgradreduzierender Energiezufuhr möglich ist, dann heißt das doch auch, dass der Wasserstoff ganz von alleine flüssig bleibt und problemlos gespeichert und transportiert werden könnte.

Hallo @cs,
unser Kollege @silli hat schon die fachlich richtigen Begriffe und Wirkprinzipien genannt. Wir müssen beim realen Fahrbetrieb immer von Nicht-gleichförmigen Betriebszuständen ausgehen. Wenn wir also beim Motor vom Drehmoment reden, ist dass das Beschleunigungsvermögen, das Vermögen zur Drehzahländerung je Zeiteinheit (was man beim Autofahren im Rücken spürt beim Gasgeben). Und so benötigt man bei verschiedenen Fahrzuständen und Umgebungstemperaturen stark wechselnde Energiemengen, die bei Flüssiggas häufig durch einen Verdampfer gasförmig bereitgestellt werden müssen. Diese sind nicht immer und komplett durch Abwärme und Umgebung lieferbar. Zudem ist diese Energie/Enthalpie vorher in mehrfacher Höhe bei Kompression und Verflüssigung aufzuwenden; ist also im energetischen Gesamtprozess zweimal zu betrachten.
Bei dem neuen Flüssigerdgasterminal in Klaipeda geht man von 2-3% Gesamtenergieaufwand zur Entflüssigung aus. Zusätzlich zum deutlich höheren Preis gegenüber der Pipelinelieferung aus Rußland hat man also nochmal höhere Betriebskosten für den Endverbraucher. Vielleicht könnte man die Kälte noch für ein Maschinenkühlhaus sekundär nutzen. Dessen Bedarf an Kälte läuft aber mit dem Heizgasverbrauch nicht synchron (hier OT).
In der Originalquelle wird die Bereitstellung von H2 in m3 angegeben. Das ist unsachlich, da die enthaltene Energiemenge von der Stoffmenge (Maßeinheit mol) abhängt und somit vom Gasdruck abhängt.
Insgesamt freue ich mich, dass man technisch den H2-Einsatz für den Fahrzeugbetrieb bereitstellen kann. Durch Probleme bei Bereitstellung und Verfügbarkeit wird es aber noch lange eine Spezial- und Insellösung bleiben, die auch nach dem Ende des billigen Erdöls nicht wirtschaftlich selbsttragend ist.

Danke auch für Deine ausführlichen und verständlichen Erklärungen.
Allerdings scheint das Problem beim Bahnbetrieb mit Brennstoffzellen eben nicht aufzutreten, da man da ja offensichtlich keinen flüssigen Wasserstoff sondern hochkomprimiertes Wasserstoffgas verwendet.

PKP-modelarz schrieb:

Wieviel Energie benötigt man zum Verflüssigen?

Hallo modelarz,
du möchtest sicher die spezifische Energiemenge wissen, also die Energiemenge je Stoffmenge? Diese ist proportional der Enthalpie je Stoffmenge. Man hat aber noch einen hohen Entropieanteil an der zu leistenden Arbeit, die man beim Verdichten irreversibel verliert. Vereinfacht rechnet man mit der sechsfachen Arbeit für ein Grad Abkühlung gegenüber einem Grad Erwärmung. Die Siedetemperatur von H2 liegt bei etwa -253C bei Normaldruck. Wenn man die reinen stofflichen Kenngrößen für die Prozesse berücksichtigt hat, muss man noch kräftige Zuschläge für die nichtidealen Wirkungsgrade der Wärmekraftmaschinen geben.
Es ist eine technische Auslegungsfrage, ob man den H2 flüssig oder hochkomprimiert transportiert. Jeder Medienwechsel ist zudem energetisch verlustreich.
Bisher nicht besprochen ist der fortlaufende Verlust von H2 durch Diffusion durch alle Materialien. Metalle zeigen dabei ein Quellverhalten und herabgesetzte mechanische Festigkeiten. Diese Technik ist also immer Spitze auf Knopf und ich habe allen Respekt für eine bahntechnische Zulassung.
Solange H2 nicht elektrochemisch aus überschüssiger Wind- und Wasserkraft erzeugt wird, kann ein Breiteneinsatz nicht als wirtschaftlich betrachtet werden. Eine Erdgasverwendung ist dagegen ein technisches Kinderspiel und ökologisch richtig förderlich durch die Verbrennung von Methan, welches sonst unweigerlich als Treibhausgas in die Athmosphäre freigesetzt wird.

Wer an den natürlichen energetischen Grundlagen interessiert ist, kann sich in Unterlagen des chemischen Grundstudiums (Physikalische Chemie/Thermodynamik) belesen.

Also bitte nicht so laut poltern im Forum. Es gibt hier Wissendere ohne Falschspielabsichten und ohne Diskussionszwang.
Viele Grüße, Saxobav.

PKP-modelarz schrieb:

Habe ich weiter oben ausgeführt...

Ich habe jetzt noch einmal alle Deine Beiträge durchgelesen, kann aber nirgends finden, wo Du ausgeführt hättest, warum Du geschrieben hast: "soll mir aber keiner mit Windenergie und Sonnenstrom kommen"

Könntest Du bitte so freundlich sein, das argumentativ zu begründen, anderenfalls muss man davon ausgehen, dass das von Dir lediglich banales Herumpöbeln war, ohne viel Wissen dahinter.

Wie wäre es, diesen Wind- und Solarstrom statt über den energetisch unsinnigen Umweg Wasserstoff besser über den direkten Weg oder zur Not via Batterie zur elektrische Zugförderung einzusetzen?

In Zusammenhang mit der Autowelt bin ich auf folgenden Vergleich gestoßen: [insideevs.com]
Die genannten Wirkungsgradzusammenhänge lassen sich auch auf Züge übertragen.

Grüße
Silli

Silli schrieb:

Wie wäre es, diesen Wind- und Solarstrom statt über den energetisch unsinnigen Umweg Wasserstoff besser über den direkten Weg oder zur Not via Batterie zur elektrische Zugförderung einzusetzen?

In Zusammenhang mit der Autowelt bin ich auf folgenden Vergleich gestoßen: [insideevs.com]
Die genannten Wirkungsgradzusammenhänge lassen sich auch auf Züge übertragen.

Ohne Zahlen habe ich nach Gefühl eine ähnliche Einschätzung geäußert. Abweichungen können sich m.E. noch ergeben, wenn man direkt bei der Elektrolyse den H₂ in Hochdruck entstehen läßt und somit zumindest Teile der Kompression einspart. Das wird aber nicht die Bilanz komplett ändern.
Bezüglich "Spritzigkeit" bestehen bei Brennstoffzellen und Gasturbinen Ähnlichkeiten; sie können schlecht auf schnell wechselnden Leistungsbedarf reagieren. Ersatzweise können Akkus oder Powercaps das Problem lindern, unter Hinzufügung weiterer Masse zum "Powerpack". Der A7 als Wanderdüne...

Die gerade anlaufende Praxisprobe der elektro-akku-hybriden TALENT- und LINT-Triebzüge wird einen Vergleich liefern bezüglich Gesamtwirkungsgrad und Reichweite. Wenn man mittlerweile Autobahnen elektrifiziert, sollte man für einen Test mit Zwischenladen um Grimma eine Oberleitung bereitstellen können und die Züge zwischen Döbeln und Leipzig pendeln lassen. Borsdorf-Döbeln wäre dann die Lücke mit Ladechance in Grimma. Das Zwischenladen wäre dann sowohl mit 3kV= zu testen als auch mit 25kV~, damit man nicht erst neue 16,7Hz-Netze oder Umformer in die Landschaft bringen muss. Die Züge sollten weitgehend für die anderen Stromversorgungen vorbereitet sein und im Raum Leipzig über LZB und ETCS verfügen. Eine Neubestellung oder Umrüstung bestehender Züge sollte kein unternehmerisches Risiko darstellen, aber die Nachbestellung von Dieselzügen reduzieren.

Auf Grund staatlicher Nichtsteuerung und kapitalistischer Grundorientierung werden auch die in Deutschland Eingeborenen nicht reich, wenn in ihren Gebieten Wind- und Solarenergie für die fernen Industriegebiete erzeugt werden. Sie sind auch im Rahmen der Gebietskörperschaften keine Eigentümer mit Anteilen, sondern Bettler um Infrastrukturgelder zur Elektrifizierung des eigenen Regional- und Nahverkehrs. Und ob es zur Ansiedlung oder Verlagerung energieintensiver Metallverarbeitung nach Norddeutschland kommt, ist nicht absehbar. Das Predigen von Wasserstoff als fahrdrahtlose Alternative ist für solche Gebiete zumindest unehrlich.

Saxobav schrieb:

Auf Grund staatlicher Nichtsteuerung und kapitalistischer Grundorientierung werden auch die in Deutschland Eingeborenen nicht reich, wenn in ihren Gebieten Wind- und Solarenergie für die fernen Industriegebiete erzeugt werden. Sie sind auch im Rahmen der Gebietskörperschaften keine Eigentümer mit Anteilen, sondern Bettler um Infrastrukturgelder zur Elektrifizierung des eigenen Regional- und Nahverkehrs.

Das hat nichts mit kapitalistischer Grundorientieren. Im Gegenteil, dass der Staat Misswirtschaft fördert und den Bürger mit Vorschriften quält und das Geld aus der Tasche zieht, ist eher sozialistisch. Aber gut, 2 von 3 Regierungsparteien habe das sozialistisch schon im Namen.

Nachladestation könnte man z.B. bequem aus dem 50-Hz-Landesnetz betreiben, fürs Nachladen von Batterien ist nicht zwingend 16,7-Hz-Bahnnetz notwendig. Aber mit Innovationen tut die Bahn sich schwer, entsprechend werden auch heute noch von Hand Güterwagen gekuppelt. Automatische Kupplung = Teufelszeug,
Akkuzüge mit zeitgemäßer Technik = Teufelszeug,
Automatische Züge = Teufelszeug, usw.
Dagegen wird auf der Straße die Zukunft vorangetrieben, sodass die Bahn sich weiter ins Abseits manövriert. Ein freies Unternehmen ohne Fortschritt ist irgendwann Pleite. Ein Staatsbetrieb kann nicht Pleite gehen, entsprechend fehlt da der Zwang zu Fortschritt.

Grüße
Silli