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Wirkungsgrad Strom -> H2

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  1. Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: go-bo 21.04.18 - 11:04

    Der Wirkungsgrad bei der Erzeugung von Wasserstoff aus Strom liegt unter 50%, d.h. die Hälfte des Stroms wird dabei verschwendet. Sobald Verteilungs- und Speichertechniken für Strom ausgebaut sind, wird sich das nicht mehr lohnen.

  2. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: Reitgeist 21.04.18 - 12:51

    Der Wirkungsgrad bei der Erzeugung von Wasserstoff aus Strom liegt aktuell bei den großtechnischen Anlagen etwas über 70%.

    Der Vorteil an einer stofflichen Speicherung liegt allerdings darin, dass man Energieüberschüsse über einen langen Zeitraum billigst speichern kann. Z.B. kann man die Sonnenenergie aus dem Sommer bis in den Winter speichern. Das ist mit Stromspeichern nicht wirtschaftlich darstellbar, denn ein Stromspeicher der pro Jahr nur 2 Lade-/Entladezyklen sieht, ist unwirtschaftlich. Wie jedes Bauteil unterliegt der auch einer Alterung, selbst wenn man die Selbstentladung in den Griff bekommen könnte.

  3. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: osolemio84 21.04.18 - 13:44

    Reitgeist schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Der Wirkungsgrad bei der Erzeugung von Wasserstoff aus Strom liegt aktuell
    > bei den großtechnischen Anlagen etwas über 70%.
    >
    > Der Vorteil an einer stofflichen Speicherung liegt allerdings darin, dass
    > man Energieüberschüsse über einen langen Zeitraum billigst speichern kann.
    > Z.B. kann man die Sonnenenergie aus dem Sommer bis in den Winter speichern.
    > Das ist mit Stromspeichern nicht wirtschaftlich darstellbar, denn ein
    > Stromspeicher der pro Jahr nur 2 Lade-/Entladezyklen sieht, ist
    > unwirtschaftlich. Wie jedes Bauteil unterliegt der auch einer Alterung,
    > selbst wenn man die Selbstentladung in den Griff bekommen könnte.

    +1

    Endlich mal jemand mit Ahnung! Akkus haben ihre Vorteile, wenn es darum geht kurze Zeiträume zu überbrücken (bei noch kürzeren Intervallen bietet sich der Kondensator an, siehe auch heute noch in jedem Blitzlicht mit Xenon), während Wasserstoffspeicher ideale Langzeitspeicher für (EE)-Strom sind.

  4. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: Ach 21.04.18 - 23:03

    Reitgeist schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Der Wirkungsgrad bei der Erzeugung von Wasserstoff aus Strom liegt aktuell
    > bei den großtechnischen Anlagen etwas über 70%.

    Und bei der Rückwandlung von Wasserstoff in Strom erreicht man im besten Fall 70% => 0,7*0,7 = 0,49%, abzüglich der Verluste beim Betanken und der Verluste im elektrischen Antriebsstrang(da mal großzügig 10% ansetzen), endet man bei 45% Wirkungsgrad über alles. Brennstoffzellen verschleißen, was man berücksichtigen muss.

    Ich weiß nicht ob sich das lohnt. Das hängt sicher ganz entscheidend von der Situation ab. Ansonsten kann man elektrische Züge auch immer wieder mit einer Brennstoffzelle ausrüsten oder umgekehrt auch H2 Züge auf reinen Batteriebetrieb umstellen. Platz hat so ein Zug in den aller meisten Fällen und das Gewicht ist auf der Schiene weniger wichtig.

  5. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: Sharra 22.04.18 - 04:17

    Wenn Wasserstoff sowieso als Abfallprodukt anfällt, geht deine Rechnung schon nicht mehr auf. Das Zeug ist so oder so da.

  6. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: emdotjay 22.04.18 - 16:30

    Sharra schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Wenn Wasserstoff sowieso als Abfallprodukt anfällt, geht deine Rechnung
    > schon nicht mehr auf. Das Zeug ist so oder so da.

    Dann kann man es direkt vor Ort verstromen...

    ström lässt sich mit höherem Wirkungsgrad von Punkt A nach Punkt B transportieren.

    Deswegen sollen die elektrischen Züge nur so einen groén Akku haben damit sie die höchste kinetische Energie beim bremsen wieder speichern können. mehr nicht., da sie ja elektrisch befahren werden...

    nur dazu müsste man in D flächendeckend die Trassen elektrifizieren...

  7. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: NaruHina 23.04.18 - 06:29

    Das Gewicht spielt bei Steigungen die zu erklimmen sind auch bei Zügen eine maßgebende rolle. Je leichter je weniger Energie wird dafür benötigt.

    Ich halte Brennstoffzellen bei Zügen auch für die wirtschaftlichste Variante als akkus, um 400kw mit derzeitiger Technologie für eine wie hier angedachte Strecke bereitstellen zu können wäre der Akku mehrere Tonnen schwere.

  8. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: countzero 23.04.18 - 08:03

    emdotjay schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Sharra schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Wenn Wasserstoff sowieso als Abfallprodukt anfällt, geht deine Rechnung
    > > schon nicht mehr auf. Das Zeug ist so oder so da.
    >
    > Dann kann man es direkt vor Ort verstromen...
    >
    Das passiert auch heute schon. Allerdings wird der Wasserstoff bisher in der Regel verbrannt, was wohl weniger effizient ist. Außerdem wäre die Alternative ja erst einmal eine Diesellok und die ist auch nicht gerade effizient und zusätzlich auch noch dreckig.

  9. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: M.P. 23.04.18 - 12:26

    Jeder Zug, der eine Steigung herauffährt, muss danach auch wieder ein Gefälle herunterfahren. Reicht die Kapazität der Akkus aus, die auf den Gefällefahrten anfallende Energie komplett zu schlucken, sollte das Gewicht des Zuges einen deutlich weniger gravierenden Einfluss haben.

  10. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: Ach 23.04.18 - 14:34

    NaruHina schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Das Gewicht spielt bei Steigungen die zu erklimmen sind auch bei Zügen eine
    > maßgebende rolle. Je leichter je weniger Energie wird dafür benötigt.
    >
    > Ich halte Brennstoffzellen bei Zügen auch für die wirtschaftlichste
    > Variante als akkus, um 400kw mit derzeitiger Technologie für eine wie hier
    > angedachte Strecke bereitstellen zu können wäre der Akku mehrere Tonnen
    > schwere.

    Mit absoluten Betrachtungen kommt man an der Stelle nicht mehr weiter. Absolut betrachtet sind Züge von vorne herein schon mal sehr schwer, Steigungen werden bereits in der Streckenplanung vermieden und sind deshalb nicht nur seltener sondern auch weniger extrem als im Straßenverkehr und die Rekuperation(Energierückgewinnung beim Bremsen/Berg ab fahren) auf der Schiene funktioniert ja nochmal effizienter als auf der Straße.

    Absolut kann man soviel sagen, dass Akkus vom rein energetischem Standpunkt her der Brennstoffzelle prinzipbedingt wohl keine Chance lassen, ob im Stromnetz, ob auf der Straße oder auf Schiene. Das ist aber auch gar nicht der Punkt bei der Nutzung der Brennstoffzelle. Der Punkt bei der Brennstoffzelle ist der, ob deren Nutzen sich als wirtschaftlicher abbilden kann.

    Das hängt dann in der Regel von Punkten ab, wie hoch gerade der Batteriepreis/Brennstoffzellenpreis liegt, wie lange die zu überbrückenden Wegstrecke ohne Oberleitung genau ist, oder ob ein H2 Erzeugung vor Ort mehrfach genutzt werden kann. Dem ungenutzten Sauerstoff etwa das Belebungsbecken einer Kläranlage zu betreiben würde oder ein Krankenhaus versorgen, ob eine Biogasanlage in der Nähe ist mit deren CO2 man den Wasserstoff zu Methan veredeln könnte, etc.. Diese ganzen Parameter gibt man dann in seine Kalkulation ein, und bei der einen Strecke gewinnt dann die Brennstoffzelle und bei der anderen die Batterie, wobei gerade über die nächsten paar Jahre die Kostengrenze nicht still stehen, sondern mal in Richtung Batterie und dann mal wieder in Richtung H2 springen wird.

  11. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: Komischer_Phreak 23.04.18 - 17:46

    M.P. schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Jeder Zug, der eine Steigung herauffährt, muss danach auch wieder ein
    > Gefälle herunterfahren. Reicht die Kapazität der Akkus aus, die auf den
    > Gefällefahrten anfallende Energie komplett zu schlucken, sollte das Gewicht
    > des Zuges einen deutlich weniger gravierenden Einfluss haben.

    Das ist irrelevant. Je höher die Masse, um so höher der Verbrauch. Egal, ob auf Bergen oder auf einer Geraden.

  12. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: Sharra 23.04.18 - 17:55

    M.P. schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Jeder Zug, der eine Steigung herauffährt, muss danach auch wieder ein
    > Gefälle herunterfahren. Reicht die Kapazität der Akkus aus, die auf den
    > Gefällefahrten anfallende Energie komplett zu schlucken, sollte das Gewicht
    > des Zuges einen deutlich weniger gravierenden Einfluss haben.


    Ja, deine Rechnung geht aber nur auf, wenn sich die Masse nicht verändert. Wenn der Zug aber, voll besetzt, den Berg hoch fährt, und danach, leer, zurückrollt, hast du ein Energiedefizit. Und da Züge nun einmal nicht immer gleich besetzt sind, lässt sich sowas auch nicht praktikabel berechnen. Dann klappt es mal, dann klappt es nicht. Wenn man dann nicht möchte, dass der Zug an mehreren Tagen im Monat einfach stehenbleibt, muss man den Akku zwangsweise überdimensionieren. Das bedeutet wieder mehr Gewicht...

  13. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: M.P. 24.04.18 - 09:10

    Die "Bergigkeit" ist aber deutlich irrelevanter, was den Verbrauch angeht, als bei einem Dieseltriebwagen...

  14. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: M.P. 24.04.18 - 09:14

    Sharra schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Ja, deine Rechnung geht aber nur auf, wenn sich die Masse nicht verändert.
    > Wenn der Zug aber, voll besetzt, den Berg hoch fährt, und danach, leer,
    > zurückrollt, hast du ein Energiedefizit.

    Das könnte z. B. in Skigebieten ein Problem werden, wenn die Nutzlast auf anderem Wege wieder zu Tale gelangt - ansonsten würde sich ja auf den Bergen immer mehr Fracht ansammeln ;-)
    Im Großen und Ganzen würde ich aber davon ausgehen, dass sich das unterm Strich im Normalfall ausgleicht ...

  15. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: M.P. 24.04.18 - 09:22

    emdotjay schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    >
    > Deswegen sollen die elektrischen Züge nur so einen groén Akku haben damit
    > sie die höchste kinetische Energie beim bremsen wieder speichern können.
    > mehr nicht., da sie ja elektrisch befahren werden...
    >
    > nur dazu müsste man in D flächendeckend die Trassen elektrifizieren...


    Für die Rekuperation auf elektrifizierten Strecken braucht man gar keinen Akku ...



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 24.04.18 09:22 durch M.P..

  16. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: Sharra 24.04.18 - 19:18

    Unterm Strich ist aber rein mathematisch. Die Realität interessiert sich dafür aber nicht.

    Wenn du 10 mal voll hochfährst, und 10x leer runterfährst, bist du, rein rechnerisch, auch 20x halb voll beide Strecken gefahren. Dennoch ist dein Akku leer.

  17. Re: Wirkungsgrad Strom -> H2

    Autor: elidor 03.05.18 - 10:30

    M.P. schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Im Großen und Ganzen würde ich aber davon ausgehen, dass sich das unterm
    > Strich im Normalfall ausgleicht ...

    Jo, in einem Vakuum mit kugelförmigen Zügen.

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