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Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

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  1. Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: Husky030 20.05.21 - 11:17

    Günes Erdgas kann nach dem HELMETH(.eu) Projekt der EU nicht nur mit einem Wirkungsgrad von bis zu 80% aus regenerativem Strom (und CO2 aus der Umgebungsluft) erzeugt werden, welcher nebenbei bemerkt, viel höher ist, als es bei Wasserstoff je möglich wäre, es hat auch nicht die vielen Nachteile von Wasserstoff wie Versprödung, Schlupf, Diffusion uvm. Von der Verflüssigung mal ganz abgesehen.

    Zudem ist die gesamte Infrastruktur für so erzeugtes Methan schon vorhanden und es kann in bereits vorhandenen Gaskraftwerken rückverstromt werden. Auch Ottomotoren können damit betrieben werden, es braucht keine neuen Kfz.
    Es kann auch nicht nur in schon vorhanden Kavernen im Volumen von vielen TWh gespeichert werden, sondern im Zweifel sogar in einem Plastikfeuerzeug. Überall entlang des schon vorhandenen Gasnetzes kann es dezentral eingespeist oder abgegriffen werden. Auch der Import wäre bedeutend unkomplizierter.
    Bei diesem wichtigen Thema hätte ich mir gewünscht, dass dieser Ansatz zumindest beleuchtet wird.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 20.05.21 11:25 durch Husky030.

  2. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: Dwalinn 20.05.21 - 11:50

    Also erstens statt .de lieber . eu nehmen ^^

    Ansonsten wurde da ja nur Strom zu Methan bedacht, das wieder Verstromen ist das ineffiziente wobei das ja zumindest dann egal ist wenn wir nur damit heizen wollen. Sparen tut man sich nur das verdichten und transportieren des Wasserstoffs ansonsten ist man bei Strom zu wasserstoff auch bei 85%.

    Wo ich mir aber nicht sicher bin ob das benötigte Co2 wirklich direkt aus der Luft kommt. Ich glaube eher das man das extra hinzugefügt hat und gerade das ist ja sehr Energieiintensiv wenn man das aus der Luft filtern will.

  3. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: Husky030 20.05.21 - 12:05

    Ist korregiert.

    Nach Rückverstromung durch Kraftwerke wäre man bei Strom --> Methan --> Strom bei über 50%. Das ist immernoch Spitzenklasse. Die von dir genannten 85% bei Wasserstoff kommen nur zustande, wenn man kWh Äquivalente aus Wärme miteinbezieht, was aber bei Berücksichtigung auch den Wirkungsgrad bei Methan noch steigern würde. Ohne diesen "Trick" sieht es bei H2 deutlich schlechter aus und mit bei Methan besser.

    Ja da hast du recht, nicht immer wird das Co2 hier aus der Umgebungsluft genommen, energieintensiv ist das bei dem genannten Verfahren aber nicht. Es lässt sich aber relativ problemlos bei aktuell aktiven Emittenten abscheiden.

    Man muss doch auch mal die Lasten berücksichtigen, die bei einer komplett neuen Wasserstoffindustrie entstehen. Hier Methan wenigstens als Brückentechnologie für einige Dekaden zu verwenden macht, zumindest aus meiner Sicht, sehr wohl Sinn. Sowohl wirtschaftlich, als auch für die Senkung der Co2 Gesamtemission.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 20.05.21 12:07 durch Husky030.

  4. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: Ach 20.05.21 - 12:12

    Irgendwo hast du einen Wurm in deiner Rechnung oder was wichtiges übersehen. Die grüne Erdgas Erzeugung geht zwangsläufig über den Wasserstoff. Man muss also erst einmal Wasserstoff, z.B. über die klassische Elektrolyse, erzeugen und die so gewonnenen H2 Moleküle z.B. im warmen Bakterienbad mit Kohlendioxid(CO2) zu Methan(CH4) verbinden.

    Der Methanerzeugungs-Wirkungsgrad entspricht also immer dem
    Wirkungsgrad der Methanisierung x dem Wirkungsgrad der Wasserstofferzeugung,
    also irgendwas um die 0,8 x 0,8 => 0,64

    Edit: das lineare verrechnen der Prozesswärme in den Wirkungsgrad bei Weiterverwendung dieser Wärme, lässt sich IMHO nicht so einfach legitimieren. Hätte man die Energie statt in Abwärme nämlich in Strom vorliegen, so würde man aus dem selben Energiebetrag über den Einsatz von Wärmepumpen ca. die vierfache Menge Wärme erzeugen. Demzufolge dürfte man weiterverwendete Abwärme mit maximal nur einem Viertel ihres Energiebetrags in den Wirkungsgrad einrechnen.



    2 mal bearbeitet, zuletzt am 20.05.21 12:21 durch Ach.

  5. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: Husky030 20.05.21 - 12:28

    Da liegst du falsch. Das ist ja genau der revolutionäre, wenn auch schon lange bekannte, Ansatz der thermischen Kopplung der Hochtemperaturelektrolyse mit dem Sabatier-Prozess nach HELMETH. Wasserstoff alleine kommt da nicht ran.

    Würde man die Abwärme (als Effizienz) bei der Rückverstromung in Kraftwerken oder Brennwertkesseln oder auch Brennstoffzellen noch zusätzlich addieren, könnte man sich den Wirkungsgrad von Strom zu Strom sogar noch höher "schummeln". Das habe ich in meinem Beitrag aber bewusst außenvor gelassen.

    Edit: Wenn du diesen Maßstab ansetzt, der die Energiebilanz aber unnötig verzerrt, müsstest du das aber bei jeder technischen Anlage, also auch beim H2, so berücksichtigen und das ist, soweit ich weiß, unüblich.



    2 mal bearbeitet, zuletzt am 20.05.21 12:36 durch Husky030.

  6. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: Dwalinn 20.05.21 - 12:46

    Husky030 schrieb:
    -------------------------------------------------------------------------------
    > Nach Rückverstromung durch Kraftwerke wäre man bei Strom --> Methan -->
    > Strom bei über 50%. Das ist immernoch Spitzenklasse.
    Naja bei Strom zu Methan (80%) und dann durch GuD (60%) sind es eher knapp unter 50% und auch wenns wenig ist müsste man Transport und Speicherung auch noch berücksichtigen

    > Die von dir genannten
    > 85% bei Wasserstoff kommen nur zustande, wenn man kWh Äquivalente aus Wärme
    > miteinbezieht, was aber bei Berücksichtigung auch den Wirkungsgrad bei
    > Methan noch steigern würde. Ohne diesen "Trick" sieht es bei H2 deutlich
    > schlechter aus und mit bei Methan besser.
    Wie Ach schon geschrieben hat wird zuerst Wasserstoff hergestellt und dann kommen auf 80% Wasserstoff 20% Co2 (wenn ich das richtig gelesen habe). Daher sind es auch 2 Container im Versuch.

    > Ja da hast du recht, nicht immer wird das Co2 hier aus der Umgebungsluft
    > genommen, energieintensiv ist das bei dem genannten Verfahren aber nicht.
    > Es lässt sich aber relativ problemlos bei aktuell aktiven Emittenten
    > abscheiden.
    Wenn wir das nicht aus der Luft filtern ist das aber etwas "wichi waschi" klar das co2 fällt eh an aber Ziel ist es ja das solche Kraftwerke abgestellt werden

    > Man muss doch auch mal die Lasten berücksichtigen, die bei einer komplett
    > neuen Wasserstoffindustrie entstehen. Hier Methan wenigstens als
    > Brückentechnologie für einige Dekaden zu verwenden macht, zumindest aus
    > meiner Sicht, sehr wohl Sinn. Sowohl wirtschaftlich, als auch für die
    > Senkung der Co2 Gesamtemission.
    Wie gesagt Wasserstoff hast du immer du erspart dir aber den problematischen Transport mit verflüssigung oder hohen Druck.

    Solange wir ohnehin co2 produzieren macht das auch durchaus Sinn aber auf lange Sicht wollen wir auf co2 ganz verzichten oder gar welchen einlagern.

    Das Methan ist aber zumindest interessant wenn Transport/Lagerung wichtiger ist als Effizienz beispielsweise bei Schiffen.

  7. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: Husky030 20.05.21 - 12:58

    Ja, ich habe mich hier auf den Prozess bezogen, wie du beim Wasserstoff auch. Wenn man natürlich den gesamten Sektor betrachtet, leiden in beiden Fällen die Wirkungsgrade. Bei H2 dann jedoch deutlich mehr.

    Wenn man das Co2 aber eben, statt es aus der Umgebungsluft zu nehmen, aus den Kraftwerken abscheidet in denen das grüne Erdgas bzw. Methan verstromt wird, hat man einen Kreislauf ohne zusätzliche Emissionen und das ist doch das Ziel. Oder?
    Würde man beides tun und überschüssiges Co2 sequestrieren, könnte man sogar eine negative Co2 Bilanz erreichen.

    Ineressant ist Methan aus meiner Sicht für fast alle Sektoren eines industrialisierten Landes. Vor allem aber für die Großen: Energie, Wärme und Verkehr. Und trivialer Weise auch für die Speicherung regenerativem volatilen Stroms.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 20.05.21 13:01 durch Husky030.

  8. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: smonkey 20.05.21 - 13:11

    Husky030 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Günes Erdgas

    Du meinst sicher "Grünes Gas" oder einfach "Methan". Mit "Erd-" hat das nichts mehr zu tun.

    > kann nach dem HELMETH(.eu) Projekt der EU nicht nur mit einem
    > Wirkungsgrad von bis zu 80% aus regenerativem Strom (und CO2 aus der
    > Umgebungsluft) erzeugt werden, welcher nebenbei bemerkt, viel höher ist,
    > als es bei Wasserstoff je möglich wäre

    Das kann so nicht stimmen, bzw. Du meinst was anderes als Du geschrieben hast. Da Wasserstoff ein notwendiges Zwischenprodukt für die Methanisierung ist, kann die Methanisierung gar nicht effizienter sein als die reine Erzeugung von Wasserstoff. Auch wenn beide Prozesse optimal miteinander kombiniert werden.
    Wahrscheinlich meinst Du den Gesamtwirkungsgrad, betrachtet auf die Verstromung oder Verbrennung in Fahrzeugen. Dann stimmen die 80% aber nicht mehr, da diese sich nur auf die Erzeugung beziehen.

  9. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: Husky030 20.05.21 - 13:18

    "Grünes Erdgas" ist die allgemein anerkannte Bezeichnung für aus Strom erzeugten Methans. Aber ja, du hast recht, sie ist etwas unscharf.
    Edit: Zwischenzeitlich wird anscheinend tatsächlich die Bezeichnung "Grünes Gas" verwandt. Bitte verzeih den Irrtum.

    Für deine weitere Kritik verweise ich dich auf meine Antwort auf den Einwand von "Ach". Geirrt habe ich mich da nicht.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 20.05.21 13:24 durch Husky030.

  10. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: smonkey 20.05.21 - 13:28

    Husky030 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Für deine weitere Kritik verweise ich dich auf meine Antwort auf den
    > Einwand von "Ach". Geirrt habe ich mich da nicht.

    Ich frage noch mal anders: Wie soll die Erzeugung von Wasserstoff mit anschließender Methanisierung effizienter sein als nur die Erzeugung von Wasserstoff. Das ist physikalisch nicht möglich. Es sei denn es handelt sich um ein Perpetuum mobile. :)

  11. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: oldmcdonald 20.05.21 - 13:33

    Methan ist halt riskant, weil leider nochmal deutlich klimawirksamer als CO2.
    War das nicht so: Vergleichbare Menge Methan:CO2 = 87:1
    Bin kein Experte, aber Methan tritt auch immer wieder bei Erzeugung und Transport aus. Und wenn man das nicht radikal unterbindet, wird's eventuell eng mit dem Vorteil…

  12. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: Husky030 20.05.21 - 13:36

    Hier verweise ich lieber auf die Veröffentlichung des KIT,

    [Den Link kann ich hier nicht posten, du findest ihn auf der HELMETH Projektseite unter "The Technology" und "Documents"]

    da meine eigenen Ausführungen dazu möglicherweise nicht präzise genug wären.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 20.05.21 13:52 durch Husky030.

  13. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: Husky030 20.05.21 - 13:41

    Ja das ist richtig und in weniger entwickelten Regionen der Welt kommt das tatsächlich häufiger vor. In Deutschland ist das aber eine Randerscheinung, die quasi vernachlässigbar ist. Schon aus wirtschaftlichen Gründen wird das Gasnetz und die angeschlossene Infrastruktur hier gut instandgehalten. Aber ja, dieses Problem darf nicht aus den Augen verloren werden, ist aus meiner Sicht aber, zumindest hierzulande, unter Kontrolle zu bringen



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 20.05.21 13:42 durch Husky030.

  14. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: smonkey 20.05.21 - 13:48

  15. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: Ach 20.05.21 - 13:49

    Ok, wenn ich das richtig verstanden habe, lässt man also die Elektrolyse und die daran anschließende Reaktion von Kohlenstoff mit Wasserstoff zu Methan direkt im Wasser und aneinandergereiht, also quasi in einem Prozess mit Wasser und Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid statt finden, und steigert so den Wirkungsgrad von 0,62 auf im Idealfall 0,74, ist das richtig?

    12% ist etwas, das ich ebensowenig von der Bettkante stoßen würde, und auch aus meiner Sicht führt die Methanisierung noch ein paar sehr attraktive Aspekte mit sich, die man damals noch nicht im Blick hatte. So ließe sich nämlich wir gehabt CO2 mit Hilfe der Methanisierung aus der Atmosphären ziehen, das Methan anschließend problemlos durchs das Gasnetz befördern um bei seinem geplantem Einsatz in der Stahlerzeugen, im Stahlwerk angekommen und noch vor seiner Einleitung in den Hochofen mittels der neuartigen Methanpyrolyse zu Wasserstoff reduziert zu werden, bei der der enthaltene Kohlenstoff in reiner Pulverform(!) ausgeschieden wird.

    Was der Methanisierung aus aktueller Sicht hauptsächlich im Weg steht, das sind soviel ich weiß die Leckagen in den Gasleitungen, die sich niemals ganz abstellen lassen und aus denen immer ein gewisser Teil des Methans, welches ja ein Klimagas mit sehr hohem Potenzial darstellt, in die Atmosphäre entweicht.

    > Edit: Wenn du diesen Maßstab ansetzt, der die Energiebilanz aber unnötig verzerrt,
    > müsstest du das aber bei jeder technischen Anlage, also auch beim H2,
    > so berücksichtigen und das ist, soweit ich weiß, unüblich.

    Den Maßstab setze ich ja nicht obwohl er heute unüblich ist an, sondern schlage den vor, weil er aus technischer Logik eigentlich selbstverständlich sein müsste.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 20.05.21 13:55 durch Ach.

  16. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: smonkey 20.05.21 - 13:50

    Was die Methan Emissionen betrifft, gab es hier die Tage erst einen interessanten Artikel:

    https://www.golem.de/news/tuerkiser-wasserstoff-basfs-fragwuerdige-wasserstoff-produktionsmethode-2105-156307-2.html

  17. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: Husky030 20.05.21 - 14:00

    smonkey,

    die Erklärung des KIT findest du dort unter "Documents" das habe ich verwechselt.
    Ohne die thermische Kopplung muss du für die Hochtemperaturelektrolyse in anderen Fällen Energie von Extern zuführen. Da man sich das hier sparen kann, ist es in der Gesamtbetrachtung also allgemein überlegen.
    Wie ich bereits in meinen vorherigen Ausführungen erläutert habe, ist der Vergleich mit den 85% des H2 nicht korrekt, da Äquivalente aus Abwärme miteinbezogen werden. Das geht aus deiner Quelle auch so hervor.
    Türkiser Wasserstoff ist wieder ein ganz anderes Thema, was diesen Betrachtungsrahmen hier sprengt. Zum Schlupf habe ich ja auch schon etwas geschrieben.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 20.05.21 14:10 durch Husky030.

  18. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: Husky030 20.05.21 - 14:08

    Ach,
    ja genau. Zwischenzeitlich hat man den Wirkungsgrad auch schon auf 80% steigern können. Das ideale Maximum liegt sogar noch leicht darüber, aber unter 82%.
    Auch mit dem Schlupf hast du recht, dieser ist bei der deutschen Infrastruktur aber sehr gering. Erst recht, wenn man die Menge an ausgestoßenem Co2 betrachtet und auch im Hinblick auf den 1:87 Faktor.
    Bei Wasserstoff wäre dieser Schlupf, auch aufgrund der Diffusion, kaum kontrollierbar. Dafür ist es kaum klimawirksam.
    Es bleibt eine Abwägung und nach sorgfältiger Überlegung bin ich halt zu dem Schluss gekommen, den ich hier vertrete.

  19. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: smonkey 20.05.21 - 14:11

    Husky030 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Wie ich bereits in meinen vorherigen Ausführungen erläutert habe, ist der
    > Vergleich mit den 85% des H2 nicht korrekt, da Äquivalente aus Abwärme
    > miteinbezogen werden. Das geht aus deiner Quelle auch so hervor.

    Richtig. Was anderes passiert bei Helmeth aber auch nicht, sonst wäre der Wirkungsgrad gleichermaßen nicht möglich.

    > Türkiser Wasserstoff ist wieder ein ganz anderes Thema, was diesen
    > Betrachtungsrahmen hier sprengt. Zum Schlupf habe ich ja auch schon was
    > geschrieben.

    Es ging mir nicht um die Methanpyrolyse sondern wie geschrieben um die Methanemissionen weshalb ich auch direkt auf die hierfür relevante Seite 2 des Artikels verlinkt habe.

  20. Re: Was stimmt denn mit grünem Erdgas nicht?

    Autor: Husky030 20.05.21 - 14:29

    smonkey,

    > Was anderes passiert bei Helmeth aber auch nicht, sonst wäre der Wirkungsgrad gleichermaßen nicht möglich.

    Eben doch, hier wird keine externe Energie benötigt, die nötige Wärme produziert sich aus dem Gesamtprozess selbst.

    Wenn wir dieses System bei uns etablieren und vernünftig überwachen, gibt es auch keine nennenswerten Methanemissionen. Diese entstehen ja in den Ländern, in denen das vorkommt, meist, weil es ihnen egal ist. Der Verzicht auf "Abfackeln" und unsachgemäße Abdichtung von Bohrstellen sind da Hauptemittenten. Das käme bei grünem Gas ja nicht vor.

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