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Sind effizienter als Brennstoffzellen?

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  1. Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: osolemiox 20.06.19 - 10:48

    Mir scheint, Herr Wunderlich-Pfeiffer bringt hier etwas gehörig durcheinander. Denn mit Kraft-Wärme-Kopplung (um nicht Äpfel mit Birnen zu vergleichen) kommen Power2Gas und Brennstoffzellen oder BHKW heute auf Gesamtwirkungsgrade von bis zu etwa 70%. Außerdem sprechen wir dann von Speicherzeiträumen von weit über einer Woche, Wasserstoff ist viel flexibler einsetzbar und wird mitunter auch von der Industrie benötigt und die dafür benötigten Speicher müssen nicht erst gebaut werden und sind bereits vorhanden. Ich weiß, dass Herr Pfeiffer Übung darin hat, Wasserstoff und Brennstoffzelle zu verteufeln, aber nicht jeder Vergleich macht auch Sinn. Jetzt hat sicherlich jeder Speicher seine Berechtigung und möglicherweise auch dieser Vulkanstein-Speicher, aber für saisonale Speicher ist Power2Gas immer noch unschlagbar, gerade auch hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit. Je kürzer der benötigte Speicherzeitraum, umso mehr tun sich andere Alternativen, bis hin zum Akku oder gar Kondensator auf.

  2. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: pumok 20.06.19 - 10:52

    Wo sind denn Wasserstoffspeicher in diesem Ausmass vorhanden?

  3. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: Xstream 20.06.19 - 11:05

    Welche Power2Gas und Brennstoffzellenanlage schafft 70% Round Trip Efficiency (Strom -> Strom)? Und mit KWK lässt sich alles schön rechnen, da einfach Verluste durch Abwärme zu nutzbarer Energie umdeklariert werden also bitte ohne KWK angeben, so wie auch die 45% im Artikel.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 20.06.19 11:06 durch Xstream.

  4. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: osolemiox 20.06.19 - 11:16

    pumok schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Wo sind denn Wasserstoffspeicher in diesem Ausmass vorhanden?

    Das deutsche, bereits bestehende Erdgasnetz. Selbst wenn man nur 5% Volumenanteil reinen Wasserstoff beimengt (jederzeit erlaubt), könnte man damit den gesamten innerdeutschen Stromverbrauch etwa 3 Tage lang überbrücken.

  5. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: GangnamStyle 20.06.19 - 11:30

    Xstream schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Welche Power2Gas und Brennstoffzellenanlage schafft 70% Round Trip
    > Efficiency (Strom -> Strom)? Und mit KWK lässt sich alles schön rechnen, da
    > einfach Verluste durch Abwärme zu nutzbarer Energie umdeklariert werden
    > also bitte ohne KWK angeben, so wie auch die 45% im Artikel.

    Er meint wohl die häusliche Brennsotffzellenanlagen, die man zur Strom- und Wärmeerzeugung nutzt. In Japan sind solche Anlagen sehr verbreitet, in Deutschland noch sehr selten. Aber die Kritik ist berechtigt, denn man muß ja auch die Erzeugung von Wasserstoff in die Rechnung einfließen. Dann schneiden diese Anlagen auch nicht mehr so gut ab, was viele Wasserstoff-Befürworter häufig vergessen.

  6. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: pumok 20.06.19 - 11:43

    osolemiox schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    > Außerdem sprechen wir dann von Speicherzeiträumen von weit über einer Woche, Wasserstoff
    > ist viel flexibler einsetzbar und wird mitunter auch von der Industrie benötigt und die dafür
    > benötigten Speicher müssen nicht erst gebaut werden und sind bereits vorhanden.

    > Das deutsche, bereits bestehende Erdgasnetz. Selbst wenn man nur 5%
    > Volumenanteil reinen Wasserstoff beimengt (jederzeit erlaubt), könnte man
    > damit den gesamten innerdeutschen Stromverbrauch etwa 3 Tage lang
    > überbrücken.

    Merkst Du selbst, oder? ;-)

  7. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: osolemiox 20.06.19 - 11:49

    pumok schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > osolemiox schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    >
    > > Außerdem sprechen wir dann von Speicherzeiträumen von weit über einer
    > Woche, Wasserstoff
    > > ist viel flexibler einsetzbar und wird mitunter auch von der Industrie
    > benötigt und die dafür
    > > benötigten Speicher müssen nicht erst gebaut werden und sind bereits
    > vorhanden.
    >
    > > Das deutsche, bereits bestehende Erdgasnetz. Selbst wenn man nur 5%
    > > Volumenanteil reinen Wasserstoff beimengt (jederzeit erlaubt), könnte
    > man
    > > damit den gesamten innerdeutschen Stromverbrauch etwa 3 Tage lang
    > > überbrücken.
    >
    > Merkst Du selbst, oder? ;-)

    Du ja offenbar nicht ;)

  8. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: osolemiox 20.06.19 - 11:55

    Xstream schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Welche Power2Gas und Brennstoffzellenanlage schafft 70% Round Trip
    > Efficiency (Strom -> Strom)? Und mit KWK lässt sich alles schön rechnen, da
    > einfach Verluste durch Abwärme zu nutzbarer Energie umdeklariert werden
    > also bitte ohne KWK angeben, so wie auch die 45% im Artikel.

    Also bei Wikipedia ist Strom → Wasserstoff → Strom mit 44% ohne Kraft-Wärme-Kopplung angegeben. OK, 1% weniger als das hier vorgestellte Forschungsergebnis mit 45% ;)



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 20.06.19 11:56 durch osolemiox.

  9. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: lester 20.06.19 - 12:19

    Zumal der Wirkungsgrad der Umsetzung auch nur ein Teil ist, man darf nie vergessen was langfristig dabei rüber kommt.

    Wenn der "Lavaspeicher" nach 2 Wochen nichts mehr ausspuckt, dann ist ein "Wasserstoffspeicher" selbst bei Verlust der Hälfte des Wasserstoffs noch wesentlich sinnvoller.

  10. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: pumok 20.06.19 - 12:27

    osolemiox schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    > Du ja offenbar nicht ;)

    Nein, offensichtlich nicht, bitte hilf mir.
    Wo gibt es fertig gebaute Speicher, welche Wasserstoff in grossen Mengen für mehrere Wochen speichern können?

  11. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: pumok 20.06.19 - 12:32

    lester schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    > Wenn der "Lavaspeicher" nach 2 Wochen nichts mehr ausspuckt, dann ist ein
    > "Wasserstoffspeicher" selbst bei Verlust der Hälfte des Wasserstoffs noch
    > wesentlich sinnvoller.

    Ja das stimmt, ausser die 50% Wasserstoff haben sich im Keller gleichmässig mit der Luft vermischt :-P

  12. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: Frank Wunderlich-Pfeiffer 20.06.19 - 12:49

    osolemiox schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Mit Kraft-Wärme-Kopplung kommen Power2Gas und Brennstoffzellen oder BHKW heute auf
    > Gesamtwirkungsgrade von bis zu etwa 70%.

    Abgesehen von der Wärmequelle ist die Technik absolut identisch mit jedem anderen Kraftwerk, das Strom mit Dampfturbinen erzeugt. Falls zum gegebenen Zeitpunkt nicht nur Strom, sondern auch Wärme benötigt wird, kann es auch in Kraft-Wärme-Kopplung betrieben werden. Dann lässt sich ein Gesamtwirkungsgrad von 85% (und mehr) erreichen. Die Angabe von 45% bezieht sich auf den Betrieb zur reinen Stromrückgewinnung.

    Der Grund für den höheren Gesamtwirkungsgrad sind die fehlenden Verluste, die bei der Erzeugung von Wasserstoff auftreten. Alle Angaben gelten natürlich nur, so lange keine größeren Lagerverluste auftreten. Deshalb bezieht sich der Vergleich auch nur auf relativ kurze Zeiträume. Zitat:

    "Bei der stationären Speicherung von Strom, über Tage und Wochen, dürfte diese Technik der Stromspeicherung mit Wasserstoff schon jetzt deutlich überlegen sein."

    Frank Wunderlich-Pfeiffer - als freier Journalist bei Golem.de unterwegs - Raumfahrt Podcast http://countdown-podcast.de/

  13. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: Eheran 20.06.19 - 13:52

    Würde mich auch interessieren. Das Erdgasnetz ist kein Wasserstoffspeicher. Ich kann den Wasserstoff ja nicht einfach wieder abtrennen. Ganz im Gegenteil wäre dessen Abtrennung sogar ein großes Problem. Es bleibt also nur die Nutzung zu Heizzwecken, wobei 95% trotzdem noch Erdgas sind. Womit dann halt auch nichts gewonnen wurde.

  14. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: B.I.G 20.06.19 - 16:27

    osolemiox schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    > Das deutsche, bereits bestehende Erdgasnetz. Selbst wenn man nur 5%
    > Volumenanteil reinen Wasserstoff beimengt (jederzeit erlaubt), könnte man
    > damit den gesamten innerdeutschen Stromverbrauch etwa 3 Tage lang
    > überbrücken.


    Ich mache dich mal auf die 2 Fehler in der Logik aufmerksam:
    1)
    5% bedeutet dass noch immer 95% Erdgas in dem Gemisch sind, man deckt also maximal 5% des Strombedarfs damit. Theoretisch, denn dank der versemmelten Energiewende in Deutschland wurden sämtliche Gaskraftwerke Stillgelegt und Kohle hoch gefahren.

    2)
    Wie soll man den Wasserstoff vom Erdgas trennen? Man hat nun ein Erdgas-Wasserstoff Gemisch womit keine Brennstoffzelle betrieben werden kann, Gaskraftwerke mussten dank der verpfuschten Energiewende in Deutschland durch Kohle ersetzt werden um wirtschaftlich zu bleiben - was ja auch erst die Speichernotwendigkeit so akut gemacht hat. Denn Gaskraftwerke sind Regelfähig. Kohle nicht.
    Also wie willst du die 5% Wasserstoff zu Strom zurück gewinnen?

  15. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: osolemiox 20.06.19 - 20:28

    pumok schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > osolemiox schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    >
    > > Du ja offenbar nicht ;)
    >
    > Nein, offensichtlich nicht, bitte hilf mir.
    > Wo gibt es fertig gebaute Speicher, welche Wasserstoff in grossen Mengen
    > für mehrere Wochen speichern können?

    Das deutsche Erdgasnetz. Wenn der gesamte innerdeutsche Strombedarf mehrere Tage lang gespeichert werden kann, dann können auch "große Mengen" mehrere Wochen lang gespeichert werden... da ist Power2Gas neu zu errichtenden "Lavasteinspeichern" erst einmal um Längen voraus. Außerdem wurdem dem Vorläufer des deutschen Erdgasnetzes, dem "Stadtgas"-Netz bis zu 70% Volumenanteil reiner Wasserstoff beigemischt, eine Steigerung auf beispielsweise 30% wäre nicht das ganz große Problem - und das wären dann ja bereits 18 Tage ;)

  16. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: osolemiox 20.06.19 - 20:37

    B.I.G schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > osolemiox schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    >
    > > Das deutsche, bereits bestehende Erdgasnetz. Selbst wenn man nur 5%
    > > Volumenanteil reinen Wasserstoff beimengt (jederzeit erlaubt), könnte
    > man
    > > damit den gesamten innerdeutschen Stromverbrauch etwa 3 Tage lang
    > > überbrücken.
    >
    > Ich mache dich mal auf die 2 Fehler in der Logik aufmerksam:
    > 1)
    > 5% bedeutet dass noch immer 95% Erdgas in dem Gemisch sind, man deckt also
    > maximal 5% des Strombedarfs damit. Theoretisch, denn dank der versemmelten
    > Energiewende in Deutschland wurden sämtliche Gaskraftwerke Stillgelegt und
    > Kohle hoch gefahren.
    >
    > 2)
    > Wie soll man den Wasserstoff vom Erdgas trennen? Man hat nun ein
    > Erdgas-Wasserstoff Gemisch womit keine Brennstoffzelle betrieben werden
    > kann, Gaskraftwerke mussten dank der verpfuschten Energiewende in
    > Deutschland durch Kohle ersetzt werden um wirtschaftlich zu bleiben - was
    > ja auch erst die Speichernotwendigkeit so akut gemacht hat. Denn
    > Gaskraftwerke sind Regelfähig. Kohle nicht.
    > Also wie willst du die 5% Wasserstoff zu Strom zurück gewinnen?

    Wieso sollte man das denn dann wieder trennen wollen? Die Einspeisung in das bestehende Erdgasnetz ist ja nur eine der Möglichkeiten. Wo zwangsläufig reiner Wasserstoff benötigt wird, wie zum Beispiel in der Industrie, kann dieser entweder in Flaschen abgefüllt werden (Linde tut das heute bereits) oder auch einfach vor Ort aus überschüssigem EE-Strom erzeugt werden (siehe Wasserstofftankstelle Stuttgart, etc.).

  17. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: B.I.G 20.06.19 - 21:12

    osolemiox schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    > Wieso sollte man das denn dann wieder trennen wollen? Die Einspeisung in
    > das bestehende Erdgasnetz ist ja nur eine der Möglichkeiten.

    Na du hast geschrieben wenn man 5% Wasserstoff ins Erdgasnetz einspeist kann man Deutschland damit über Tage versorgen. Also wie soll das gehen ohne Gaskraftwerke? Obendrein hast du von der Brennstoffzelle geschrieben.


    > kann dieser entweder in Flaschen abgefüllt werden (Linde tut das
    > heute bereits)

    Damit ist der Wirkungsgrad wegen der Verdichtung oder Verflüssigung aber dahin. Deine Argumentation war doch dass die Brennstoffzelle Effizienter ist als dieser thermische Speicher.

    > oder auch einfach vor Ort aus überschüssigem EE-Strom
    > erzeugt werden (siehe Wasserstofftankstelle Stuttgart, etc.).

    Pufferakkus sind da aber um den Faktor 4 Effizienter.

  18. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: osolemiox 20.06.19 - 22:01

    B.I.G schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > osolemiox schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    >
    > > Wieso sollte man das denn dann wieder trennen wollen? Die Einspeisung in
    > > das bestehende Erdgasnetz ist ja nur eine der Möglichkeiten.
    >
    > Na du hast geschrieben wenn man 5% Wasserstoff ins Erdgasnetz einspeist
    > kann man Deutschland damit über Tage versorgen. Also wie soll das gehen
    > ohne Gaskraftwerke? Obendrein hast du von der Brennstoffzelle geschrieben.

    Du scheinst hier Dinge zu verwechseln.

    >
    >
    > > kann dieser entweder in Flaschen abgefüllt werden (Linde tut das
    > > heute bereits)
    >
    > Damit ist der Wirkungsgrad wegen der Verdichtung oder Verflüssigung aber
    > dahin. Deine Argumentation war doch dass die Brennstoffzelle Effizienter
    > ist als dieser thermische Speicher.
    >
    > > oder auch einfach vor Ort aus überschüssigem EE-Strom
    > > erzeugt werden (siehe Wasserstofftankstelle Stuttgart, etc.).
    >
    > Pufferakkus sind da aber um den Faktor 4 Effizienter.

    Puffer-Akkus sind aber sehr teuer und damit nicht wirtschaftlich ;)

  19. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: Eheran 20.06.19 - 22:16

    Warum genau sollte man nun also ineffizient Wasserstoff herstellen und diesen dann wieder verheizen? Der Wirkungsgrad wäre damit quasi der der Herstellung, da der Heizprozess wohl ~1 haben wird. Also vielleicht 70% der Energie werden dann als Wärme gewonnen und können Strom erzeugen, wieder mit ~45% Effizienz, zusammen also 32% Wirkungsgras vs. 45%, wenn man den Strom direkt als Heizung nutzt.

    Sprich: Man braucht mit Wasserstoff die 1,4-fache Menge Energie, um am Ende die selbe Menge Energie des direkten Wärmespeichers zu haben. Ich glaube nicht, dass wir 40% einfach mal so wegpissen können.

  20. Re: Sind effizienter als Brennstoffzellen?

    Autor: osolemiox 20.06.19 - 22:29

    Eheran schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Warum genau sollte man nun also ineffizient Wasserstoff herstellen und
    > diesen dann wieder verheizen? Der Wirkungsgrad wäre damit quasi der der
    > Herstellung, da der Heizprozess wohl ~1 haben wird. Also vielleicht 70% der
    > Energie werden dann als Wärme gewonnen und können Strom erzeugen, wieder
    > mit ~45% Effizienz, zusammen also 32% Wirkungsgras vs. 45%, wenn man den
    > Strom direkt als Heizung nutzt.
    >
    > Sprich: Man braucht mit Wasserstoff die 1,4-fache Menge Energie, um am Ende
    > die selbe Menge Energie des direkten Wärmespeichers zu haben. Ich glaube
    > nicht, dass wir 40% einfach mal so wegpissen können.

    Falsch. 44% Gesamtwirkungsgrad vs. 45%, falls der Lavasteinspeicher den in der Realität überhaupt halten kann, jeweils ohne Abwärme-Nutzung. Dazu kommt, dass Power2Gas günstiger, vielseitiger verwendbar und auch für längere Speicherzeiträume geeignet ist ;)



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 20.06.19 22:29 durch osolemiox.

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