Wie, wieviel und mit was bewegen wir uns in Zukunft fort?

Moderator: marc

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von cephalotus
#79994
ich finde den Vortrag hier recht gut:

http://www.mtu.de/de/technologies/engin ... pte_de.pdf

Sollten wir mal Verwertungsmöglichkeiten für nicht nutzbaren EE-Überschussstrom suchen, dann könnte ich mir vorstellen, dass vielleicht die Erzeugung von Flüssigwasserstoff für Flugzeugen eine denkbare Option wäre.

Leider vermag ich als Laie nicht einzuschätzen, wie groß die technischen Hürden tatsächlich sind, bei der gravimetrischen Energiedichte hätte man ja vermutlich soagr einen Vorteil (Isolierung von Tanks ist so schwergewichtig ja auch wieder nicht)
von Dieselenfield
#80014
Hallo cephalotus,ein wenig erinnert mich das an den Zeppelin (Hindenburg)der in den dreißiger Jahren in den USA beim Landemanöver explodiert ist.Die Gasfüllung war Wasserstoff.Ein Flugzeug mit flüssigem Wasserstoff wäre eine Bombe bei der Menge ,ein Überfliegen von AKWs müsste ausgeschlossen sein.

In der Dokumentation "a crude Awakening The Oil Crash"gehen die Fachleute von mindestens dreißig bis vierzig Jahre aus bis Wasserstoff genutzt werden kann.Die Lagerung und der Transport sind schwierig, abgesehen von der Herstellung.
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von Helmut
#80019
Dieselenfield hat geschrieben:Hallo cephalotus,ein wenig erinnert mich das an den Zeppelin (Hindenburg)der in den dreißiger Jahren in den USA beim Landemanöver explodiert ist.Die Gasfüllung war Wasserstoff.Ein Flugzeug mit flüssigem Wasserstoff wäre eine Bombe bei der Menge ,ein Überfliegen von AKWs müsste ausgeschlossen sein.

In der Dokumentation "a crude Awakening The Oil Crash"gehen die Fachleute von mindestens dreißig bis vierzig Jahre aus bis Wasserstoff genutzt werden kann.Die Lagerung und der Transport sind schwierig, abgesehen von der Herstellung.

Oje, immer wieder die hysterische Wasserstoffangst!

Wasserstoff ist doch brandtechnisch viel harmloser als die üblichen Flüssigtreibstoffe. Wasserstoff ist nämlich leichter als Luft und verschwindet bei Leckagen sofort nach oben weg.

Edit: Eine große Menge tiefgekühlter, flüssiger Wasserstoff der Austritt ist natürlich problematisch, aber wohl kaum schlimmer als das übliche Benzin welches überwiegend in privaten Pkws verwendet wird wo es viel niedriger Wartungs- und Sicherheitsanforderung als bei der Luftfahrt gibt.
Und das dieselähnliche Kerosin verhält sich bei einem Flugzeugcrash durch Zerstäubung auch sehr brandgefährlich.
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von AlexP
#80020
Helmut hat geschrieben:Wasserstoff ist doch brandtechnisch viel harmloser als die üblichen Flüssigtreibstoffe. Wasserstoff ist nämlich leichter als Luft und verschwindet bei Leckagen sofort nach oben weg.


Stimmt im Prinzip, aber Wasserstoff hat schon so seine Tücken, zwei Beispiele:

Es gab schon Fälle mit unsichtbaren Flammen, die locker 30 Meter lang waren.

Wenn man eine ordentliche Menge verflüssigten Wasserstoff hat, dann dauert
es einige Zeit bis der sich verflüchtigt, er zieht solange aus der Luft
Sauerstoff und verflüssigt diesen. Dann hast du eine lustige Mischung.

Edit:

Ich habe in meiner Jugendzeit im eigenen Labor Wasserstoff hergestellt
und versucht irgendwie zu speichern. Trotz Entlüftung&Co. und diverser
Vorkehrungen ist mir die Anlage lautstark um die Ohren geflogen,
irgendwo ist Wasserstoff unbemerkt mit Luft in Berührung gekommen
und hat sich entzündet. Knallgasprobe auf eine andere Art.

Von uns hat sich keiner verletzt, das rumexperimentieren mit Benzin
war da schon deutlich gefährlicher, da hat es in unserer bastelfreudigen
Gemeinschaft sehr schlimme Verbrennungen gegeben, weil Benzin bei
so manchem in die Kleidung geflossen war.

Kurz, ich habe mehr Angst 5 Liter Benzin umzufüllen, als 5 Liter flüssigen
Wasserstoff.

cu AlexP
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von cephalotus
#80021
Eine PKW Flotte mit Wasserstoff erscheint mir angesichts der Alternativen (Akkus und oder Methan) eher unwahrscheinlich, weil das handling kompliziert ist, die Infrastruktur schweineteuer und einem das Zeug aus dem Tank heraus siedet.

Beim Flugzeug muss ich die Infrastruktur nur auf den paar Flughäfen aufbauen, ich habe geschultes Personal, das damit umgeht und die Flugzeuge können vor dem Start voll getankt werden und nach der ladung vor längeren Stillstandszeiten wieder leer gepumpt werden, dann gibt es auch keinen Schwund.

Trotzdem habe ich keine Ahnung von den technischen Herausforderungen im Flugzeug und auch an manche anderen Sachen habe ich nicht gedacht (dass z.B. flüssiger Wasserstoff bei Luftkontakt auf Sauerstoff mit verflüssigt)

Eine unfreiwillige Knallgasexplosion hatte ich in meiner Jugendzeit mit dem Chemiebaukasten auch hinbekommen. Zum Glück ist nix passiert, aber die Heftigkeit und das Risiko hab ich seinerzeit völlig unterschätzt.
Bei mir hat's Teile des Versuchsaufbau quer durchs Zimmer geschleudert.
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von Helmut
#80023
Ich habe früher Wasserstoff aus Abflussreiniger (Natriumhydroxid) und Aluminiumpapier hergestellt. Ich habe das aber nie zum Knallen hin bekommen. Nur ein bisschen die Augenbrauen versengelt als ich eine Mülltüte davon angezündet habe.
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von Aurisa
#80025
Helmut hat geschrieben:Ich habe früher Wasserstoff aus Abflussreiniger (Natriumhydroxid) und Aluminiumpapier hergestellt. Ich habe das aber nie zum Knallen hin bekommen. Nur ein bisschen die Augenbrauen versengelt als ich eine Mülltüte davon angezündet habe.


Na ihr seit mir ja schöne Pyromanen hier :lol:
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von Helmut
#80026
Aurisa hat geschrieben:Na ihr seit mir ja schöne Pyromanen hier :lol:

Mit Wasserstoff habe ich nichts richtig hinbekommen, aber das Unkrautvertilgungsmittel hat gut gebummst. :wink:
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von gunstar
#80028
Beispiel: 50 Jumbo-Jets mit je 130 Tonnen Flugbenzin zu ersetzen benötigt man 50 Tonnen LH2 bzw. 22,5 Millionen Liter Frischwasser und 8 GW für 24h.

Für der den Flughafen Frankfurt heißt das, etwa 70 Millionen Liter Frischwasser und 25 GW für 24h.
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von Helmut
#80030
gunstar hat geschrieben:Beispiel: 50 Jumbo-Jets mit je 130 Tonnen Flugbenzin zu ersetzen benötigt man 50 Tonnen LH2 bzw. 22,5 Millionen Liter Frischwasser und 8 GW für 24h.

Für der den Flughafen Frankfurt heißt das, etwa 70 Millionen Liter Frischwasser und 25 GW für 24h.

50 Tonnen flüssiger Wasserstoff haben den Energiegehalt von 50*130 Tonnen Kerosin?

Und zur Produktion von 50 Tonnen LH2 braucht man 22500 Tonnen Wasser? Die Atommasse von Sauerstoff ist zwar 16 mal so hoch wie der von Wasserstoff aber wie man auf einen Solchen wert kommt ist mir schleierhaft. Ist es nicht so, dass wenn man Wasser (H2O) elektolysiert man aus 10 Kilogramm Wasser 8kg Sauerstoff und 2 kg Wasserstoff erhält?

Edit:Was soll überhaupt dieser Einheitenmüll? Das eine in Tonnen, das andere in Litern und dann auch noch Gigawatt für 24h!
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von cephalotus
#80031
gunstar hat geschrieben:Beispiel: 50 Jumbo-Jets mit je 130 Tonnen Flugbenzin zu ersetzen benötigt man 50 Tonnen LH2 bzw. 22,5 Millionen Liter Frischwasser und 8 GW für 24h.

Für der den Flughafen Frankfurt heißt das, etwa 70 Millionen Liter Frischwasser und 25 GW für 24h.


Hab's mal nachgerechnet

130 Tonnen Kerosin x 50 Flugzeuge macht ein Heizwert von 80 Mio. kWh.

Bei einem Strom -> H2(l) Wirkungsgrad von 50% (http://www.efcf.com/reports/D06.pdf) wäre das ein Bedarf von 160 Mio. kWh Elektrizität, entspricht also einer Leistung von 6,7GW über 24h. Kommt also hin. Das ist erstaunlich viel.

Andererseits meint den Bundesverband Mineralölwirtschaft folgendes

"...
Im Jahr 2005 stieg der Absatz an Flugkraftstoffen um 7,6 Prozent auf 8,1 Millionen Tonnen.
Für die Folgejahre wird ein kontinuierliches kräftiges Wachstum erwartet. Wir rechnen im
Passagier- und Cargobereich mit einem Aufschwung des Flugverkehrs. Gestützt auf den
Ausbau der Flughäfen Frankfurt, München und Leipzig sowie überdurchschnittliche Zuwachsraten
der Low-Cost-Flüge wird der Absatz bis 2010 um 20 Prozent auf über 10 Millionen
Tonnen steigen. Bis zum Jahr 2025 erhöht sich der Bedarf trotz technischer Fortschritte
bei Flugzeugkonstruktion und Antriebstechnik, die den Treibstoffverbrauch neuer Flugzeuge
und damit die Verbrauchszunahme mindern, auf dann 12,3 Millionen Tonnen.
..."

http://www.mwv.de/cms/upload/pdf/statis ... ognose.pdf

12,3 Millionen t (gemäß den Optimisten des MWV) wären also 148 Mrd. kWh und bei 50% Wirkungsgrad wäre das 300 Mrd. kWh an Stromverbrauch zur Erzeugung von flüssigem Wasserstoff.
Das ist die Hälfte der heutigen Stromerzeugung und eine erstaunliche Menge.

Andererseits hätte man so doch ein wunderbares Lastmanagementsystem über die Elektrolyseure. Bei 3.000 Stunden Vollast im Jahr bräuchte es da "nur" eine installierte Leistung von 100GW. Krass.
In Notfallzeiten mit Strommangel könnte man sogar ausnahmsweise einen kleinen Teil rückverstromen.

Die Dimensionen sind durchaus beachtlich, das hatte ich nicht so hoch eingeschätzt, hab aber auch noch nie nachgerechnet.

Man bräuchte zur Wasserstoffversorgung der Flugzeuge mehr Strom als zur Aufladung von allen PKWs, wenn diese mit Akkumulatoren und E-Motor ausgerüstet würden.
Zuletzt geändert von cephalotus am Sa Jun 12, 2010 21:09, insgesamt 2-mal geändert.
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von gunstar
#80032
Du musst die Verluste auch berücksichtigen!

Beispiele für Verluste (in % des H Wasserstoff (142 MJ / kg))

Elektrolyse 43%
Verflüssigung 46%-28% je nach Anlagengrösse
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von Helmut
#80033
gunstar hat geschrieben:Du musst die Verluste auch berücksichtigen!

Beispiele für Verluste (in % des H Wasserstoff (142 MJ / kg))

Elektrolyse 43%
Verflüssigung 46%-28% je nach Anlagengrösse

Ich frage wie du auf „22,5 Millionen Liter“ Wasser kommst um 50 Tonnen H2 herzustellen. Ich komme auf 250 Tonnen. Und das ist völlig unabhängig vom Wirkungsgrad, weil der nur den Stromverbrauch betrifft.
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von Helmut
#80034
cephalotus hat geschrieben:Man bräuchte zur Wasserstoffversorgung der Flugzeuge mehr Strom als zur Aufladung von allen PKWs, wenn diese mit Akkumulatoren und E-Motor ausgerüstet würden.

Kann es sein, dass deine Annahmen für den Strombedarf im Falle kompletter Elektrifizierung des Autoverkehrs falsch (zu niedrig) sind? Mir kommt die Schlussfolgerung merkwürdig vor. Nach einfacher Überschlagsrechnung komme ich auf das gleiche Ergebnis wie du im Scenario E-Bedarf für Wasserstofffliegerei.
:shock:
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von Markus
#80036
Helmut,

dein Problem liegt darin, das hier mit 50% Wirkungsgrad bei der Umrechnung von Strom primaer in Treibstoff H2 gerechnet wird.

Bei E-Autos liegt der bei 90%.

Und Flieger wandeln in Strahltriebwerken mit vielleicht 40% Wirkungsgrad den Treibstoff in Vortrieb um, E-Autos eher mit 90%.

0,9*0,9 macht also 81% bei KFZ gegenueber 0,4*0,5 gleich 20% bei H2-Fliegern. Oder anders ausgedrueckt:

1 Liter Diesel oder Kerosin beim H2-Flugzeug muss verglichen mit dem E-Auto durch die gut vierfache Menge an Strom ersetzt werden.

PS: bei Gunstars Rechnung hast du den Faktor 50 Flugzeuge vergessen.
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