Könnte sogar real werden. Doch dazu ist noch einige Forschungsarbeit vonnöten. Doch neue Ergebnisse bringen das Ganze der Realität näher.

Wasserstoff hat das grundlegende Problem, nicht lange gelagert werden zu können, weil die winzigen H2-Moleküle, zudem elektrisch neutral, jedes Atomgitter eines Eisen- oder sonstigen Metalltanks durchdringen können. D.h. ein Wasserstoffauto, das mehrere Tage nicht benutzt wird, verliert sein H2 auch so. H2 selber ist zwar kein klima-schädigendes Gas, aber erreicht es unverändert die Stratosphäre, ist es ozonschädigend.

Neuer Forschungsansatz ist, Wasser zu tanken. Es soll dann innerhalb des Fahrzeugs auf dem Weg zu Verbrennung durch katalytische Reaktionen in H2 und O2 gespalten werden. Danach sollen beide Gase zum Antrieb verwendet werden.

https://www.scinexx.de/news/energie/wass...rstoff-im-tank/

Sollte es einmal soweit kommen, würde nur so viel H2 erzeugt, das auch verbrannt würde. Die Lagerungsprobleme wären beseitigt. Und auch der technisch aufwendige Füllvorgang von einem Gas unter Hochdruck sowie die generelle Gefahr einer Explosion von H2-Lagerstätten wäre nicht mehr vorhanden. Doch der Weg dahin ist noch lang. Außerdem spielen bei den neuen Forschungsansätzen Seltene Erden wie Gallium eine Rolle.

Haben wir wirklich ein Lagerungsproblem?

Heute schon könnte man aus grünem Wasserstoff auch grünes Erdgas erzeugen, welches in unserem normalen Erdgasnetz eingespeist werden könnte. Das könnte man dann auch mit bekannter Verbrennertechnologie halbwegs umweltfreundlich einsetzen.

Dann gibt es auch noch LOHC, welches als Technologie doch schon recht weit entwickelt ist.

Ganz gelöst ist das Problem mit dem Wasserstoff nicht. Und Tanks sind schwer. Ein Wassertank braucht dagegen viel Material, und wenn man den Wasserstoff schon im Fahrzeug selber generieren kann, dann braucht man wenn überhaupt nur einen kleinen H2-Tank als kleiner Zwischenspeicher.

Wie auch immer: Zumindest sehe ich es als mögliche Konkurrenz, die das Geschäft ja belebt.

Beim Thema Brennstoffzelle kommt Schwung, aber nicht von den deutschen Unternehmen.

https://www.suedkurier.de/ueberregional/...art416,10466738

So geht's, wenn man den Anschluss verpasst. Aber DE wird deswegen nicht ohne diese Fahrzeuge dastehen gemäß dem Zitat:

Zitat

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"Kommen die Fahrzeuge nicht aus Deutschland, kommen sie nach Deutschland.

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Für die Bahn werden Brennstoffzellen-LKWs auch Konkurrenz, zumindest gegenüber dieselgetriebenen Schienenfahrzeugen. Wenn aber der Wasserstoff aus erneuerbaren Energien hergestellt wird, werden solche LKWs sogar sauberer als E-Loks und E-Triebwägen, solange ein Teil des Stromes dafür noch aus fossilen und atomaren Quellen kommt.

Das macht Hoffnung auf die Mini-Brennstoffzelle für den PKW.

Offenbar gibt es bei der Windenergie noch einiges an Potential heraus zu holen.

https://www.tagesspiegel.de/wissen/ein-v...m/25905478.html

Irgendwie typisch für den heutigen Zeitgeist: Man doktert an Einzelheiten herum, um noch das eine oder andere Prozent oder Promille an Effizienz bei den Windrädern herauszukitzeln und übersieht Grundlegendes, nämlich, welche Drehrichtung besser ist.

Da ist ja die Pampa in Argentinien bestens vorbereitet: Sie gilt als das weltweit größte zusammenhängende Gebiet mit besten Windwerten, wovon sogar die Offshore-Branche in Deutschland nicht einmal zu träumen wagt. Der Wind kommt meist von Westen, ist aber dabei Föhn-artig im Lee der Anden verstärkt. Lee bedeutet eigentlich Windschatten, aber hier ist der Föhn-Effekt dominant, der für anhaltende und sehr trockene Winde sorgt. Das Klima ist dort steppen-, ja fast wüstenartig.

Die Kommentare unter dem Artikel sind einfach nur doof. Am besten einfach ausprobieren. Linksdrehende WEA dürften nicht teurer sein nach anfänglichen Entwicklungskosten, aber in Windparks mehr herausholen. Könnte beim Repowering wichtig werden. Wie stark der Effekt dann wirklich sein wird, wird sich zeigen. In DE gibt es ja 2 Windtestfelder, beide in flachem Land. Selbst wenn es statt 23% nur 10% sind, ist das ein größerer Fortschritt als die derzeitigen Versuche mit höherer Effizienz.

Ja, nur mit einem g, also nicht Aggro-PV...

Eigentlich keine neue Technologie, sondern, dass man PV nutzt ohne Wegnahme von Nutzflächen. Und es scheint, dass für bestimmte Obstsorten die Überdachung durch PV sogar Vorteile hat. Zudem scheint es auch möglich, die Art der PV-Überdachung für das jeweilige Anbauprodukt zu optimieren.

https://www.iwr.de/news.php?id=36865

Plastik wird nebenbei auch gespart.

Das Speichern von Energie im Gigawattstunden-Format ist immer noch ein ungelöstes Problem. RWE stellt nun die Möglichkeit vor, Salzkavernen dafür zu verwenden, und zwar als Redox-Flow-Speicher.

https://www.iwr.de/news/rwe-forscht-an-g...ernen-news36986

Sie kommen zudem ohne Metalle aus und sind auch sonst ziemlich unproblematisch, auch nicht brennbar.

Energie ohne Verlust, also 1:1 zu speichern und wieder zu verwenden, ist meines Wissens nicht möglich. Ok - ich bin kein Techniker, mache mir aber so meine Gedanken.
Ich frage mich allerdings, ob man nicht Wasser zum Speichern nutzen kann. Überschüssige Energie könnte Wasser mittels Photokatalytischer Wasserspaltung in Wasserstoff und Sauerstoff spalten. Der Wasserstoff wird "zwischengeparkt" und mittels Brennstoffzelle bei Bedarf wieder zu Strom, könnte also für Hausstrom oder auch zum Betanken von Brennstoffzellen-KFZ genutzt werden. Das könnte doch auch schon in Wohnhäusern mit Solar- und Klein-Windkraftanlagen funktionieren.

https://www.mpg.de/10863523/mpi-p_jb_20161

@kuschelgorilla

Es geht nicht nur um den Wirkungsgrad beim Speichern, sondern auch um die Kosten. Vom Wirkungsgrad her sind Akkus am besten. Er liegt bei über 80%; im Akku selber sind es sogar mehr als 95%; Verlusten treten auch bei Zuleitungen und Umrichtern (von Wechsel- auf Gleichstrom und umgekehrt) auf. Dennoch sind Akkus immer noch teuer.

Auch Pumpspeicherkraftwerke haben mit bis zu 80% einen ziemlich hohen Wirkungsgrad. Sie sind auch relativ günstig, aber immer weniger durchsetzbar wegen Landschaftsverschandelung.

Power-to-Gas-Anlagen (z.B. überschüssiger Windstrom in Wasserstoff oder Methan) haben einen Wirkungsgrad von ca. 75% (Verbesserungspotential ist jedoch vorhanden). Doch der Gesamtwirkungsgrad ist mit bestenfalls 45% deutlich niedriger, wenn man nur die elektrische Energie betrachtet. Denn wird das gewonnene Gas erneut verstromt, dann unter dem Wirkungsgrad von max. 60%, das ein Gaskraftwerk aufbringen kann. Zusammen mit dem Verlust in der Power-to-Gas-Anlage kommt man auf besagte 45%. Nutzt man jedoch auch die Abwärme, kann der Gesamtwirkungsgrad durchaus noch auf 70% gerettet werden.

Zu Kavernen und anderen unterirdischen Räumen:
Da werden schon verschiedene energetische Nutzungen vorgeschlagen. Erwähnenswert sind Druckluftkraftwerke, Pumpspeicher und jetzt Redox-Flow-Speicher.

Beim Druckluftkraftwerk wird Luft in eine Kaverne reingepresst. Dabei können bis zu 200 Bar erreicht werden. Wird Strom benötigt, wird die Luft wieder entlassen und treibt eine Turbine an. Wirkungsgrad: nur 40%. Problem ist dabei auch die Hitze- und Kälteentwicklung beim Reinpressen bzw. Rauslassen. Besonders bei feuchter Luft kommt es beim Herauslassen und dem resultierenden Temperaturabfall zu starken Vereisungen an den Turbinen, interessanterweise gerade dann, wenn es sommerliche feucht-schwüle Luft ist. Im Winter ist das Problem geringe, v.a. bei russischer Kaltluft, die nur wenig Wasserdampf enthält. Das Kraftwerk Huntorf verwendet daher Erdgas, um Vereisung zu verhindern. Es gibt Überlegungen, das Erdgas durch Wasserstoff zu ersetzen.

Andere Überlegungen zielen darauf, die Wärme, die beim Verdichten der Luft ensteht, abzufangen und zu speichern und beim Entspannen der Luft wieder zuzuführen, um damit eine Vereisung zu verhindern. Dadurch sei ein Wirkungsgrad von 70% möglich.

Überlegungen zu unterirdischen Pumpspeicherkraftwerken gibt es in den ehemaligen Steinkohleminen im Ruhrgebiet, da damit immerhin keine Landschaft verschandelt wird.

Die Redox-Flow-Speicher sind aus dem Grund interessant, weil sie im Gegensatz zu Druckluftspeichern und Pumpspeichern nicht für eine wechselnde Belastung der Kavernen infolge des stets wechselnden Drucks auf die Wände sorgen. Am Inhalt der Menge ändert sich nichts, es werden beim Be- und Entladen nur Elektronen und Ionen ausgetauscht. Der Gesamtwirkunsgrad ist mit 75% relativ hoch. Hier noch ein Artikel dazu:

https://www.cleanthinking.de/redox-flow-...sigbatterien-2/

Derzeit versucht man, vom Vanadium als giftiges Schwermetall wegzukommen.

Eine Luftbatterie, die vom Prinzip her dem Mechanismus des Druckluftspeichers ähnelt, wird nun im Großformat in Großbritannien installiert.

https://www.stern.de/digital/technik/bat...er-9488090.html

Der Wirkungsgrad ist nicht so toll, aber Vorteile sind: günstig, keine seltenen und giftigen Stoffe und nicht brandgefährlich.

Eine Vielfalt von Speichern ist alleine wegen des Konkurrenzdruckes wichtig.

Lieber Meridian,

eine Nachfrage: wird denn in den Wirkungsgrad von Batterien auch der Ressourcenverbrauch und entstandenen Umweltschäden bis zur Inbetriebnahme berücksichtigt?

@kuschelgorilla

Der Wirkungsgrad von Kraftwerken und Speichern ist generell auf die Zeit während des Betriebs beschränkt. Bei Kraftwerken gibt es aber die energetische Amortisation und den Erntefaktor. Ersteres ist die Zeit, die das Kraftwerk braucht, um die Energie, die für den Bau des Kraftwerks benötigt wird, zu produzieren. Bei Windrädern in DE sind es einige Monate, bei PV-Anlagen wenige Jahre. Der Erntefaktor beschreibt, das Wieviel-Fache ein Kraftwerk bei üblicher Lebensdauer an Energie erzeugt, als sie beim Bau verbraucht wird. Bei Windrädern lieft dieser bei 20-jähriger Nutzung bei Faktor 15-40 (offshore noch höher), bei PV bei 4-10, (höher natürlich in den wirklich sonnigen Regionen der Erde).


Neue Super-Akkus sind im Anmarsch mit Reichweiten von weit über 1000km.

https://efahrer.chip.de/news/bis-zu-2000...s-e-auto_103501

Auch wenn mit Lithium die Stoffe weiterhin problematisch sind, sorgen hohe Reichweite und höhere Lebensdauer alleine für weniger Abfall. 1000km soll selbst für "sportliche" Fahrweise möglich werden. Oder man baut Autos mit geringerer Reichweite und deutlich niedrigerem Gewicht.

Neu sind die Technologien nicht, aber die Kombination dieser: Wasserkraft und Solarenergie

https://www.erneuerbareenergien.de/schwe...inen-solarstrom

Einen Staudamm mit PV-Anlagen zukleben. Wichtig ist aber, dass die Staumauer nach Süden gerichtet ist.

Paste im Tank oder wie man Wasserstoff tankt ohne den Aufwand mit dem Druck von 700 Bar.

https://www.iwr.de/news/paste-im-tank-ne...weite-news37220

Den Wasserstoff sollte man zugunsten des Akkus jedenfalls nicht so schnell aufgeben.