Freies LESA-Forum

[Schwedenpeter]

Da bekommt man sogar was für sein Geld.

[addi]

Hallo Schwedenpeter,

mein bisheriger Standpunkt zum Thema Brennstoffzellen war eindeutig: Finger weg davon - nicht etwa weil es eine schlechte Technologie ist - sondern weil der Betriebsstoff H2 nur dann alltagstauglich in einer vollständig regenerativen Energiewelt verfügbar scheint, wenn man die Augen komplett vor den Realitäten komplexer verlustbehafteter Umwandlungsketten mit Alibiwirkungsgraden am Ende verschließt. Hier würden wir mit den bisherigen Gewinnungsmethoden über Strom / Elektrolyse sehenden Auges in das nächste ökonomisch / ökologische Desaster hineinlaufen.

Jetzt bin ich aber auf ein neues, dreistufiges thermochemisches Verfahren zur fast VOLLSTÄNDIGEN Umwandlung von jeglicher (nasser) Biomasse, die sog. Wasserdampfreformierung gestoßen. Was da (http://www.h2-patent.eu) versprochen wird hat mich glatt umgehauen. Beim “traditionellen” Weg der Biomasse zu H2 Wandlung mittels Biogasanlagen und der anschließenden Reformierung sind wir wieder bei den Alibiwirkungsgraden mit dem Ergebnis, dass die heimischen Potentiale für eine schöne neue regenerative Energiewirtschaft nicht annähernd ausreichen werden. Hier (http://www.bio-wasserstoff.de/h2) jedoch wird vorgerechnet, dass lediglich die Abfälle aus der Land und Forstwirtschaft ausreichen würden, um den gesamtvolkswirtschaftlichen Energiebedarf zu decken, wenn wir uns nur weiterhin damit anfreunden könnten unsere Energieverteilung auch auf die H2 Ebene zu verlagern. Das Verfahren ist so genial, dass nicht einmal nennenswert Hilfsenergie zur Kompression des gewonnenen H2 Gases benötigt wird, da der wichtigste Ausgangsstoff Biomasse in fester Form “reingeschoben” werden kann.

Ich weiß, dass Du ziemlich tief in dieser Materie stehst. Was meinst Du dazu? Sind die in den Quellen angegebenen Berechnungen der gesamtvolkswirtschaftlichen Reichweite bei den in Deutschland möglichen Biomassepotentialen seriös?
Sollten diese Fragen mit Ja zu beantworten sein - wie würde unsere etablierte Energiewirtschaft dazu stehen? Ich denke das da außer Frage stehen dürfte, dass deren jetzige traditionelle Wertschöpfungskette in weniger als 20 Jahren auf einem Abstellgleis zum stehen kommen würde.

Addi

[Schwedenpeter]

Ich halte nichts davon. Die Umwandlung von Sonnenlicht in Biomasse hat einen Wirkungsgrad von unter 1%, evtl mal leicht drüber, bei besonderen Pflanzen. Die Umwandlung von Biomasse CHn in H2 ergibt immer ein CO2, da das C verwendet werden muss. Der Energieaufwand für die Umwandlung ergibt also an der Anlage einen CO2 Ausstoß der nur für die Umwandlung drauf geht. Die Umwandlung von Biomasse in CH4 (Methan) ist sinnvoller. Die Verwendung des C zusammen mit dem H im Erdgasauto ist sinnvoller. Auch hier wird CO2 ausgestoßen, aber nutzbringend zur Fortbewegung. Alternativ kann man heizen. BHKW kann man direkt mit Biogas betreiben. Ansonsten ist die Umwandlung von Biogas in Bioerdgas sinnvoll. Wird in Schweden viel gemacht und man kann mit dem Bioerdgas Auto fahren. (Hier in Deutschland an einigen Punkten auch)

Deine Bemerkung:
weil der Betriebsstoff H2 nur dann alltagstauglich in einer vollständig regenerativen Energiewelt verfügbar scheint, wenn man die Augen komplett vor den Realitäten komplexer verlustbehafteter Umwandlungsketten mit Alibiwirkungsgraden am Ende verschließt. Hier würden wir mit den bisherigen Gewinnungsmethoden über Strom / Elektrolyse sehenden Auges in das nächste ökonomisch / ökologische Desaster hineinlaufen.

Die Umwandlungswirkungsgrade sind:
Elektrolyseur 70%
Speicherung 10%
Brennstoffzelle 50% el plus Wärme (evtl 40% nutzbar)
Das hört sich nach Energieverschwendung an.

Wir haben aber eine ganz andere Situation: Im zukünftigen Netz fehlen uns nicht die kWh absolut, sondern die kW zu bestimmten Zeiten. Durch Wind und PV wird oft viel mehr Strom erzeugt als im Netz unterzubringen ist. Hier sind 2 Fälle zu unterscheiden:
a) Das Netz kann die Strommenge aufnehmen, aber es besteht kein Bedarf. In dem Fall speichern wir den Strom in Elektroautos die intelligent geladen werden.
b) Das Netz kann die Strommenge nicht mehr aufnehmen. In dem Fall erzeugen wird mit dem Strom Wasserstoff und stellen ihn für Gaskraftwerke zur Spitzenstromerzeugung zur Verfügung. Oder aber der Wasserstoff wird in Brennstoffzellen genutzt, Auto oder Spitzenlasterzeugung im Bilanzkreis Betrieb. Eine Alternative ist die Erzeugung von Erdgas und Einbringung ins Erdgasnetz.
Ganz wichtig: Der Weg 1 ist der Königsweg, weil der Wikungsgrad gut ist, es sollte der Normalfall sein. Es ist aber eben nicht realstisch anzunehmen, dass dieser Strom auf diesem Weg immer genutzt werden kann, denn dazu müsste man nach Ausbau der offshore WE mindestens 10 Mill. Elektroautos haben und riesige Übertragungskapazitäten. (In Norwegen ist das eher denkbar)
Wir werden oft vor der Wahl stehen mit dem Strom unter weniger gutem Wirkungsgrad Wasserstoff zu machen, der später genutzt wird. Die Alternative ist: wegwerfen oder mit 40% Gesamtwirkungsgrad nutzen. In dem Fall sind 40% besser als wegwerfen.
Die Elektrolyseure sind schnell regelbar. Dass sie nicht rund um die Uhr mit Volllast laufen, müssen wir hinnehmen. An irgend einem Glied der Energieversorgungskette müssen wir zuschießen.
Wir könnten zuschießen bei Gaskraftwerken die nur wenige Stunden laufen. Die aber arbeiten nicht regenerativ. Es sein denn wir erzeugen künstliches Erdgas (SNG), aber dieser Weg geht auch über H2 Erzeugung.
Der Wasserstoffweg ist dagegen eine Unterstützung der regenerativen Energie!

[addi]

Ich halte nichts davon. Die Umwandlung von Sonnenlicht in Biomasse hat einen Wirkungsgrad von unter 1%, evtl mal leicht drüber, bei besonderen Pflanzen.

Mit diesem Wirkungsgrad sollten wir überhaupt keine Probleme haben, wenn nur dank des genannten phänomenalen Umwandlungswirkungsgrades (Biomasse / H2) lediglich durch die Nutzung von Abfällen aus Land und Forstwirtschaft so viel Potential gegeben ist, dass es für die gesamte Volkswirtschaft reicht. Bei der Nutzung der Wasserkraft dürfte übrigens der Sonne / Strom - Wirkungsgrad noch um Zehnerpotenzen niedriger sein und trotzdem ist da an manchen Orten ein enormes Potential vorhanden.

Die Umwandlung von Biomasse CHn in H2 ergibt immer ein CO2, da das C verwendet werden muss. Der Energieaufwand für die Umwandlung ergibt also an der Anlage einen CO2 Ausstoß der nur für die Umwandlung drauf geht. Die Umwandlung von Biomasse in CH4 (Methan) ist sinnvoller.

Das da in der Tat bei der Umwandlung das komplette in Biomasse gebundene CO2 frei wird ist nicht schlimm, da es bilanzneutral erst beim Pflanzenwachstum der Atmosphäre entzogen wurde. Außerdem würde es ganz genau so frei werden, wenn man die Abfallstoffe (das Getreidestroh auf dem Feld oder den Grünschnitt vom Straßenrand) sich weiterhin selbst überlässt. Angeblich läßt sich aber der Reformierungsprozess sogar so steuern, dass statt CO2 + mineralhaltige Asche eine Art Kohle entsteht, die man in den Acker einarbeiten kann, mit der Folge langfristiger CO2 Speicherung. Der Wirkungsgrad der Biomasse zu Wasserstoffwandlung hingegen wäre höher als bei Deinem vorgeschlagenen .../Methan Verfahren. Der einzige Klimavorteil wäre die CO2 Speicherung für die Dauer des ungenutzten Gases. Diesen erkaufen wir uns aber mit einem schlechteren Wirkungsgrad. [/quote]

Die Verwendung des C zusammen mit dem H im Erdgasauto ist sinnvoller. Auch hier wird CO2 ausgestoßen, aber nutzbringend zur Fortbewegung. Alternativ kann man heizen. BHKW kann man direkt mit Biogas betreiben. Ansonsten ist die Umwandlung von Biogas in Bioerdgas sinnvoll. Wird in Schweden viel gemacht und man kann mit dem Bioerdgas Auto fahren. (Hier in Deutschland an einigen Punkten auch)

Können wir das alles nicht auch mit H2 haben? Nur mit besserem Wirkungsgrad? Oder gibt es doch signifikante Probleme mit H2 (z.B. Diffusion dorch Rohrleitungen, Speicherung unter extrem hohem Druck für Autos...)? Außerdem sind doch die Wirkungsgrade bei den Brennstoffzellen für die Stromerzeugung / Fortbewegung deutlich höher als die der Verbrennungsmotoren.

Wir haben aber eine ganz andere Situation: Im zukünftigen Netz fehlen uns nicht die kWh absolut, sondern die kW zu bestimmten Zeiten. Durch Wind und PV wird oft viel mehr Strom erzeugt als im Netz unterzubringen ist. Hier sind 2 Fälle zu unterscheiden:
a) Das Netz kann die Strommenge aufnehmen, aber es besteht kein Bedarf. In dem Fall speichern wir den Strom in Elektroautos die intelligent geladen werden.
b) Das Netz kann die Strommenge nicht mehr aufnehmen. In dem Fall erzeugen wird mit dem Strom Wasserstoff und stellen ihn für Gaskraftwerke zur Spitzenstromerzeugung zur Verfügung. Oder aber der Wasserstoff wird in Brennstoffzellen genutzt, Auto oder Spitzenlasterzeugung im Bilanzkreis Betrieb. Eine Alternative ist die Erzeugung von Erdgas und Einbringung ins Erdgasnetz.
Ganz wichtig: Der Weg 1 ist der Königsweg, weil der Wikungsgrad gut ist, es sollte der Normalfall sein. Es ist aber eben nicht realstisch anzunehmen, dass dieser Strom auf diesem Weg immer genutzt werden kann, denn dazu müsste man nach Ausbau der offshore WE mindestens 10 Mill. Elektroautos haben und riesige Übertragungskapazitäten. (In Norwegen ist das eher denkbar)

Wenn steuerzahler / umlagefinanzierte Wünsche der Energielobbyisten in 100 Jahren wahr werden sollten könnte unsere Zukunft genau so aussehen - bei Haushaltstrompreisen von ca. 60 ct/Kwh.
Hier und heute haben wir das Überangebot an regenerativen Strom noch nicht (oder nur bei extrem guten Windstromangebot in einzelnen Regionen).
Deshalb stellt sich mir die Frage, ob es nicht sehr viel intelligenter ist Sekundärenergie eben NICHT MEHR ALS STROM ZU TRANSPORTIEREN und statt dessen als H2 im vorhandenen Erdgasnetz. Wir brauchen keine neuen Stromleitungen im Meer oder eine neue 400 KV Leitung durch den Thüringer Wald. Warum sollte nicht direkt auf dem Meer am Fundament der Windkraftanlage der Strom zur Wasserstoffproduktion genutzt werden können, um dann mit sogar geringeren Verlusten gen Süden zu fließen? Strom kann daraus jederzeit bei Bedarf regional in erforderlicher Menge erzeugt werden. Die gesamte Übertragungskette hat zudem einen signifikant höheren Wirkungsgrad als die von Dir favorisierte Rückverstromung bei Bedarf.

...Der Wasserstoffweg ist dagegen eine Unterstützung der regenerativen Energie!

Ich denke die Aussage sollte dann eher heißen: Stromtransport ist eine Unterstützung der neuen regenerativen Wasserstofftechnologie!

Doch noch habe ich auf die wichtigste Frage keine Antwort bekommen. Wie weit reichen die Potentiale an Biomasse in Deutschland im gesamtvolkswirtschaftliche Maßstab denn nun wirklich? Stimmt es, dass bei Annahme der Wirkungsgrade bei den Umwandlungs und Übertragungstechnologien lediglich die Abfälle aus Land u. Forstwirtschaft für ein Szenario 30% EEG Strom + 70% Wasserstoffenergie ausreichen?

MfG
Addi

[addi]

Gibt es hier so was wie ein Sommerloch?

Auf meine Frage an Schwedenpeter habe ich leider immer noch keine Antwort bekommen. Kennt sonst noch jemand hier Quellen für Zahlen zum tatsächlichen Biomasseaufkommen in Deutschland, um die in der von mir benannten Quelle genannten Annahmen zu verifizieren?

Gruß

Addi

PS.: Ein Blick ins private Forum ist auch mal wieder lohnenswert, denn es gibt nach sehr langer Zeit wieder mal belastbare Aussagen zum (angeblichen?) technischen Entwicklungsstand, die es in sich haben.

[bluwi]

. . . Kennt sonst noch jemand hier Quellen für Zahlen zum tatsächlichen Biomasseaufkommen in Deutschland, um die in der von mir benannten Quelle genannten Annahmen zu verifizieren?

Im Prinzip hätte ich schon ein paar Zahlen, aber Deine Vorstellung ist so weit von der Realität weg, dass ich mir nicht die Mühe mache, da was rauszusuchen. Nur eine grobe Aussage über die Verhältnisse: Da inzwischen die Verwertung von Abfallstoffen nicht nur zugelassen, sondern sogar erwünscht ist ( in den frühereh EEG - Versionsionen war die Nutzung solcher Stoffe mit dem Verlust des NAWARO - Bonus für die ganze Anlage auf Lebenszeit verwehrt, ein echter Deutscher Treppenwitz ) und heute zum Teil mit Zusatzboni belohnt wird, wird alles, was sich sinnvoll wirtschaftlich nutzen läßt bereits in die Biogasanlagen gebracht. Die Gesamtmenge der Abfallstoffe liegt aber im unteren %-Bereich der Biogasproduktion und die macht auch nur ein paar % der gesamten Stromproduktion. Die von Dir angestrebte Energiequelle liegt also noch nicht einmal im promille Bereich bezogen auf den gesamten Energiebedarf und ist derzeit auch nicht wirtschaftlich erschließbar. Fazit, man sollte nutzen was geht, es ist aber keine eigene Diskussion wert.

bluwi

[Schwedenpeter]

Dann ist die Schmelzkarbonatbrennstoffzelle wieder im Rennen. Die Firma FuelCell Energy Solutions www.fces.de ist ins Rennen gestiegen. Anlagen bis 2,8 MW, elektrischer Wirkungsgrad 47%.

[addi]

Im Prinzip hätte ich schon ein paar Zahlen, aber Deine Vorstellung ist so weit von der Realität weg, dass ich mir nicht die Mühe mache, da was rauszusuchen.

Ich glaube Du hast nicht mitbekommen, dass es sich bei diesem Konzept eben NICHT um die traditionelle Biogasherstellung mit Alibiwirkungsgraden handelt! Zur Diskusion wollte ich eigentlich (lt. Link) diese Aussagen stellen (Zitate von http://www.bio-wasserstoff.de/h2/Bio-Po ... nzial.html):

"Eine grüne Wasserstoffwirtschaft ist ökonomisch nur dann sinnvoll, wenn das verfügbare Biomasse-Potential zusammen mit anderen Erneuerbaren Energien für eine größere Region annähernd 100% beträgt oder in absehbarer Zeit dieses Potential erreichen kann. Ein bisschen Wasserstoff innerhalb der bestehenden Infrastruktur ist unsinnig.

Zwar ist eine grüne Wasserstoffwirtschaft auch möglich, wenn man diese auf einige Städte oder Lankreise beschränkt. Die Versorgung von Brennstoffzellenfahrzeugen bliebe dann lückenhaft. Vor diesem Hintergrung ist die Einführung einer nachaltigen Wasserstoff für den ganzen europäischen Raum besser. Ein weiterer Aspekt, der für eine europäische Betrachtung spricht, ist die gemeinsame Agrarpolitik der Europäer. Dem würde eine gemeinsame Energiepolitik entsprechen, weil ja die gleichen Agrarflächen verwaltet werden müssen.

Bis 1979 bestand die gemeinsame Agrarpolitik in der Verwaltung des Mangels an Nahrungsmitteln. Heute besteht die gemeinsame Argrapolitik in der Verwaltung der Überschüsse. Mit den Agrarexport zu Dumpingpreisen haben wir die kleinbäuerlichen Strukturen in der 3. Welt nachhaltig zerstört. Die westliche Welt wendet für diesen Agrarkrieg täglich 1 Mrd. € auf (H. Köhler, Bundespräsident a. D.). Das ist verheerend, weil sich die armen Länder mit einer ähnlichen Subventionierung der Landwirtschaft nicht wehren können. Viel besser ist es daher, die überschüssigen landwirtschaftlichen Flächen zu Produktion von Energie zu verwenden und den Landwirten damit ein angemessenes Einkommen zu sichern.

Wenn Europa diese Entsorung der Überschüsse unterlassen würde, ständen nach Untersuchungen des Instituts für Energie Leipzig im Jahre 2030 ca. 90 Mio. ha für die Produktion von Energie zur Verfügung. mit der in 2030 möglichen Ernteerträgen könnte man dann ca. 90.000 PJ Biomasseenergie erzeugen. Auf Deutschland entfallen dabei rechnerisch 16.000 PJ allein durch Nutzung dieser überschüssigen Ackerflächen. Bei einem Anteil von 70% Bio-Wasserstoff an der Energiewirtschaft benötigt Deutschland ca. 2.500 PJ, um alle atomaren und fossilen Energien zu ersetzen. Wir haben also mehr als genug Energieressourcen. Die Infrastruktur zur Verteilung dieser Energie ist bereits vorhanden: das Erdgasnetz.

Im Jahre 2030 ist es sogar so, dass eine 100%-ige Energieversorgung allein aus Abfall- und Reststoffen der Land- und Forstwirtschaft bereitgestellt werden könnte.

Wenn wir uns rückbesinnen auf den Zwischenfruchtanbau früherer Jahre (bis etwa 1970), dann könnte die Landwirtschaft sogar allein so viel Energie produzieren, dass wir weder Atomkraftwerke noch Kohle, Öl und Erdgas brauchen. Die Produktion von Lebensmitteln wird in diesen Konzepten überhaut nicht berührt.

Wir können also alles gleichzeitig haben: einen Überschuss von Nahrungsmitteln und gleichzeitig einen Überschuss an Energie. Eine Konkurrenzsituation von Nahrung und Energie wird es in einer Wasserstoffwirtschaft nicht geben. Das ist ganz anders als in der real existierenden Energiewirtschaft von heute, in der Biomasse allenfalls einen Beitrag von etwa 20% leisten kann.

Ein Überschuss an Biomasse ist deshalb wichtig, weil sonst die Preise für Nahrungsmittel und Bio-Energie mit dem Ölpreis steigen werden.

Wir sollten daher die Naturschutzgruppen im Lande ermuntern, mit ihren Bemühungen um Naturparks nicht nachzulassen. Falls ein Bedarf vorhanden ist, kann auch der weniger produktive Öko-Landbau ausgeweitet werden.

Wenn jedem Weltbürger ein gleichgroße Energieverbrauch zugestanden würde wie einem Bürger in Deutschland, ist in einer Wasserstoffwirtschaft ein Biomassebedarf von ca. 250 EJ erforderlich (Abb. 2) um alle atomaren und fossilen Energien zu ersetzen. Selbst wenn man sehr pessimistische Angaben aus der Literatur [1] heranzieht, ist noch mehr als genug Biomasse verfügbar. Dabei wird die Lebensmitteversorgung nicht tangiert.

Das muss man sich mal auf der Zunge zergehen lassen. Da geben wir Unmengen an Geld aus und führen Kriege um Öl - und wir brauchen das alles gar nicht!

Glücklicherweise können wir die Welt nicht mit billigem Bio-Wasserstoff überschwemmen, da die Transportkosten nach Übersee doch erheblich sind. Ein Export von Bio-Wasserstoff ist auch nicht nötig, denn die meisten Länder der Welt werden auch zu viel Bio-Wasserstoff haben."

Gruß

Addi

[addi]

Schweigen in diesem Forum ist auch eine Antwort auf meine Frage - wahrscheinleich eine positive!

Warum nur wird es immer dann ganz "still" bei all den Experten mit dem notwendigen Wissen, wenn tatsächlich mal ein nicht wegzudiskutierender Ansatz präsentiert wird, der geeignet ist unsere Welt konsequent zu verbessern?
Müssen Akademiker erst das Rentenalter erreichen, damit erst dann vielleicht geschätzte 2 Prozent sich dazu durchringen Klartext zu sprechen?

Für mich, der als junger Mensch in einer totalitären gesellschaftlichen Situation aufgewachsen ist (habe bis hin zum Stasiverhör alles erlebt) ist es schmerzhaft immer wieder auch (besonders in der jüngsten Vergangenheit) in dieser formell "meinungsfreien" Gesellschaftsordnung erleben zu müssen, dass hier eigentlich kaum was anders ist! Einziger Unterschied: Früher war es blinde Ideologie und heute ist es der "einzig wahre Gott" - DAS GELD (es gibt sogar einen passenden Song von der Ostkultrockband "Puhdys" darüber).
Ich habe volles Verständnis dafür, dass ein Entwicklungsingenieur in einem Großkonzern sicher nicht offen über gesellschaftlich vorteilhafte Erkenntnisse, die aber dummerweise dazu führen, dass der Arbeitgeber seine liebgewonnene, traditionelle Wertschöpfungskette langfristig verlieren könnte, sprechen kann. Aber - dies ist ein ANONYMES Internetforum! Über Dinge, die eine lebenswerte Zukunft für unsere Kinder und Enkel sichern könnten sollten wir doch durchaus konstruktiv an so einer Stelle in der Anonymität des www reden können?. Oder sind wir gar schon wieder so weit, dass die Sorge berechtigt ist, dass beispielsweise der Vorstand eines DAX Konzerns die Macht hat oder die Skrupellosigkeit besitzt vorbei am geltenden Recht den privaten Datenverkehr eines Mitarbeiters auszuspionieren?

Gruß

Addi


PS. für Schwedenpeter:

Auch dieses Thema und wie “wunderbar” darüber geschwiegen wird ist sicher ebenso geeignet wie die Themen, die Du immer gern präsentiert hast, um junge Menschen auf anschauliche Weise auf ihren Berufsalltag als intellektuelle Elite der Gesellschaft vorzubereiten.

[Schwedenpeter]

von Addi: Über Dinge, die eine lebenswerte Zukunft für unsere Kinder und Enkel sichern könnten sollten wir doch durchaus konstruktiv an so einer Stelle in der Anonymität des www reden können?

Ich bin nicht in der Situation, dass ich wegen Vorgaben des Arbeitgebers schweigen müsste. Um die Energieversorgung von morgen zu meistern müssen wir verschiedene Wege gleichzeitig gehen. Mit Sicherheit ist es aber rausgeworfenes Geld und rausgeworfene Zeit sich mit Wärmepumpen beschäftigen die ein Temperaturneveau erzeugen mit der ein Mischdampf- oder sonstwas Kraftwerk mehr Strom erzeugt als die Wärmepumpe braucht. Wie du drüben richtig schreibst ist das ein Perpetuum mobile. (2. Art) Da das nicht funktionieren wird, kümmern wir uns um die Dinge die auch freundlicher Weise funktionieren.
Ich bereite zum Beispiel grad einen Vortrag über die Energieversorgung im postfossilen Zeitalter vor. Zu einer lebenswerten Zukunft gehört nicht nur Energie, sondern auch Zeit, Verständnis und Nähe, die wir den Kindern geben. Außerdem benötigen die Kinder Erwachsene die fest in der Realität stehen und die richtigen Antworten zu den Fragen geben können.