Wasserstoff

[Dandy]

vor 1 Minute von reko:

Die Technologie ist vorhanden aber die Anlagen noch nicht. Man braucht ein Scale-up.

Für mich ist die Technologie dann vorhanden, wenn entsprechende Anlagen mit den gewünschten Fertigungskapazitäten stehen, produzieren und auch die Transportinfrastruktur steht, zu einem konkurrenzfähigen Preis. Davor nicht. Da gibt es noch etliche Hürden zu nehmen. Ich bin aber zuversichtlich, dass man es schaffen wird, aber zu optimistisch sollte man auch nicht sein. Schließlich würden entsprechende Anlagen schon längst stehen, wenn es so einfach wäre. Von den ersten batteriebetriebenen Autos zu einer massenfähigen Technologie war es auch ein langer Weg und das ist technologisch betrachtet ein viel kürzerer gewesen als die Produktion von synthetischen Brennstoffen in solchen Mengen.

 

Aber die erwähnten Pilotprojekte sind der richtige Weg und man wird die Probleme schon meistern. Vielleicht schon in diesem Jahrzehnt, wer weiß. Danach wird es sehr schnell gehen, schneller als Manche hier meinen. Viel schneller jedenfalls, als darauf zu warten, dass die ganze Welt ähnlich teure (und relativ fruchtlose) Schritte hin zu regenerativer Energieversorgung gehen wird wie wir in Deutschland bisher. Die gute Nachricht ist, dass wir auf diesem Weg schon viel Vorarbeit leisten mussten und ich hoffe, dass wir ausnahmsweise auch die Früchte davon ernten werden. Die Hoffnung stirbt zuletzt ...

 

Natürlich müssen wir dennoch im Bereich der Infrastruktur und bei den Verbrauchern etwas ändern. Man muss Lösungen finden, wie man künftig Flugzeuge, Schiffe, Baumaschinen, Heizungen etc. möglichst effizient und emissionsarm betreibt. Auch bei der Verbrennung von synthetischen Brennstoffen werden schädliche Abgase entstehen und es gibt bspw. mit der Brennstoffzelle für manche Anwendungen einfach eine effizientere Rückgewinnung von Strom als die einfache Verbrennung. Vielleicht werden ja langfristig Heizungen als Wärmepumpen mit Brennstoffzellen angetrieben, angeschlossen an das Wasserstoffnetz, wer weiß. Sicherlich wird auch das Stromnetz eine größere Rolle bei unserem Energieverbrauch spielen, als es heute der Fall ist. Da kann auch importierter Wasserstoff oder gebunden in anderen Formen (synthetisches Erdgas, Ammoniak, Methanol) als Stütze für Dunkelflauten dienen.

[reko]

Habecks Ministerium hat sich Rat von Guidehouse geholt.

Covering Germany’s green hydrogen demand: Transport options for enabling imports, 2022, 56 Seiten pdf

Die deutsche Wasserstoffstrategie von 2020 wird demnach überarbeitet um den höheren Bedarf zu berücksichtigen.

Zitat

Germany’s demand for hydrogen is expected to grow immensely in the coming years. To reach the 2030 decarbonisation target and achieve climate neutrality by 2045, the National Hydrogen Strategy foresees hydrogen demand to be between 90 terawatt-hours (TWh) and 110 TWh per year in 2030 and reach 110 TWh-380 TWh by 2050. Other studies forecasting Germany’s future green hydrogen needs suggest demand could be two to three times as high.

..

Germany’s National Hydrogen Strategy is currently under revision to reflect the higher expected demand

 

Was passiert wenn eine zwingend notwendige hohe Nachfrage auf ein bisher knappes Angebot trifft?

Zitat

Given the high expected demand levels and limited potential for green hydrogen production in Germany, most of the green hydrogen demand will have to be met by imports.

.. Green hydrogen production in Germany and in Europe will likely be focused on hydrogen. Derivatives such as ammonia and methanol are expected to be almost exclusively imported

Natürlich wird auch der Stromsektor wachsen, aber nicht reibungslos. Ich sehe dort weniger interessante Investitionsmöglichkeiten.

[reko]

2022/09/01 Topsoe confirms final investment decision for construction of world's largest SOEC electrolyzer plant

.. 500 MW per year with an option to expand to 5 GW. .. We already have 500 MW of pre-sold capacity and are in discussions with other potential offtake partners as well

.. SOEC consumes less electricity than alkaline and PEM technologies, since the process requires less power overall; with the integration of a steam feed, the SOEC process becomes even more efficient.

 

2022/09/01 Electrolyzer manufacturer Ohmium announces collaboration with Shell

.. collaborating with Shell India to evaluate hydrogen applications, markets, and project opportunities in India and globally.

 

2022/09/01/electrolyzer-supply-to-increase-green-hydrogen-availability

Lt. Rethink Energy UK

[edan]

Hallo,

 

Ich habe überhaupt keine Ahnung von dem Thema, deshalb bitte um Nachsicht für mein Unwissen.

Mich treibt schon länger eine Frage um. Man liest immer wieder das die Wasserstofferzeugung so viel Energie verschwenden würde und von der ursprünglichen Energie würde letztendlich nur z.b. 30% als Wasserstoff erhalten bleiben.

Andererseits könne an manchen Tagen der Strom aus Sonne und Wind gar nicht voll verbraucht werden und man würde dann die Stromerzeugung aus diesen Anlagen teilweise abschalten.

Beides passt für mich nicht zusammen.

Es ist doch besser 30% als Nichts zu haben?

[reko]

vor 38 Minuten von edan:

Es ist doch besser 30% als Nichts zu haben?

Die 30% erhält man wenn man Anlagen von vor 30 Jahren nimmt und überall die ungünstigste Nutzungsart unterstellt von Strom zu Strom.

Man muß nicht zwingend von Strom ausgehen und muß nicht zwingend bei Strom enden.

Wenn man Strom abregelt, dann hat man 0% Wirkungsgrad.

 

Der Wirkungsgrad neuer industrieller State of the Art Electrolyzer beträgt etwa 80% (im Labor sind z.Z. 94% möglich). Der Wasserstoff kann direkt verwendet werden und ist in manchen Anwendungen mehr wert als Strom z.B. als Langzeitenergiespeicher, für weite Transportwege oder für chemische Prozesse. Es gibt weltweit einen riesigen Bedarf für Wasserstoff.

Wenn man wirklich wieder Strom haben will, dann kommt noch der Wirkungsgrad einer Brennstoffzellen dazu.(60% ). Man kann aber auch die dabei abfallende Wärme nutzen und kommt dann auf 90%.

Will man den Wasserstoff in Pipelines transportieren, dann braucht man noch Verdichter wie bei Erdgas-Pipelines. Will man mit Wasserstoff Fahrzeuge betanken braucht man sehr viel höheren Druck und hat mehr Energieverlust.

Will man Wasserstoff in einen flüssigen Energieträger (Methanol oder Ammoniak) umwandeln bleibt noch etwa 60% der Energie übrig. Dafür spart man beim Transport, der Lagerung und beim Betanken. Das kommt dann etwas auf das gleiche heraus wie die direkte Wasserstoffnutzung in Fahrzeugen.

[edan]

@reko ok, da war ich auf einem völlig veralteten Wirkungsgrad Stand, danke.

Werden nun aber bei einem zeitweise Überangebot von Wind- und Sonnenenergie Anlagen abgeschaltet, die eigentlich Wasserstoff produzieren könnten? Wenn ja, warum? Fehlt es noch an entsprechenden Wasserstoff Anlagen, Infrastruktur und Speichern?

[reko]

Es fehlt an Anlagen und Anlagenbetreiber sind wenig daran interessiert nur wenige Stunden im Jahr Strom zu bekommen.

Auch Electrolyzer haben wie Solar- und Windanlagen hohe Investitionskosten und vernachlässigbare Betriebskosten. Da ist ein Windpark in Patagonien mit <1 ct/kWh und 75% Verfügbarkeit sehr viel interessanter als Stromlieferant.

Infrastruktur (Pipelines, Speicherkavernen, Heizungen, Gaskraftwerke) müssen noch umgerüstet werden z.T. auch ergänzt. Das hängt mehr an gesetzlichen Regularien als an Technik oder Finanzen.

[edan]

@reko Danke!

[Ramstein]

vor einer Stunde von edan:

Andererseits könne an manchen Tagen der Strom aus Sonne und Wind gar nicht voll verbraucht werden und man würde dann die Stromerzeugung aus diesen Anlagen teilweise abschalten.

Das Problem ist, dass auch Elektrolyseure (wie alle großtechnischen Anlagen) nur dann wirtschaftlich arbeiten, wenn sie 24/7 laufen. Wenn sie nur 3 Tage die Woche 4 Stunden bei Sonnenschein in Betrieb sind, rechnet sich die Investition nicht wirklich.

[Holgerli]

vor 42 Minuten von edan:

ok, da war ich auf einem völlig veralteten Wirkungsgrad Stand, danke.

Werden nun aber bei einem zeitweise Überangebot von Wind- und Sonnenenergie Anlagen abgeschaltet, die eigentlich Wasserstoff produzieren könnten? Wenn ja, warum? Fehlt es noch an entsprechenden Wasserstoff Anlagen, Infrastruktur und Speichern?

1. Die 80 bis 94% Wirkungsrad sind Wunschdenken. Hinzu kommt, dass je nach erzählter Geschichte überhaupt kein Wasserstoff verwendet werden soll, sondern wahlweise Merhanol oder Ammoniak, der erst noch aus dem Waserstoff gewonnen wird. dann hast Du noch miesere Wirkungsgrade.
2. Es gibt kein Überangebot an Solar- und Windstrom. Das sieht man daran, dass auch in Deutschland gerade erst 50% des Strombedarfs durch EEs gedeckt werden. Es bei der Wasserstoff-Story immer erzählt, dass man dann in andere Länder wie Chile geht. Die müssen aber auch erstmal ihren Strom- und dann ihren Heizmarkt auf 100% EEs umstellen bevor Wasserstoff an der Reihe ist.
3. Wenn wirklich ab 2030 oder so 100% des Strombedarfs durch EEs gedeckt werden, dann kommen erstmal der Heizungs-Sektor und dann der Mobilitätssektor dran, die den Strom komplett aufnehmen werden.

 

Fazit: Die Wasserstoff-Story die öfters mal erzählt wird, wird so nie passieren, einerseits weil die Wirkungsgrade eben nicht so toll sind wie erzählt und andererseits weil der Strom noch recht lange direkt in diversen Sektoren eingesetzt werden kann, ohne dass unnötig Strom durch Wirkungsgradverluste bei Wasserstoffproduktion verschwendet wird.

[reko]

vor 3 Minuten von Ramstein:

4 Stunden bei Sonnenschein in Betrieb

Das könnte zu einen Wiederbelebung von Solarturmanlagen in sonnenreichen Regionen führen. Sie können über die Nacht Energie in Form von Wärme speichern oder auch direkt Wasserstoff solarthermisch ohne den Umweg über Strom erzeugen. Z.T. werden auch Akkus für die Nacht vorgesehen. Die Electrolyzer werden mit der industriellen Fertigung künftig sehr viel billiger. Das Problem wird künftig geringer. Offshorewindkraft in der Nordsee wird als wirtschaftlich zur Wasserstoffproduktion betrachtet.

[Marklam]

vor 5 Minuten von Holgerli:

1. Die 80 bis 94% Wirkungsrad sind Wunschdenken. Hinzu kommt, dass je nach erzählter Geschichte überhaupt kein Wasserstoff verwendet werden soll, sondern wahlweise Merhanol oder Ammoniak, der erst noch aus dem Waserstoff gewonnen wird. dann hast Du noch miesere Wirkungsgrade.
2. Es gibt kein Überangebot an Solar- und Windstrom. Das sieht man daran, dass auch in Deutschland gerade erst 50% des Strombedarfs durch EEs gedeckt werden. Es bei der Wasserstoff-Story immer erzählt, dass man dann in andere Länder wie Chile geht. Die müssen aber auch erstmal ihren Strom- und dann ihren Heizmarkt auf 100% EEs umstellen bevor Wasserstoff an der Reihe ist.
3. Wenn wirklich ab 2030 oder so 100% des Strombedarfs durch EEs gedeckt werden, dann kommen erstmal der Heizungs-Sektor und dann der Mobilitätssektor dran, die den Strom komplett aufnehmen werden.

 

Fazit: Die Wasserstoff-Story die öfters mal erzählt wird, wird so nie passieren, einerseits weil die Wirkungsgrade eben nicht so toll sind wie erzählt und andererseits weil der Strom noch recht lange direkt in diversen Sektoren eingesetzt werden kann, ohne dass unnötig Strom durch Wirkungsgradverluste bei Wasserstoffproduktion verschwendet wird.

Aha. Und wie schaffen wir es "ab 2030 oder so" unseren kompletten Strombedarf zu jeder Zeit mit 100% EE zu decken ohne Wasserstoff? Good Luck. Dazu noch das ganze Wärmepumpen Wunschdenken...

[Holgerli]

vor 1 Minute von Marklam:

Aha. Und wie schaffen wir es "ab 2030 oder so" unseren kompletten Strombedarf zu jeder Zeit mit 100% EE zu decken ohne Wasserstoff? Good Luck. Dazu noch das ganze Wärmepumpen Wunschdenken...

Aha. Und woher willst Du den ganzen Strom für den Wasserstoff-Wunschraum herholen, wenn Du noch nicht mal glaubst, dass 100% Strom aus EEs klappt?

[Ramstein]

Unser Minister für Wirtschaft und Klimaschutz ist gelernter Kinderbuchautor 

vor 5 Minuten von Holgerli:

Aha. Und woher willst Du den ganzen Strom für den Wasserstoff-Wunschraum herholen, wenn Du noch nicht mal glaubst, dass 100% Strom aus EEs klappt?

und da ist Realität nicht zwingend gefragt. 

[Holgerli]

vor 16 Minuten von reko:

Das könnte zu einen Wiederbelebung von Solarturmanlagen in sonnenreichen Regionen führen.

Die den ohnehin schon zu teuren Wasserstoff noch teuer machen, weil Solartürme werden keine mehr gebaut weil die so teuer sind, dass die weder mit PV noch WKA konkurrieren können. 

 

vor 5 Minuten von Ramstein:

Unser Minister für Wirtschaft und Klimaschutz ist gelernter Kinderbuchautor und da ist Realität nicht zwingend gefragt. 

Glaubst Du echt, dass der hier im im Thread schreibt? Weil 90% der Wasserstoff-Stories hier im Thread sind abolut unrealistische Wunschträume.

[Ramstein]

vor 2 Minuten von Holgerli:

Glaubst Du echt, dass der hier im im Thread schreibt? Weil 90% der Wasserstoff-Stories hier im Thread sind abolut unrealistische Wunschträume.

Kinderbuchautoren haben oftmals eine treue Fangemeinde, wenn sie über Harry Potter, Winnetou, oder Wasserstoff schreiben.

[lowcut]

vor 36 Minuten von Holgerli:

Fazit: Die Wasserstoff-Story die öfters mal erzählt wird, wird so nie passieren, einerseits weil die Wirkungsgrade eben nicht so toll sind wie erzählt und andererseits weil der Strom noch recht lange direkt in diversen Sektoren eingesetzt werden kann, ohne dass unnötig Strom durch Wirkungsgradverluste bei Wasserstoffproduktion verschwendet wird.

Aus meiner Sicht ist dein Fazit nicht plausibel, da die Wirtschaft diesen Weg schon geht bzw. plant zu gehen.

[Holgerli]

vor 5 Minuten von lowcut:

Aus meiner Sicht ist dein Fazit nicht plausibel, da die Wirtschaft diesen Weg schon geht bzw. plant zu gehen.

Naja, Desertec war auch fest geplant und die Zukunft oder die 1 Mio. Elektroautos bis 2020. Desertec ist tot und die Mio. Autos hat man nur verspätet geschafft und auch nur weil man Hybride mit reingerechnet hat. Planen und erzählen kann man viel. Machen muss man es dann aber wirklich. Oder man biegt sich die Realität halt zusammen.

Und da sieht man bei Wasserstoff aber fast nichts und bei EEs und die Nutzung des von den EEs produzierten Stroms fast alles.

[reko]

Die Final Investment Decision ist der Point of no Return. Bis dahin haben bereits sehr viele Planungen und Genehmigungen stattgefunden. Wenn die Firma nicht in Konkurs geht, dann hat man eine hohe Sicherheit, dass die Anlage gebaut wird und auch in Betrieb geht. Z.B.

2022/07 Shell has taken the final investment decision (FID) to build Europe’s largest green hydrogen plant.

2022/09 Engie takes FID on Aussie green H2 project for Yara

2022/09 Topsoe confirms FID to build world’s largest SOEC electrolyzer plant; company’s biggest single investment

 

Die EU und Deutschland hängen aber immer noch mit den Rahmenbedingungen für ihre Wasserstoff-Roadmap zurück. Verständlich, dass viele darauf warten. Inzwischen kauft Habeck im Ausland Wasserstoff ein.

[Holgerli]

vor 21 Minuten von reko:

Die Final Investment Decision ist der Point of no Return. Bis dahin haben bereits sehr viele Planungen und Genehmigungen stattgefunden. Wenn die Firma nicht in Konkurs geht, dann hat man eine hohe Sicherheit, dass die Anlage gebaut wird und auch in Betrieb geht. Z.B.

2022/07 Shell has taken the final investment decision (FID) to build Europe’s largest green hydrogen plant.

Genau sowas meine ich 200 MW Electrolyzer, 60 Tonnen Wasserstoff pro Tag in 2025. Und dann soll das Europas größte Anlage sein.

 

vor 21 Minuten von reko:

2022/09 Engie takes FID on Aussie green H2 project for Yara

In der ersten Ausbaustufe 640 Tonnen Wasserstoff pro JAHR! Und die Produktion soll dann schon 2024 beginnen!

 

vor 21 Minuten von reko:

2022/09 Topsoe confirms FID to build world’s largest SOEC electrolyzer plant; company’s biggest single investment

Und hier soll die weltgrößte SOEC Electrolyzer Fabrik mit 500MW = 0,5GW gebaut werden.

 

Ich sehe schon: Mit solchen "großen" Wasserstoffprojekten wird Europa mit Sicherheit unabhängig von russischem Gas... so im Jahr 2400.

 

[kleinsparer]

vor 45 Minuten von Holgerli:

Und da sieht man bei Wasserstoff aber fast nichts und bei EEs und die Nutzung des von den EEs produzierten Stroms fast alles.

 

Speichertechnologien sind doch ein zentraler Bestandteil für den Ersatz von Atomenergie und fossilen Energieträgern durch Windkraft und Photovoltaik. Wenn Wasserstoff Elektrolyse keine brauchbare Speichertechnologie ist welche Speichertechnologien lassen sich sonst in großem Maßstab einsetzen?

[Holgerli]

vor 1 Minute von kleinsparer:

Wenn Wasserstoff Elektrolyse keine brauchbare Speichertechnologie ist welche Speichertechnologien lassen sich sonst in großem Maßstab einsetzen?

- Akkus

- Power to Heat

- Druckspeicher

- Redux Flow-Akkus

 

Aber Du spielst hier auf einer ganz anderen Baustelle, als es z.B. reko tut. Bei Dir geht es um die Stromspeicherung. reko träumt von einer Wasserstoffwirtschaft wo quasi alles durch Wasserstoff ersetzt wird.

Wasserstoff soll der Heilbringer für alles sein. Aber quasi für jeden Anwendungszweck gibt es eine genauso gute wenn nicht sogar bessere Technlogie.

Das erinnert irgendwie an die Atom-Hyseterie der 50er Jahre. Da sollten Schiffe, Auto, Flugzeuge alles atomar betrieben werden und es wurden wunderbare Stories erzählt und gekommen ist es dann anders.

[kleinsparer]

Ok Danke für die Auflistung.

 

Ist ja aber letztendlich egal ob irgendwer will, dass auch Wasserstoffautos durch die Gegend fahren oder nicht.

Geht ja nur um den Ersatz von Atomenergie und fossilen Energieträgen wie er geplant ist bzw. deren Abschaltung ja schon durchgeführt wurde/wird.

Aber stehen Akkus und Redox-Flow Batterien wirklich aktuell als Alternativen zur Verfügung? Man braucht ja im Grunde jetzt sofort etwas wenn man Wind und Photovoltaik jetzt weiter ausbaut um Atomenergie und fossile Energieträger zu ersetzen. Wasserstoff Elektrolyse steht als Speichertechnologie zumindest schon zur Verfügung (teurer als die LNG Tanker aktuell wird es wohl nicht hoffe ich doch).

Bei Akkus die wirklich in großem Maßstab eingesetzt werden könnten (wie Natrium-Ionen Akkus?) ist die Entwicklung noch nicht abgeschlossen oder?

[Holgerli]

vor 15 Minuten von kleinsparer:

Wasserstoff Elektrolyse steht als Speichertechnologie zumindest schon zur Verfügung (teurer als die LNG Tanker aktuell wird es wohl nicht hoffe ich doch).

Nein, steht sie eben nicht. Schau Dir doch einfach nur mal den Beginn dieser ganzen Mini-Projekte an. Frühestens 2025, eher 2030, wenn überhaupt. Und wie willst Du mit 60 Tonnen Waserstoffproduktion pro Tag, wie in dem Shellprojekt, dass 2025 an den Start gehen soll auch nur annähernd irgendwas ersetzen? Und leider muss ich Dir sagen dass Du Dich irrst was die Kosten von Wasserstoff zu LNG angehen. Natürlich ist LNG deutlich preiswerter.

 

Akkus hingen werden heute schon in großem Maßstab eingesetzt.

[kleinsparer]

Sind doch aber hauptsächlich die Lithium-Ionen Akkus, die in großem Maßstab eingesetzt werden wo ja schon die Rohstoffe für den kleinen Maßstab im Elektroauto knapp sind?

 

Frage mich halt nur wenn man bei Wasserstoff nicht zeitnah in die Gänge kommen würde, Lithium-Ionen Akkus sind aufgrund des Rohstoffbedarfs auch keine Lösung und bei sonstigen Akkus kommt man auch nicht schneller in die Gänge als bei Wasserstoff: Welchen Sinn macht es dann aktuell Atomenergie und Strom aus fossiler Energie abzuschalten und Wind und Photovoltaik weiter aufzubauen? Nur um den Innovationsdruck hochzuhalten? Zuvor hatte man ja die Gaskraftwerke mit Erdgas ins Spiel gebracht aber das hat sich ja eigentlich erledigt als Übergangslösung für das Speicherproblem.