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Solare Wasserstoffwirtschaft

Karrenschieber

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Hier findet ihr einen Vorschlag des Forschungszentrum Karlsruhe für solare Wasserstoffwirtschaft.
Sind 56 Seiten Präsentation.
Es handelt sich hierbei nicht um Hirngespinste sondern um eine umfassende Darstellung der hydrothermalen Wasserstoffproduktion.

http://www.bio-wasserstoff.de/pdf/FZK2006.pdf
 
Karrenschieber am 22.08.2007 15:05 schrieb:
Hier findet ihr einen Vorschlag des Forschungszentrum Karlsruhe für solare Wasserstoffwirtschaft.
Sind 56 Seiten Präsentation.
Es handelt sich hierbei nicht um Hirngespinste sondern um eine umfassende Darstellung der hydrothermalen Wasserstoffproduktion.

http://www.bio-wasserstoff.de/pdf/FZK2006.pdf


Kannst du uns mehr über den Autor sagen? Ich bin irritiert, dass da so viele Rechtschreibfehler drin sind. Eine Studentenarbeit?

Insgesamt finde ich diese PP-Zusammenstellung zu einseitig, auch wenn ich Sympathisant regenerativer Vollversorgung bin.
 
Infos über den Autor findest Du in Wiki, der Autor ist seriös.
Pensionierter Dipl. Ing der sein Leben der Forschung gewidmet hat.

Die Präsentation ist eine wissenschaftlich fundierte Provokation.

Eine kostengünstige solare Wasserstoffwirtschaft
ist durch Hydrothermale Vergasung von Biomasse machbar.

Die Vergasung erfolgt ohne Sauerstoff.
Bei ca. 650 Grad Celsius und ca. 300 bar Druck oxidiert Wasser mit dem Kohlenstoff der Biomasse. Wasser wird in CO2 und Wasserstoff umgewandelt.

Dieser Prozeß ist in der Petrochemie, unter Einsatz fossiler Kohlenwasserstoffe, Stand der Technik.

2003 wurde die weltweit erste Hydrothermale Pilotanlage zur Vergasung von Biomasse, VERENA,
nasse Biomasse mit bis zu 95% Wasser wird eingestzt,
im Forschungszentrum Karlsruhe in Betrieb genommen.

VERENA lieferte die erwarteten Ergebnisse.
Es wurden weitere Hydrothermale Biomasse Laboranlagen zur Forschung in Betrieb genommen.
Das erzeugte Wasserstoffvolumen liegt bei ca. 80% der zugeführten Biomasse.
Es gibt reichlich Veröffentlichungen zu dem Thema.

Es gibt noch viel zu tun zur Erforschung und Entwicklung industriell nutzbarer Anlagen.
Es handelt sich hierbei um Aufgaben, nicht um unlösbare Probleme.

Voraussetzung einer effizienten solaren Wasserstoffwirtschaft ist die Brennstoffzelle.

Brennstoffzellen, statt Heizungsanlagen, produzieren 50% Strom und 50% Wärme aus dem eingesetzten Wasserstoff. Dadurch kann die Abwärme heutiger Kraftwerke, ca. 70% der eingesetzten Primärenergie, zur Heizung genutzt werden.

Verbrennungsmotoren haben im Verkehr einen Wirkungsgrad von ca. 20%.
Brennstoffzellen haben im Verkehr einen Wirkungsgrad von ca. 45%.
Batterie betriebene Elektromotoren haben einen Wirkungsgrad von ca. 80%.
Mit Lithium Akkus sind heute, bei ca. 700kg Fahrzeuggewicht, ca. 200km Reichweite möglich.
Lebensdauer ca. 200.000 km bei optimalem Aufladeverhalten.

Bei dieser effizienten Endenergie Nutzung reduziert sich der Primärenergiebedarf auf ca. 43%,
bei heutigem Endenergieverbrauch.

Die Landwirtschaft kann, ökologisch und ethisch korrekt, die benötigte Biomasse produzieren.
 
Karrenschieber am 23.08.2007 10:11 schrieb:
Die Landwirtschaft kann, ökologisch und ethisch korrekt, die benötigte Biomasse produzieren.

Bist du dir da sicher? In Mexiko drohen bereits Unruhen, weil die Mais- (und Tortilla-)Preise ansteigen, weil das Ökofieber in den USA dazu führt, dass Biomasse dorthin exportiert wird und für die Nahrungsversorgung nicht genug übrig bleibt.

Und dabei ist es nur ein Bruchteil der Amis, die bis jetzt mit Biosprit fahren wollen.
 
Die Produktion von Biosprit ist Schwachsinn.
Es wird nür die Stärke von Nahrungsmitteln genutzt.

Ein Hydrothermaler Reaktor muss nicht mit Nahrungsmitteln gefüttert werden.
Er nutzt sämtliche Formen von feuchter Biomasse.
Das ermöglicht durch geignete Fruchtfolgen zwei Ernten im Jahr.

Durch die „Wasserspaltung“ wir zusätzlicher Wasserstoff freigesetzt.

Dadurch ergibt sich eine vielfach höhere Energiemenge je Hektar als bei Biosprit.
 
Hydrothermale Vergasung – Die Anlage VERENA

Siehe http://www.fnr.de/

Literatur – Gülzower Fachgespräche Band 25

Auf Seite 115 bis Seite 127 präsentiert das Forschungszentrum Karlsruhe die Anlage VERENA

Hier noch eine Dissertation, TH Karlsruhe aus 2007
Die Vergasung von realer Biomasse in überkritischem Wasser

http://www.uvka.de/univerlag/volltex...dro_Miguel.pdf
 
Karrenschieber am 23.08.2007 11:16 schrieb:
Die Produktion von Biosprit ist Schwachsinn.
Es wird nür die Stärke von Nahrungsmitteln genutzt.

Ein Hydrothermaler Reaktor muss nicht mit Nahrungsmitteln gefüttert werden.
Er nutzt sämtliche Formen von feuchter Biomasse.
Das ermöglicht durch geignete Fruchtfolgen zwei Ernten im Jahr.

Durch die „Wasserspaltung“ wir zusätzlicher Wasserstoff freigesetzt.

Dadurch ergibt sich eine vielfach höhere Energiemenge je Hektar als bei Biosprit.

trotzdem gehen die tabellen in der präsentation um eine vergrößerung der anbaufläche von 15% im vergleich zu 2005 und von einer weiteren steigerung der erträge/ha im gleichen maße wie in den letzten jahren aus.
nix mit renaturierung - weitere schaffung von agrarland.
nix mir ökologischer landwirtschaft - mehr dünger, mehr gentechnik (wenn dass überhaupt reicht)
und dass es mit biotopen nicht weit her ist, wenn zweimal im jahr kahlschlag herscht, sollte auch klar sein.

desweiteren wird bei der derzeitigen verwendung von biomasse auch cellulose und lignien in stärke umgewandelt und verwertet - dass steamcracken effizienter als bakterien sind, wage ich mal zu bezweifeln, zumindest auf öl-basis (also vergleichsweise reinen ausgangsstoffen, für die man leicht optimieren kann) ist die CO erzeugung afaik noch immer eines der ineffizientesten verfahren. (auch in der präsentation steht da ein unauffälliges "zu optimieren")

zu guter letzt:
kern element der berechnungen für die energieeffizienz ist auch hier mal wieder die nahezu restlose nutzung der restwärme.
wenn diese rechnung aufgehen würde (was sie auf absehbare zeit nicht tut - aufgrund der enormen investitionen in den haushalten und aufgrund der simplen tatsache, dass man soviel wärme, gerade bei den niedrigen anfallenden temperaturen, einfach nicht nutzen kann.), könnten wir auch mit fernwärme, blockkraftwerken und erdgasbrennstoffzellen (die jetzt und nicht nach 30jahren weiterer vorschung eingesetzt werden können) eine reduzierung unserers energieverbrauchs auf weniger als die hälfte realisieren.

dazu kommt auch hier, wie bei allen biomasse basierten techniken:
dass co2, dass die pflanzen gebunden haben, wird letztendlich wieder frei.
im kreislauf ist die bilanz zwar noch ±0, kurzfristig wäre es aber ganz nett, einen teil davon z.b. als baum in die landschaft zu stellen.

und damit sollte man imho anfangen - der in der präsentation gemachte vorschlag ist sicherlich ein überdenkswertes ziel bzw. kann teil eines solchen sein (warum man windkraft nicht mehr nutzen soll, wird irgendwie nicht ganz klar - billiger ist sie in den nächsten jahren auf alle fälle und im unterhalt erst recht. sauberer auch), aber bis er umsetzbar ist, kann man erstmal konventionellere konzepte umsetzen.
schaden tut das auf keinen fall, abgesehen von der primären energiegewinnung lässt sich quasi alles auch für das neue verfahren weiterverwenden.


zur präsenstation an sich:
ich kenne den autor und seine hintergründe nicht - aber sie trägt alle zeichen typischer h2-propaganda, ob dass nun absicht ist oder nicht.
(neben den gerade genannten aspekten, ist z.b. auch noch unter den tisch gefallen, dass das genannte prinzip ebensogut methan produzieren könnte, was auch in bestehenden erdagasanlagen eingesetzt werden kann - die co2 bilanz bleibt hierbei die gleiche, solange niemand eine sichere, großkapazitative co2 lagerung findet. da ist aber sichere atommülllagerung imho noch wahrscheinlicher.)
 
ruyven_macaran am 31.08.2007 22:31 schrieb:
Karrenschieber am 23.08.2007 11:16 schrieb:
Die Produktion von Biosprit ist Schwachsinn.
Es wird nür die Stärke von Nahrungsmitteln genutzt.

Ein Hydrothermaler Reaktor muss nicht mit Nahrungsmitteln gefüttert werden.
Er nutzt sämtliche Formen von feuchter Biomasse.
Das ermöglicht durch geignete Fruchtfolgen zwei Ernten im Jahr.

Durch die „Wasserspaltung“ wir zusätzlicher Wasserstoff freigesetzt.

Dadurch ergibt sich eine vielfach höhere Energiemenge je Hektar als bei Biosprit.

trotzdem gehen die tabellen in der präsentation um eine vergrößerung der anbaufläche von 15% im vergleich zu 2005 und von einer weiteren steigerung der erträge/ha im gleichen maße wie in den letzten jahren aus.
nix mit renaturierung - weitere schaffung von agrarland.
nix mir ökologischer landwirtschaft - mehr dünger, mehr gentechnik (wenn dass überhaupt reicht)
und dass es mit biotopen nicht weit her ist, wenn zweimal im jahr kahlschlag herscht, sollte auch klar sein.

desweiteren wird bei der derzeitigen verwendung von biomasse auch cellulose und lignien in stärke umgewandelt und verwertet - dass steamcracken effizienter als bakterien sind, wage ich mal zu bezweifeln, zumindest auf öl-basis (also vergleichsweise reinen ausgangsstoffen, für die man leicht optimieren kann) ist die CO erzeugung afaik noch immer eines der ineffizientesten verfahren. (auch in der präsentation steht da ein unauffälliges "zu optimieren")

zu guter letzt:
kern element der berechnungen für die energieeffizienz ist auch hier mal wieder die nahezu restlose nutzung der restwärme.
wenn diese rechnung aufgehen würde (was sie auf absehbare zeit nicht tut - aufgrund der enormen investitionen in den haushalten und aufgrund der simplen tatsache, dass man soviel wärme, gerade bei den niedrigen anfallenden temperaturen, einfach nicht nutzen kann.), könnten wir auch mit fernwärme, blockkraftwerken und erdgasbrennstoffzellen (die jetzt und nicht nach 30jahren weiterer vorschung eingesetzt werden können) eine reduzierung unserers energieverbrauchs auf weniger als die hälfte realisieren.

dazu kommt auch hier, wie bei allen biomasse basierten techniken:
dass co2, dass die pflanzen gebunden haben, wird letztendlich wieder frei.
im kreislauf ist die bilanz zwar noch ±0, kurzfristig wäre es aber ganz nett, einen teil davon z.b. als baum in die landschaft zu stellen.

und damit sollte man imho anfangen - der in der präsentation gemachte vorschlag ist sicherlich ein überdenkswertes ziel bzw. kann teil eines solchen sein (warum man windkraft nicht mehr nutzen soll, wird irgendwie nicht ganz klar - billiger ist sie in den nächsten jahren auf alle fälle und im unterhalt erst recht. sauberer auch), aber bis er umsetzbar ist, kann man erstmal konventionellere konzepte umsetzen.
schaden tut das auf keinen fall, abgesehen von der primären energiegewinnung lässt sich quasi alles auch für das neue verfahren weiterverwenden.


zur präsenstation an sich:
ich kenne den autor und seine hintergründe nicht - aber sie trägt alle zeichen typischer h2-propaganda, ob dass nun absicht ist oder nicht.
(neben den gerade genannten aspekten, ist z.b. auch noch unter den tisch gefallen, dass das genannte prinzip ebensogut methan produzieren könnte, was auch in bestehenden erdagasanlagen eingesetzt werden kann - die co2 bilanz bleibt hierbei die gleiche, solange niemand eine sichere, großkapazitative co2 lagerung findet. da ist aber sichere atommülllagerung imho noch wahrscheinlicher.)

Naja, CO2 wollen einige Kraftwerksbetreiber ja künftig unter der Erde lagern, z.B. in alten Öllagerstätten.
 
Nur-Ich am 31.08.2007 22:55 schrieb:
ätzender full quote

Naja, CO2 wollen einige Kraftwerksbetreiber ja künftig unter der Erde lagern, z.B. in alten Öllagerstätten.

alle bislang als option betrachteten lagerstätten würde kaum 1-2 jahrzehnte reichen, dann wären sie voll.
und selbst für die existiert kein vorschlag, wie die lagerung sicher zu gestalten wäre.
(von den kosten mal ganz zu schweigen - u.a. auch die energiekosten, nordamerikanisches co2 in saudi arabische lagerstätten zu verpressen macht klimatechnisch nicht zwangsläufig sinn)
 
ruyven_macaran am 02.09.2007 00:35 schrieb:
Nur-Ich am 31.08.2007 22:55 schrieb:
ätzender full quote

Naja, CO2 wollen einige Kraftwerksbetreiber ja künftig unter der Erde lagern, z.B. in alten Öllagerstätten.

alle bislang als option betrachteten lagerstätten würde kaum 1-2 jahrzehnte reichen, dann wären sie voll.
und selbst für die existiert kein vorschlag, wie die lagerung sicher zu gestalten wäre.
(von den kosten mal ganz zu schweigen - u.a. auch die energiekosten, nordamerikanisches co2 in saudi arabische lagerstätten zu verpressen macht klimatechnisch nicht zwangsläufig sinn)

Die haben ja auch eigene Ölquellen. Abgesehen davon, bei Biomasse (egal ob nun Wasserstoff oder BIO Kraftstoff erzeugt wird) fällt doch nur soviel CO2 an wie vorher von der Pflanze beim Wachstum aufgenommen wurde.
 
Nur-Ich am 02.09.2007 02:22 schrieb:
Die haben ja auch eigene Ölquellen.

aber bei weitem nicht in dem umfang. die maximal kapazität war bereits global berechnet.

Abgesehen davon, bei Biomasse (egal ob nun Wasserstoff oder BIO Kraftstoff erzeugt wird) fällt doch nur soviel CO2 an wie vorher von der Pflanze beim Wachstum aufgenommen wurde.

in der präsentation wird es aber so dargestellt, als würde gar kein co2 in die athmosphäre abgegeben und nur über diese darstellungsweise habe ich mich aufgeregt.
das ewige "bei h2 nutzung wird kein co2 freigesetzt"-predigen der wasserstoffindustrie ist meiner meinung nach nämlich ein entscheidender bremsklotz für die einführung moderner technologien.
alle warten auf oder entwickeln mit viel aufwand einsatzfähige konzepte für wasserstofferzeugung, transport, lagerung,...
dabei haben wir seit ettlichen jahrzehnten die technologie, um andere gasförmige und wesentlich leichter handhabbare energieträger (z.b. methan, propan) aus biomasse herzustellen und zu nutzen, was genauso co2 neutral ist, wie wasserstofftechnik ohne die ohnehin nicht sinnvoll mögliche co2 nutzung.
 
Bei der Gleichung steht doch, dass Biomasse und Wassermoleküle zu Wasserstoffmolekülen und Kohlenstoffdioxid reagieren. Wie viel CO2 wird da freigesetzt. Ist das dann wirklich eine Verbesserung der Umstände? Diese Fragen stellen sich mir, wenn ich da drüber lese

Mein Chemielehrer sagte mal zu uns:
Wer es schafft, (2)H2O zu (2)H2 und O2 zu spalten, aber ohne großen Energieaufwand, bekommt bekommt einen Nobelpreis (also keine Elektrolyse). Wie steht ihr dazu?
 
SaPass am 06.09.2007 18:37 schrieb:
Bei der Gleichung steht doch, dass Biomasse und Wassermoleküle zu Wasserstoffmolekülen und Kohlenstoffdioxid reagieren. Wie viel CO2 wird da freigesetzt. Ist das dann wirklich eine Verbesserung der Umstände? Diese Fragen stellen sich mir, wenn ich da drüber lese
Wenn das CO2 aus Biomasse kommt, ist doch eh egal, wieviel CO2 da freigesetzt wird, da es eben kein fossiler Kohlenstoff ist. Das wäre dann ganz normal ein natürlicher Kreislauf. Du pflanzt einen Baum, fällst ihn und verbrennst ihn. Schlussendlich hast du dieeslbe Menge CO2 emmittiert wie du vorher der Athmosphäre entzogen hast. Dasselbe bei Biomasse.

Mein Chemielehrer sagte mal zu uns:
Wer es schafft, (2)H2O zu (2)H2 und O2 zu spalten, aber ohne großen Energieaufwand, bekommt bekommt einen Nobelpreis (also keine Elektrolyse). Wie steht ihr dazu?
Dann hättest du wohl ein Perpetuum Mobile erfunden, wenn du weniger Energie brauchst um zu spalten als die chemische Reaktion hergibt, das ist unmöglich.
 
struy am 06.09.2007 19:11 schrieb:
SaPass am 06.09.2007 18:37 schrieb:
Bei der Gleichung steht doch, dass Biomasse und Wassermoleküle zu Wasserstoffmolekülen und Kohlenstoffdioxid reagieren. Wie viel CO2 wird da freigesetzt. Ist das dann wirklich eine Verbesserung der Umstände? Diese Fragen stellen sich mir, wenn ich da drüber lese
Wenn das CO2 aus Biomasse kommt, ist doch eh egal, wie viel CO2 da freigesetzt wird, da es eben kein fossiler Kohlenstoff ist. Das wäre dann ganz normal ein natürlicher Kreislauf. Du pflanzt einen Baum, fällst ihn und verbrennst ihn. Schlussendlich hast du dieselbe Menge CO2 emittiert wie du vorher der Atmosphäre entzogen hast. Dasselbe bei Biomasse.

Mein Chemielehrer sagte mal zu uns:
Wer es schafft, (2)H2O zu (2)H2 und O2 zu spalten, aber ohne großen Energieaufwand, bekommt bekommt einen Nobelpreis (also keine Elektrolyse). Wie steht ihr dazu?
Dann hättest du wohl ein Perpetuum Mobile erfunden, wenn du weniger Energie brauchst um zu spalten als die chemische Reaktion hergibt, das ist unmöglich.
Und somit sind wieder 2 Fragen zufriedenstellend beantwortet.
Ich persönlich wäre offen für solche Energieformen.
Wie wird Wasserstoff genutzt zur Energiegewinnung? Wärmeenergie durch Verbrennung?
 
SaPass am 06.09.2007 19:30 schrieb:
struy am 06.09.2007 19:11 schrieb:
SaPass am 06.09.2007 18:37 schrieb:
Bei der Gleichung steht doch, dass Biomasse und Wassermoleküle zu Wasserstoffmolekülen und Kohlenstoffdioxid reagieren. Wie viel CO2 wird da freigesetzt. Ist das dann wirklich eine Verbesserung der Umstände? Diese Fragen stellen sich mir, wenn ich da drüber lese
Wenn das CO2 aus Biomasse kommt, ist doch eh egal, wie viel CO2 da freigesetzt wird, da es eben kein fossiler Kohlenstoff ist. Das wäre dann ganz normal ein natürlicher Kreislauf. Du pflanzt einen Baum, fällst ihn und verbrennst ihn. Schlussendlich hast du dieselbe Menge CO2 emittiert wie du vorher der Atmosphäre entzogen hast. Dasselbe bei Biomasse.

Mein Chemielehrer sagte mal zu uns:
Wer es schafft, (2)H2O zu (2)H2 und O2 zu spalten, aber ohne großen Energieaufwand, bekommt bekommt einen Nobelpreis (also keine Elektrolyse). Wie steht ihr dazu?
Dann hättest du wohl ein Perpetuum Mobile erfunden, wenn du weniger Energie brauchst um zu spalten als die chemische Reaktion hergibt, das ist unmöglich.
Und somit sind wieder 2 Fragen zufriedenstellend beantwortet.
Ich persönlich wäre offen für solche Energieformen.
Wie wird Wasserstoff genutzt zur Energiegewinnung? Wärmeenergie durch Verbrennung?
Ließ dir mal die Brennstoffzellen in WIkipedia oder ähnlichen durch.

Mal zu dem Artikel:
Also ich habe das keien 30 Seiten druchgehalten. Das ist mir doch zu Grün geschrieben (Nicht die Partei, sondern durch ne rosarote Brille).

Wasserstoff allein wird nicht reichen. Es werden viele verschiedene Techniken kommen und da sein, denn nur so ist auch sicher, dass immer reserven bleiben. Die Wirtschaft würde sich nie auf ein System allein stützen, da es einfach zu unsicher wäre.
 
BigBubby am 06.09.2007 19:46 schrieb:
Mal zu dem Artikel:
Also ich habe das keine 30 Seiten durchgehalten. Das ist mir doch zu Grün geschrieben (Nicht die Partei, sondern durch ne rosarote Brille).

Wasserstoff allein wird nicht reichen. Es werden viele verschiedene Techniken kommen und da sein, denn nur so ist auch sicher, dass immer Reserven bleiben. Die Wirtschaft würde sich nie auf ein System allein stützen, da es einfach zu unsicher wäre.

Ich habe den Artikel überflogen. Mir ist auch direkt aufgefallen, dass das zu positiv beschrieben ist, was die Qualität mindert, denn das grenzt an Übertreibung (vgl. Tabelle: Kosten in Milliardenhöhe).

Ich werde mich mal bei Wiki schlau machen.

MfG SaPass
 
SaPass am 06.09.2007 19:30 schrieb:
Wie wird Wasserstoff genutzt zur Energiegewinnung? Wärmeenergie durch Verbrennung?

aktuell:
gar nicht.
derzeit möglich ist verbrennung zum heizen, in gas-4taktmotoren (diverse antriebsszenarien sowohl mobil wie stationär) und direkte erzeugung von eletkrischem strom in brennstoffzellen. (vergleichsweise effizient, aber noch sehr sehr sehr sehr weit von 100% entfernt, lohnt sich energetisch nur, wenn wasserstoff die einfachste verfügbare energieform ist)
einzige stelle, wo wasserstoff heute große bedeutung hat, ist der antrieb großer raketen (afaik mitlerweile für alle orbitalflüge eingesetzt -wenn auch oft in kombination mit boostern mit anderem treibstoff und afaik auch erste wahl für interkontinentalraketen, da alterungsbeständige lagerung)

im szenario in der präsentation soll wasserstoff DIE primär energieform werden und quasi strom ablösen, letztendliche nutzung scheint aber nahezu durchgängig die verstromung von wasserstoff in brennstoffzellen zu sein - sei es zur versorgung von haushalten oder für elektrisch getriebene autos.

der knackpunkt ist und bleibt:
ist es effizienter, wasserstoff herzustellen und zu verteilen, als alle anderen energieformen? (bei der herstellung wäre der hauptkonkurrent methan, dass sich aus biomasse sehr leicht durch mikroorganismen erzeugen lässt und transporttechnisch praktischer als h2 ist, aber natürlich bei weitem von strom in der leitung geschlagen wird)
 
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