Leserbeitrag von thediff

Klimawandel - können wir dagegen etwas tun?

Ja, vielleicht so: Einfach von Allem etwas weniger!
Das Ziel ist erreichbar: "Nur" max. 1,5° -2° C  globaler Temperaturanstieg bis zum Jahrhundertende, dann wäre die Wahrscheinlichkeit bei 50%, dass wir Schlimmeres verhindern. Nice - so einfach?
JA, wir alle produzieren global ca. 38 GigaTonnen CO2. Bis zum o.a. Ziel haben wir noch ca. 500 GigaTonnen als "Budget" zur Verfügung.  Je länger wir abwarten, desto heftiger die Konsequenzen. Das ist Physik. Dagegen gibt es keine Medizin, da hilft nur Handeln. Verzichten wir heute nur mal auf den Urlaub, wird es vielleicht in wenigen Jahren der Verzicht auf das Fahren mit dem Auto sein. Die Chancen dafür stehen in Baden-Württtemberg gut: ca. 49% des CO2-Ausstoßes stammt vom Verkehr mit Verbrennungsmotoren. Da hilft auch kein Warten auf den Wasserstoff. Für eine vergleichbare Energiedichte wie bei Diesel oder Benzin ist Wasserstoff auf - 40° C abzukühlen und auf mind. 80 bar zu komprimieren. Abgesehen vom enormen  Energiebedarf in der Herstellung ist eine derartige Infrastruktur kaum in 10 Jahren zu schaffen. Elektroautos mit Batterien gibt es dagegen schon heute. Auch das Stromnetz ist bis zu jedem Haus flächendeckend vorhanden. Elektromobilität ist aber nur ein schneller Wechsel weg vom Verbrenner und nicht die große Lösung. Die große Lösung ist: Viele Menschen - wie z.B. Berufspendler - hinein in den ÖPNV, Schwerlast rauf auf die Schiene. PolitikInnen und WählerInnen, was macht Ihr? Weiter so?

© thediff 30.08.2020 20:08
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Kommentare

In my humble opinion

thediff schrieb am 11.09.2020 um 09:46

... und sehen, bis Wasserstoff einsatzbereit ist, ist viel Zeit vergangen. ... Wir müssen handeln.

Sicher müssen wir handeln, wegen des Klimas, ja, denn die steigenden Temperaturen mit ihren Folgen werden uns in unserem bequemen Leben doch noch ziemlich lästig werden. Aber die Biologie ist schon mit ganz anderen Herausforderungen fertig geworden, wenn auch um den Preis, dass 80 - 90 % aller Arten ausgestorben sind, aber der Rest reicht für einen Neuanfang, aus der Sintflutgeschichte wissen wir ja, dass jeweils 2 einer Art ...

Scherz beseite, 'unser' größeres Problem ist, dass wir - wenn wir so weiter machen - in spätestens 500 Jahren alle brauchbaren Kohlenwasserstoffvorräte verbrannt haben werden. Wenn wir auch nur einen Funken Geschichtsbewusstsein in die Vergangenheit und Verantwortungsgefühl für die Zukunft haben, so erinnern wir uns, dass vor gerade mal 500 Jahren ein gewisser Magister Luther seine Thesen veröffentlicht hat. Und nun denken wir mal 500 Jahre voraus ...

Das muss aber nicht bedeuten, dass wir 500 Jahre - oder sogar die Millionen Jahre der Evolution - brauchen, um die Photosynthese für den technisch-wirtschaftlichen großen Maßstab nachzubauen. Die Natur hat aus chemisch-physikalischen Gründen die 'Elektrizität' nicht für mobile Antriebe bevorzugt ( für Informationstechnologie aber schon ) und selbst wenn wir dabei schon besser als die Biologie sind, sollte uns das zumindest zu denken geben.

thediff

In my humble opinion schrieb am 02.09.2020 um 20:59

....so kann man ermessen, welchen Reaktionsweg die Biologie erfunden hat, der Weg über separates Gas als Methan oder gar als Wasserstoff ist es nicht.

So, nun wissen wir es ganz genau - und sehen, bis Wasserstoff einsatzbereit ist, ist viel Zeit vergangen. Zeit, die uns die Wissenschaft und das Klima nicht gibt. Dennoch ist Wasserstoff eine Möglichkeit, die Industrie und Energiespeicherung die ca. 1/3 des CO2-Ausstoßes verursacht, klimafreundlicher zu machen. Für die Energieerzeugung und das 2. Drittel heißt es, erneuerbare Energieen auf ein Maximum erhöhen, vor Ort, im Land. Das schafft neue Arbeitsplätze. Und für den Verkehr und dem ca 3. Drittel benötigt es andere Maßnahmen. Eine Kaufprämie auf "saubere" Verbrenner ist Populismus. Wer kauft, angesichts dieser Aussichten, heute noch einen Verbrenner? Nochmal: Für die Verkehrswende sind Batteriebetriebe FZ, die kaum Wartungkosten haben, die Sonnen-Strom vom eigenen Dach nutzen, die leise sind und keine giftigen Abgase dem Nachfolgenden ins Gesicht blasen, die denjenigen weiterhin mobil halten, der auf das Auto nicht verzichten kann, die den ewig gestrigen Gas/-Bremspedal-Junkies auch Spaß machen, die mittels Carsharing anderen die Freiheit zum Umstieg auf den ÖPNV bieten, könnten den CO2-Ausstoß im Verkehr schon heute drastisch reduzieren. Das Klima gibt das Tempo vor. Wir müssen handeln.

In my humble opinion

Harald Seiz schrieb am 02.09.2020 um 18:53

... (Photo-)Synthese, bei der allerdings nicht Methangas entsteht, sondern - grob gesagt - Zucker. ...

Nur ganz kurz dazu:

Die Photosynthese erzeugt Zucker und nicht Methangas, die Natur hat eben auch Probleme, Gase für energetische Zwecke zu speichern, flüssig ( Öl ), Fett und Zucker eignen sich viel besser dazu. Der physiologischer Brennwert von Zucker beträgt 16,8 kJ pro Gramm, Alkohol liefert 29,8 kJ pro Gramm, Fette etwa 39 kJ pro Gramm).
Betrachtet man sich die chemischen Formeln:
CO2
H2O
CH2-O = Formaldehyd
CH2OH-CO-CH2OH = einfaches Monosaccharid ( ‚Zucker‘ ),
so kann man ermessen, welchen Reaktionsweg die Biologie erfunden hat, der Weg über separates Gas als Methan oder gar als Wasserstoff ist es nicht.

Harald Seiz

In my humble opinion schrieb am 02.09.2020 um 14:48

Ich habe mich etwas verkürzt ausgedrückt. ........Wir können nun technisch diese Synthese nachbilden, indem wir mit Strom aus Solar- und Windanlagen vorhandenes Wasser und eingefangenes Kohlendioxid so miteinander reagieren lassen, dass Methangas entsteht. .....

Danke, jetzt ist deutlich geworden, was gemeint war. Und ja, die Herstellung von Methangas aus Wasser und Kohlendioxid hat Ähnlichkeit mit der von ihnen erwähnten (Photo-)Synthese, bei der allerdings nicht Methangas entsteht, sondern - grob gesagt - Zucker.

Sowohl Wasserstoff als auch Methangas eignen sich zur chemischen Speicherung der aus Wind und Sonne erzeugten Energie. Das Methangas entsteht in einem zweistufigen Verfahren. Im ersten Schritt wird Wasserstoff hergestellt, indem unter Verbrauch von "grüner" Energie Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff umgewandelt wird (Elektolyse). Der gewonnene Wasserstoff kann als Energieträger in Tanks oder unterirdischen Kavernen gespeichert werden oder (2. Schritt) durch Methanisierung (Wasserstoff reagiert mit C02) in Methangas und Sauerstoff umgewandelt werden.

Den mit der Methanisierung verbundenen umweltfreundlichen Vorteil, dass hierbei Kohlendioxid chemisch gebunden wird, haben Sie ja erwähnt, auch dass Methangas ohne Weiteres in die bestehenden Erdgasnetze eingespeist werden kann.

Einer sehr lesenswerten Veröffentlichung des Helmholtz-Instituts zufolge ist es Wissenschaftlern vom Karlsruher Institut für Technologie nun gelungen, die Synergien zwischen Elektrolyse und Methanisierung erstmals konsequent auszuschöpfen. Vgl. hierzu.    https://www.eskp.de/energiewende-umwelt/die-hoffnungstraeger-wasserstoff-und-methan-935978/ 

Da wir - infolge falscher Weichenstellungen unserer Politiker - noch viele Jahre auf fossile Energieträger angewiesen sind, schließe ich mich THEDIFFS Fazit an: "Elektromobilität (Anm. des Verf.: egal, ob mit Batterie oder Brennstoffzelle) ist aber nur ein schneller Wechsel weg vom Verbrenner und nicht die große Lösung. Die große Lösung ist: Viele Menschen - wie z.B. Berufspendler - hinein in den ÖPNV, Schwerlast rauf auf die Schiene. PolitikInnen und WählerInnen, was macht Ihr? Weiter so?" 

 

In my humble opinion

Harald Seiz schrieb am 02.09.2020 um 01:02... Wie "durch Umwandlung mittels CO2 " Methangas entstehen sollte, ist nicht nachvollziehbar.  Methangas ist ein Treibhausgas. Es hat die chemische Formel CH4, besteht also aus einem Wasserstoff- und 4 Kohlenstoffatomen ...

Ich habe mich etwas verkürzt ausgedrückt. Seit Anbeginn biologischen Lebens - naja, kurz ( einige 1.000.000 Jahre oder so ) danach - werden mit dem eingefangenen Sonnenlicht im Chlorophyll-Molekül Elektronen angeschubst ( 'Strom' ) und über einige Schritte wird aus Wasser H2O und Kohlendioxid CO2 etwas in der Art wie Methangas CH4 oder langkettige Kohlenhydrate CnH2n+2 erzeugt und O2 ist sozusagen Abfall, für den es aber dankbare Abnehmer gibt - uns zum Beispiel.

Wir können nun technisch diese Synthese nachbilden, indem wir mit Strom aus Solar- und Windanlagen vorhandenes Wasser und eingefangenes Kohlendioxid so miteinander reagieren lassen, dass Methangas entsteht. Dieses 'elektrisch' erzeugte Methangas entspricht dem Erdgas, kann mit herkömmlicher Technik transportiert, gelagert und verarbeitet/verbrannt werden. Der dafür benötigte Sauerstoff entstand ber der Herstellung diesen E-Methans, ein geschlossener Kreislauf. Über Stickoxide wollen wir mal nicht reden.

Sicher ist zur Zeit die Gewinnung des Lithiums in Umwelthinsicht 'teuer', wenn wir aber die Akkus später nicht einfach wegschmeißen oder vergraben, sondern aufarbeiten, werden wir die Umwelt nicht belasten - sofern die dafür benötigte Energie von der Sonne kommt und nicht aus der 'Erde'.

Harald Seiz

In my humble opinion schrieb am 01.09.2020 um 14:26>>>><<

>>... Batteriemobilität ist sicher für den Kurzstrecken- und Stadtverkehr - auch ÖPNV - ein gutes Mittel, um lokal keine Abgase zu erzeugen.<<

Lokal keine Abgase zu erzeugen, wäre in der Tat schon ein Fortschritt.

Klimapolitisch bringt aber die Batteriemobilität wenig Einsparung des Klimakillers CO2, wenn man den Anfall von C02 betrachtet, der von der Herstellung bis zur Verschrottung eines batteriegetriebenen Kraftfahrzeugs anfällt. Auch der Wirkungsgrad der Batteriemobilität lässt bei dieser sogenannten "well-to-wheel"- Betrachtung sehr zu wünschen übrig. Außerdem gibt es bis auf Weiteres keinen gleichwerigen Ersatz für die Lithium-Ionen Batterien. Das meiste Lithium wird aber durch Verdunstung des Wassers in den großen Salzseen Südamerikas gewonnen mit verheerenden ökologischen Folgen infolge des Absinkens des Grundwasserspiegels etc. Auch für die Wiederaufbereitung der überdimensionierten 600 bis 800 kg schweren Batterien ist derzeit noch keine wirtschaftlich sinnvolle Lösung absehbar.

>>Wasserstoff gehört auf Grund seiner Chemie und Physik nicht unbedingt auf den ersten Platz, da läge die Umwandlung mittels CO2 in Methangas=Erdgas nahe, die Infrastruktur haben wir, Speicher haben wir, die Motoren laufen auch schon auf CNG und wir könnten Gaskraftwerke als 'Notstromaggregate' vorhalten, die die Flautezeiten überbrücken.<<

Wie "durch Umwandlung mittels CO2 " Methangas entstehen sollte, ist nicht nachvollziehbar.  Methangas ist ein Treibhausgas. Es hat die chemische Formel CH4, besteht also aus einem Wasserstoff- und 4 Kohlenstoffatomen .Um aus Methangas Energie zu erzeugen, muss es verbrannt werden. Dabei reagieren die Hauptbestandteile von Methangas – Kohlenstoff (C) und Wasserstoff (H2) – zu Kohlendioxid (CO2) und Wasserdampf. Es entsteht also das Treibhausgas Co2. Klimapolitisch kann das nicht wünschenswert sein.

Wird hingegen Wasserstoff durch Elektrolyse aus grüner Energie erzeugt, fällt kein CO2 an. Auch bei der - quasi umgekehrten - Elekrolyse zur Gewinnung von Energie zum Betrieb eines normalen Elektromotors fällt kein umweltschäliches CO2 an, weil hierbei der in einem Tank gespeicherte Wasserstoff in einer Brennstoffzelle mit Sauerstoff reagiert, wodurch unschädliches Wasser (H2O) und (elektrische) Energie entstehen.

Ich glaube nicht, dass sich Batterie-Mobilität langfristig durchsetzen wird, kann aber Leute verstehen, die sich durch die hohen Kaufprämien zum Kauf eines batteriegetriebenen E-Autos verleiten lassen.

In my humble opinion

Harald Seiz schrieb am 01.09.2020 um 13:13

... Was z. B. den enormen Energiebedarf angeht, so müssen heute schon Windräder in Zeiten starker Sonneneinstrahlung abgeschaltet werden, weil die überschüssige Solarenergie nicht ins Stromnetz eingespeist und bisher auch noch nicht wirtschaftlich gespeichert werden kann. Heute wird diese in Spitzenzeiten anfallende überschüssige Energie überhaupt nicht genutzt, was eine riesige Verschwendung darstellt. ...

Das Problem ist ja - wie so vieles in der Realität - nicht 'ja - nein', sondern - wie bei den Graustufen - gibt es 254 Zwischenschritte mit 'sowohl - als auch'.

Batteriemobilität ist sicher für den Kurzstrecken- und Stadtverkehr - auch ÖPNV - ein gutes Mittel, um lokal keine Abgase zu erzeugen. Für Lastentransporte und Langstrecken gibt es sicher andere, bessere Lösungen, eine haben wir in den letzten Jahren total verschlampen lassen - die Bahn. Zentrale Bahnachsen, Knoten und elektrische Verteilung von diesen Knoten in die Fläche, zum Beispiel. Aber es ist ja nicht nur das, in Hochzeiten ( sonnig und windig ) können wir die Überschussenergie nicht über längere Zeit in Akkus speichern, für Pumpspeicherkraftwerke gibt es aus unterschiedlichen Gründen auch keinen Markt. Andererseits haben wir vorhersagbare Zeiten, in denen die PVA keine Energie liefert ( nachts ), die Flauten oder guten Winde sind nicht langfristig so vorhersagbar, dass wir unseren Verbrauch darauf einrichten könnten und das Alptraumszenario ist ja eine Woche im kalten Winter, mit wenig Sonne und wenig Wind, aber niedrigen Temperaturen. Wir müssen also die Kapazitäten der PVA und WKA in gewisser Weise überdimensionieren, dass es im Mittel reicht. Was läge also näher, den Überschussstrom in besseren Zeiten in einer bekannten Form zu speichern? Wasserstoff gehört auf Grund seiner Chemie und Physik nicht unbedingt auf den ersten Platz, da läge die Umwandlung mittels CO2 in Methangas=Erdgas nahe, die Infrastruktur haben wir, Speicher haben wir, die Motoren laufen auch schon auf CNG und wir könnten Gaskraftwerke als 'Notstromaggregate' vorhalten, die die Flautezeiten überbrücken. Wenn wir die Chemie etwas weiter treiben, können wir Propan- oder Butangas erzeugen ( LPG ) oder sogar künstlichen Diesel ( Synfuel ). Das lässt sich alles bequem speichern und mit vorhandener Mobilitätstechnik nutzen - und dann eben ohne Erzeugung von CO2 aus fossilen Vorräten. Es wird heute über den 'schlechten Wirkungsgrad' bei der Umwandlung gejammert, sicher, bei der Einzelfallbetrachtung stimmt das auch, aber nicht in der Gesamtbetrachtung, bei den Gesamtkosten. Wir dürfen nicht vergessen, dass die Natur mit der Photosynthese mit einem Wirkungsgrad unter 1% aus Sonnenlicht alle die Kohle, alles das Erdöl und alle das Erdgas über Jahrmillionen erzeugt und gespeichert hat, was wir jetzt in wenigen hundert Jahren alles verbrauchen - und auf absehbare Zeit kommt da nichts mehr nach. Die Natur hat uns mit der Umwandlung von Sonnenenergie in Kohlenhydrate und Fette ( = Kohlenwasserstoffe ) einen Kreislauf aufgezeigt. Kein Lebewesen lebt von gespeicherter elektrischer Energie, keins hat elektrische Muskeln, aber über Kohlenwasserstoffe als Speicher funktioniert es seit mehr als 500 Millionen Jahren.

Harald Seiz

Sie haben in Vielem Recht. Aber Ihren Ausführungen zur Wasserstofftechnologie kann ich nicht zustimmen. Was z. B. den enormen Energiebedarf angeht, so müssen heute schon Windräder in Zeiten starker Sonneneinstrahlung abgeschaltet werden, weil die überschüssige Solarenergie nicht ins Stromnetz eingespeist und bisher auch noch nicht wirtschaftlich gespeichert werden kann. Die Wasserstoff-Technologie jedoch ermöglicht die Umwandlung von überschüssiger grüner Energie, die dann in Form von Wasserstoff gespeichert wird. Heute wird diese in Spitzenzeiten anfallende überschüssige Energie überhaupt nicht genutzt, was eine riesige Verschwendung darstellt. Und diese Verschwendung würde ohne Wasserstoff-Technologie in dem Maße anwachsen, in dem die fossile Energiegewinnung durch erneuerbare Energie aus Sonne und Wind abgelöst wird. Der Grund hierfür ist einfach: die Menge der alternativ erzeugbaren Energie unterliegt großen Schwankungen, weil halt z. B. an einem schönen Sommertag zur Mittagszeit mehr überschüssige Solarenergie erzeugt werden kann  als in einer langen Winternacht.

Der Betieb von wasserstoffgetriebenen PKWs mag heute noch nicht ökonomisch sinnvoll sein,  aber heute schon werden jede Menge Omnibusse, LKWs und Gabelstapler wirtschaftlich mit Wasserstoff-Motoren betrieben. Die Herstellung von Tanks, die die hohen Drücke verkraften, ist heute allenfalls noch für deutsche Autobauer ein Problem. Fortschrittliche Industrie-Nationen wie Schweden und Japan haben dieses Problem schon längst gelöst. Aber bei uns wird ja auch unsinnigerweise die ökologisch schädliche und ineffiziente battriegestützte E-Mobilität subventioniert. Dafür sorgen die bezahlten und korrupten Lobbyisten in den Parlamenten und die in der Lobby des Parlamentsgebäudes herumlungenden Interessenvertreter der deutschen Automobil-Industrie, die die technische Entwicklung verschlafen hat.

thediff

In my humble opinion schrieb am 30.08.2020 um 21:41

Ich weiß ja nicht, woher Sie diese ( falschen ) Zahlen haben...Nehmen wir den Tank mit seinem Volumen, so können wir mit H2liq pro Liter um die 2,4 kWh speichern, mit H2/700bar als Druckgas pro Liter etwa 1,9 kWh und nur zum Vergleich: Benzin bietet pro Liter knapp 9 kWh und Diesel pro Liter knapp unter 10 kWh.

Ohne einen Expertenstreit zu provozieren: es ist erkennbar, dass Wasserstoff eine unbrauchbare Technik für den Individual- und somit den normalen Straßenverkehr ist. Das Wasserstoffauto Toyota Mirai (79.000 €) verbraucht 1 kg H2/100km (ADAC-Test). Für die Herstellung dieses kg H2 sind ca. 50 kWh nötig (*1) – idealerweise aus grünem Strom, wie z.B. PV oder Windkraft. Hinzu kommt der Aufwand um einen Tank ausreichend zu befüllen, für Komprimierung um 700 bar, Kühlung auf -40°C und noch andere Aufwände, wie z.B. der Transport des aggressiven H2 in Spezialtanks – in Summe ca. 10-15 %. Somit erfordert 1 kg H2, um den Toyota Mira 100 km fahren zu können, ca. 57 kWh (*2). Das Batterieauto TESLA Model 3 (53.000 €) und andere  benötigen für 100 km ca. 20 kWh (ADAC-Test) – die ohne Umwege direkt in die Batterie kommen. Das Verhältnis 57 zu 20 kWh zeigt, dass Wasserstoff erst für den Straßenverkehr taugt, wenn wir ca. 3 mal mehr Strom haben, als heute verfügbar. Für die industrielle Nutzung ist Wasserstoff auch in sehr weiter Ferne und kommt somit zu spät, um die Klimakrise abzuwenden. Da Alternativen vorhanden sind, hat Wasserstoff nicht oberste Priorität. Die Investitionen sind in die Alternativen zu lenken. Bei der Atomkraft wurde die gleiche Fehlentwicklung schon einmal gemacht. Wissenschaftler publizieren, dass unsere derzeitige Verhaltensweise ohne robuste Veränderungen bis ins Jahr 2100 zu einer globalen Erwärmung von 4° C führt (*3). Damit wird unsere Erde eine andere sein, als wir sie kennen und die meisten von uns sie sich vorstellen können. Zum Vergleich: vor 20.000 Jahren war die globale Durchschnittstemperatur um -4° niedriger. Da lag die Insel Rügen unter einer 500 m dicken Eisdecke begraben (*4).
Quelle*1: https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserelektrolyse)
Quelle*2: „Wasserstoff-Infrastruktur für eine nachhaltige Mobilität“ S. 26, e-mobil BW GmbH)
Quelle*3: SWR-Mediathek, Sendereihe „betrifft“: Klimawandel – auf Spurensuche im Südwesten“
Quelle*4: Dipl. Meteorologe Sven Plöger „Zieht Euch warm an – es wird heiss!“ S. 6

In my humble opinion

... Für eine vergleichbare Energiedichte wie bei Diesel oder Benzin ist Wasserstoff auf - 40° C abzukühlen und auf mind. 80 bar zu komprimieren. ...

Ich weiß ja nicht, woher Sie diese ( falschen ) Zahlen haben.

Es gibt heute technisch die Tiefkühlung, um H2liq bei Atmosphärendruck ( flüssig ) zu speichern - dafür muss die Flüssigkeit aber -253°C und weniger haben, das ist für den Normalgebrauch reichlich kalt. Gasförmig wird das H2 bei Drücken von 500 - 700 bar gespeichert - da haben die Tanks was auszuhalten, zumal H2 manchem Werkstoff Probleme bereitet.

Nehmen wir den Tank mit seinem Volumen, so können wir mit H2liq pro Liter um die 2,4 kWh speichern, mit H2/700bar als Druckgas pro Liter etwa 1,9 kWh und nur zum Vergleich: Benzin bietet pro Liter knapp 9 kWh und Diesel pro Liter knapp unter 10 kWh.

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