Zum Inhalt springen
airliners.de

Airbus will ab 2025 mit kyrogenem Wasserstoff abheben (Zero E)


Windyfan

Empfohlene Beiträge

Technisch ganz klar machbar, die Leistung der Turbinen wird sogar steigen. Der Wirkungsgrad bei der Verbrennnung  ist unerreicht. Das Ganze ist ja nichts neues, jedes Raumfahrzeug wohl seit Sputnik hat Flüssigwasserstoff / Flüssigsauerstoff als Antrieb, da es die beste Treibstoffkombination ist.

 

Aber Nachteil: Wasserstoff als das leichteste Element braucht enorm große Tanks, deshalb war der Tank vom Spaceshuttle so viel größer als der Shuttle selber...  und die Kosten...

 

Ausnahme: Die erste Stufe der Saturn V hatte Kerosin / Flüssigsauerstoff weil kein Platz für den notwendigen Riesentank war.

 

Aber: Wer soll das bezahlen?
 

Das ist nämlich vom Wirkungsgrad der Erzeugung für den Fall des Flüssigwasserstoffs eine Katastrophe, denn der wird erst kurz vor dem absoluten Nullpunkt flüssig, so dass alleine für die Verflüssigung der Menge von 1 kWh Wasserstoff 10 kWh Energie benötigt werden!

 

Auch der Wirkungsgrad bei der Erzeugung des Wasserstoffs selber ist vergleichsweise schlecht. Noch dazu ist besonders teure und aufwändige Technik notwendig, um den Flüssigwasserstoff vom Tank zu den Turbinen zu regeln und zu pumpen, da dies sicher bei fast -270 Grad geschehen muss. Dann neigt jedes Metall zur Versprödung bei Kontakt mit Wasserstoff, die Wartung ist dementsprechend teuer.

 

Ferner gibt es kein Material dieser Erde, welches 100 % dicht gegen Wasserstoff ist, die Moleküle wandern einfach durch die Atomgitter der Materialien. Damit scheidet ein Pipelinetransport aus, denn da kommt schlicht kaum etwas an über große Entfernung. Ferner muss also alles  so konstruiert werden, dass sich keine explosiven Gemische mit Luft bliden können.

 

Noch dazu siedet der Flüssigwasserstoff in den Kyrogentanks immer ein wenig, so dass nach 2 Wochen ein voller Tank von selbst leer ist. Dann neigt Wasserstoff bei Kontakt mit der luft zur Selbstentzündung, das Betanken ist eine knifflige Angelegenheit mit entsprechendem Sicherheitsaufwand.

 

Die Gesamtkosten sind also extrem - nun die Frage, warm macht man solche kosmetischen Experimente? Eine von vorne herein sinnlose Arbeitsbeschaffungsmaßnahme?

Link zu diesem Kommentar
Auf anderen Seiten teilen

Sorry Windyfan, aber das ist ganz schlecht recherchiert!

 

- Kryogener Wasserstoff braucht keine enorm großen Tanks. Die Tanks sind aufwändig isoliert aber nicht enorm groß.

- Kryogene Tanks stehen bereits unter Druck. Pumpen dafür gibt es seit Jahrzehnten. Außerdem brauchst Du Wasserstoff nicht mehr zerstäuben.

- Es gibt durchaus wasserstoffbeständige Metalle und andere Materialien.

- Leckage: Theoretisch richtig. In der Praxis ist der Verlust z.B. bei einem Toyota Mirai vernachlässigbar (Druckgastanks).

- Falsch: Wasserstoff neigt in der Luft zur Selbstentzündung. Richtig: Wasserstoff/Luftgemische sind leicht entzündlich

- Flugzeuge sind eigentlich ideal für kryogene Tanks. Der Tank wird in kurzer Zeit entleert und Siedeverluste sind vergleichsweise gering. Vermutlich wird auch eine relativ einfache Tankisolierung benötigt. Verkehrsflugzeuge landen in der Regel an Orten an denen man eine Wasserstoffinfrastruktur vorhalten kann. Bei LKW und PKWs hast Du diesen Fall nicht. Die stehen nach 3 Wochen Urlaub in irgendeiner Garage im Nirgendwo.

 

Wenn man CO2 neutral fliegen will sehe ich nur 2 Alternativen: Synthetische Kraftstoff und Wasserstoff. Es wird sich zeigen müssen welche Variante wirtschaftlicher ist und sich durchsetzen wird. Das ist kein Experiment sondern Forschung.

Link zu diesem Kommentar
Auf anderen Seiten teilen

Leider ist das Thema der Nutzung von Wasserstoff inzwischen sehr ideologisch aufgeladen.. Verschiedenste Interessengruppen versuchen ihren Standpunkt in der Öffentlichkeit zu platzieren. Leider halten sich hartnäckig auch irgendwelche Mythen, Halbwahrheiten oder gar Unwahrheiten. Leider ist es für Laien nicht immer einfach herauszufinden was nun richtig ist und was nicht. Deshalb auch kein persönlicher Vorwurf an Windyfan. Ich habe das alles schon mal irgendwo auch schon so gelesen.

 

Ich würde das Thema Sinnhaftigkeit von der Nutzung von Wasserstoff generell hier ausblenden - das führt hier nicht weiter. Nur so viel: Für mich persönlich macht die Nutzung von Wasserstoff Sinn, da es die räumliche und zeitlich Trennung zwischen Erzeugung und Verbrauch von "grünem" Strom ermöglicht.

Außerdem kann ich mittelprächtig gut (Gewicht und Platz) mit Wasserstoff Energie speichern (sprich Tanks). Unschlagbar sind hier übrigens die bewährten Kohlenwasserstoffe ("Kerosin").

 

Ich beschäftige mich beruflich mit Wasserstoff kann aber aus naheliegenden Gründen keine Informationen hier rein stellen. Mit Links tue ich mich daher aus o.g. Gründen schwer. Ich würde generell Quellen wie staatliche / renommierte Universitäten bevorzugen.

 

Zum Thema Sicherheit von Wasserstoff würde ich folgenden Artikel empfehlen (leider auf Englisch). Sehenswert das darin verlinkte Youtube Video von 1960.

 

https://hydrogen.wsu.edu/2017/03/17/so-just-how-dangerous-is-hydrogen-fuel/

 

In der Seattle Times ist heute ein Artikel über das Triebwerk und auch ein interessanter Bezug zu Boeing (nur 1 Artikel im Monat frei -> also gleich abspeichern)

https://www.seattletimes.com/business/boeing-aerospace/ge-and-safran-tout-new-open-rotor-engine-future-for-sustainable-aviation/

 

Bei den Kryotanks ist die Thematik sehr komplex und das ist auch ein absolutes Nischengebiet. Die wenigsten Ingenieure werden sich damit tiefer befasst haben. Für Laien eher unverständlich.

 

Energie zur Verflüssigung: 32% nicht 1000%. https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjVy-uyzJnxAhUjh_0HHcH2C2AQFnoECBkQAA&url=http%3A%2F%2Fwww.probas.umweltbundesamt.de%2Fphp%2Fweb2pdf.php%3Fid%3D%7BD73ED739-3FB7-4B68-BEEB-264E5BA703F8%7D&usg=AOvVaw3uTAK97hMwgrkaz7rcGbnJ

Link zu diesem Kommentar
Auf anderen Seiten teilen

vor 13 Minuten schrieb FKB:

Leider ist das Thema der Nutzung von Wasserstoff inzwischen sehr ideologisch aufgeladen.. Verschiedenste Interessengruppen versuchen ihren Standpunkt in der Öffentlichkeit zu platzieren. Leider halten sich hartnäckig auch irgendwelche Mythen, Halbwahrheiten oder gar Unwahrheiten. Leider ist es für Laien nicht immer einfach herauszufinden was nun richtig ist und was nicht. Deshalb auch kein persönlicher Vorwurf an Windyfan. Ich habe das alles schon mal irgendwo auch schon so gelesen.


Erster Satz: Den Eindruck habe ich auch

vor 17 Minuten schrieb FKB:

Ich würde das Thema Sinnhaftigkeit von der Nutzung von Wasserstoff generell hier ausblenden - das führt hier nicht weiter.


Warum das denn? Ich finde das ein hochinteressantes Thema, und das sollten wir auch diskutieren können.

vor 21 Minuten schrieb FKB:

Ich beschäftige mich beruflich mit Wasserstoff kann aber aus naheliegenden Gründen keine Informationen hier rein stellen. Mit Links tue ich mich daher aus o.g. Gründen schwer. Ich würde generell Quellen wie staatliche / renommierte Universitäten bevorzugen.


Das ist aber schade. Wenn Du Dich beruflich mit dem Thema beschäftigst, bist Du doch dann der Fachmann. Betriebsgeheimnisse erwarten wir ja nicht von Dir.
 

Wenn der Energieaufwand zur Erzeugung von Wasserstoff so hoch ist, dass die Wirtschaftlichkeit ein Problem ist, dann kann man den doch aus Sonnen- und Windenergie erzeugen. Oder reicht das nicht?

Link zu diesem Kommentar
Auf anderen Seiten teilen

vor 4 Stunden schrieb aaspere:

Warum das denn? Ich finde das ein hochinteressantes Thema, und das sollten wir auch diskutieren können.


Das ist aber schade. Wenn Du Dich beruflich mit dem Thema beschäftigst, bist Du doch dann der Fachmann. Betriebsgeheimnisse erwarten wir ja nicht von Dir.
 

Wenn der Energieaufwand zur Erzeugung von Wasserstoff so hoch ist, dass die Wirtschaftlichkeit ein Problem ist, dann kann man den doch aus Sonnen- und Windenergie erzeugen. Oder reicht das nicht?

Vordergründig diskutiert man über Wasserstoff, aber eigentlich diskutiert man über den Klimawandel. Ich habe für mich entschieden, dass ich mich bei den Themen Klimawandel und Corona raus halte. Meiner Meinung nach ist bei diesen Themen jede Diskussion inzwischen zwecklos. Abgesehen davon habe ich hier schon lange nichts mehr gepostet, da mir meine Zeit zu schade ist und gewisse Leute nur versuchen mich und andere zu diskreditieren.

 

Ich beschäftige mich mit Wasserstoffanwendungen und habe früher in einem Projekt mit Kryotechnik gearbeitet - aber nicht in der Luftfahrt.

 

Das Grundproblem in Deutschland mit den alternativen Energien ist folgendes: An sonnigen und windigen Tagen haben wir viel zu viel davon. An dunklen Nebeltagen im Winter aber viel zu wenig. Damit wir im Winter keinen Blackout haben muss man eine gewisse Kapazität von konventionellen Kraftwerken vorhalten. Diese lohnen sich aber nur wenn sie das ganze Jahr über laufen bzw. sind nicht flexibel genug um kurzfristig einzuspringen. Kernproblem ist die fehlende Möglichkeit sehr große Mengen an Energie zu speichern. Deshalb gerät gerade der Ausbau der alternativen Energien ins Stocken.

Weltweit gesehen wäre sehr viel mehr möglich. Sehr viele Leute, Industrien oder gar Staaten haben es sich aber in der gegenwärtigen Situation sehr gut eingerichtet und die haben wenig Interesse etwas zu ändern. Öl schmiert gut...

Link zu diesem Kommentar
Auf anderen Seiten teilen

Ich kann alles, was Du schreibst, nachvollziehen, und es ist richtig, dass es nicht um die Wasserstofftechnologie an sich geht, sondern um das zentrale Thema Klimawandel. Als die erste Eisenbahn zwischen Nürnberg und Fürth eingerichtet wurde, ging es aber auch nicht nur um Eisenbahntechnik sondern um das Thema Verkehrswende. Vom Ochsenkarren zum schnellen Massentransportmittel. Und da gab es auch ideologische Scharmützel.
Nochmal zum Wasserstoff: Wenn man ihn herstellen kann, dann kann man ihn doch auch lagern für Windstille und Dunkelheit.
 

Link zu diesem Kommentar
Auf anderen Seiten teilen

Wasserstoff kann man auf 3 Arten lagern:

 

1.) Gasförmig in Druckgasbehältern

2.) Flüssig bei -252°C in Kryotanks

3.) Eingelagert in andere Materialien (z.B. Metallhybridspeicher)

 

1.) Druckgasbehälter machen nur im kleinen Maßstab Sinn. Ab einer gewissen Größe (vor allem der Durchmesser) werden die benötigten Materialwandstärken einfach zu groß. Wasserstofftankwagen mit Gasflaschen (s. Bild https://www.morbach.de/wp-content/uploads/2020/01/Wasserstoff_Tankwagen_1900x1053.jpg ) dürften schon ziemlich nahe an das Optimum herankommen. Druckgasbehälter sind nicht ganz unproblematisch, teuer und müssen nach einer gewissen Lebensdauer aus Sicherheitsgründen ausgetauscht werden. Spricht nicht für die Wirtschaftlichkeit.

 

2.) Die Verflüssigungsanlagen sind aufwändig und momentan sind das große Anlagen. Wenn man sie herunter skalieren könnte wäre das ein großer Fortschritt. Nachteil von den Kryotanks ist auch, dass ständig etwas Wasserstoff ausgast, den man wieder herunter kühlen oder verbrauchen muss. Es wird also immer ein wenig Energie gebraucht um die Energie zu speichern. Ich halte das aber für einen gangbaren Weg. Muss politisch nur gewollt werden.

 

3.) Solche Speicher sind noch Forschungsgegenstand. Es gab in der Vergangenheit enorme Fortschritte und vielleicht steckt hier noch viel Potential. Wenn sich in diesem Feld noch etwas tut könnte das den Durchbruch bedeuten.

 

Bei allen Speicherarten braucht man Energie um H2 in lagerfähigen Zustand bzw. wieder herauszubekommen. Das verschlechtert den Wirkungsgrad. Weitere Verluste gibt es dann wieder bei der Verstromung. Es gibt sehr unterschiedliche Angaben über den Gesamtwirkungsgrad der Speicherung. Ich persönliche schätze der liegt nicht besser als 20%. Es gehen also 4/5 der ursprünglich gewonnenen Energie flöten. Die Speicherung macht also nur Sinn wenn der Strom extrem günstig ist (momentan Geothermie in Island oder Photovoltaik in Dubai). Batterien sind im Wirkungsgrad viel besser, haben aber nur eine begrenzte Kapazität. Das ist der Grund wieso kleine Fahrzeuge nur mit einer Batterie ausgestattet werden. Erst wenn Batterien zu schwer werden oder nicht mehr genügend Platz ist, kommt Wasserstoff zum Zug.

 

Noch ein Grund für Wasserstoff: Wenn das Fahrzeug 24/7 läuft und keine Zeit fürs Aufladen ist (z.B. Gabelstapler in Versandlagern).

 

Bei Flugzeugen gibt es Platz- und Gewichtsprobleme. Von daher macht kryogener Wasserstoff prinzipiell schon Sinn. Frage ist nur ob synthetische Kraftstoffe für diesen Fall vielleicht nicht doch besser sind. Verbrannt wird ja in beiden Fällen (mit den Nachteilen für die Umwelt!).

Bearbeitet von FKB
Ergänzung
Link zu diesem Kommentar
Auf anderen Seiten teilen

@ FKB 

 

Kannst Du noch etwas zu der Entzündbarkeit von H2 an der Luft sagen? Mein Kenntnisstand ist, dass Wasserstoff so reagibel mit der Umgebungsluft ist, dass Leckagen schon spontan zur Selbstentzündung neigen können.

 

 

Ferner schreibst Du, dass Drucktanks nach einer gewissen Zeit aus Sicherheitsgründen getauscht werden müssen, liegt das an der Metallversprödung wegen des Kontakts zu H2?

Link zu diesem Kommentar
Auf anderen Seiten teilen

vor 2 Stunden schrieb Windyfan:

@ FKB 

 

Kannst Du noch etwas zu der Entzündbarkeit von H2 an der Luft sagen? Mein Kenntnisstand ist, dass Wasserstoff so reagibel mit der Umgebungsluft ist, dass Leckagen schon spontan zur Selbstentzündung neigen können.

 

 

Ferner schreibst Du, dass Drucktanks nach einer gewissen Zeit aus Sicherheitsgründen getauscht werden müssen, liegt das an der Metallversprödung wegen des Kontakts zu H2?

H2 ist an der Luft nicht selbstentzündlich. Allerdings ist die benötigte Zündenergie Faktor 10-20 geringer als z.B. bei Erdgas. Auch ist der Bereich eines zündfähigen Gemischs sehr groß. Auch sehr fette Gemische können noch zünden. Im Alltag gibt es Situationen, bei denen die erforderliche Zündenenergie auftritt (Lichtschalter, elektrostatische Entladungen etc.).

 

Ein Leitfaden der Feuerwehr hat einige Infos:

https://www.fwvbw.de/fileadmin/Downloads/Einsatz_Wasserstoffleitfaden.pdf

 

Nein, der Tausch der Drucktanks liegt in den Druckbehälterverordnungen bzw. deren rechtlichen Nachfolgern bzw. in den Typzulassungen für Straßenfahrzeuge. Auch Druckgastanks für z.B. für Stickstoff müssen nach einiger Zeit getauscht werden. Auch Tanks aus Kohlenfaser sind zu tauschen. Hat nichts mit Wasserstoffversprödung zu tun. Ich vermute, dass es eher mit der dynamischen Druckbelastung zu tun hat (Materialermüdung durch wechselnde Drücke bzw. Alter).

 

Eine Ergänzung noch: Der Vorteil von Wasserstoff ist, dass er im gasförmigen Zustand sich sehr schnell verflüchtigt und nach oben aufsteigt. Es bilden sich keine großen Ansammlungen von Brennstoff wenn mal was leckt.

Bearbeitet von FKB
Ergänzung
Link zu diesem Kommentar
Auf anderen Seiten teilen

Erstelle ein Benutzerkonto oder melde Dich an, um zu kommentieren

Du musst ein Benutzerkonto haben, um einen Kommentar verfassen zu können

Benutzerkonto erstellen

Neues Benutzerkonto für unsere Community erstellen. Es ist einfach!

Neues Benutzerkonto erstellen

Anmelden

Du hast bereits ein Benutzerkonto? Melde Dich hier an.

Jetzt anmelden
×
×
  • Neu erstellen...