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Energie aus der Tube

Power Paste

Ausgangsmaterial der Powerpaste ist Magnesium – eines der häufigsten Elemente überhaupt. Bei 350 Grad und leichtem Druck wird es mit Wasserstoff zu Magnesiumhydrid umgesetzt sowie mit Ester und Metallsalz angereichert. Um das Fahrzeug anzutreiben, drückt ein Stempel die Paste aus der Kartusche

Bis zu 2300 Wh/kg seien in den vom Fraunhofer Institut entwickelten «Power-Pasten» unter der Leitung von Dr. Marcus Vogt theoretisch in Form von reinem Wasserstoff abrufbar. Magnesiumhydrid, dass normalerweise mit Wasser aufgrund der Bildung einer passivierenden oberflächlichen Schicht nur sehr langsam mit Wasser reagiert, eignet sich zunächst nicht für eine Hydrolyse. Doch am Fraunhofer IFAM ist es durch Zugabe sehr geringer Mengen bestimmter, edelmetallfreier Additive sowie geeigneter Prozesstechnologien gelungen, die Reaktionsgeschwindigkeit der Hydrolysereaktion um mehrere Größenordnungen zu steigern, wodurch eine fast vollständige Reaktion des Magnesium Hydrids mit Wasser innerhalb von Minuten ermöglicht wird.

Die zugrunde liegenden Reaktionsmechanismen für diese Geschwindigkeitssteigerung wurden aufgeklärt und es konnte gezeigt werden, dass die Hydrolyse von MgH₂ damit in der Praxis kontrolliert, reproduzierbar und effizient ablaufen kann.

Viele Vorteile, kaum Nachteile

Die Elektrolyse von Wasser ist uns noch aus dem Chemieunterricht bekannt. Dabei werden dem Wasser Gleichstrom zugefügt. An der Anode (+) dem Pluspol bildet sich der Sauerstoff und an der Kathode (-) dem Minuspol der Wasserstoff heraus. Eine sehr aufwändige Methode, um so an den begehrten Wasserstoff zu kommen. Darüber hinaus gibt es auch andere Methoden zu Wasserstoffgewinnung, auf die hier nicht eingegangen wird. Verdichtet und in Drucktanks auf etwa 700 bar kann dann der Wasserstoff nach Bedarf etwa zweckorientiert den Brennstoffzellen zu Gewinnung von elektrischem Strom zugeführt werden.

Den Dresdnern ist es gelungen, hochenergetisches, ungiftiges, aber mit Wasser nur wenig reaktionsfreudiges Magnesiumhydroxid MgH₂ besonders vorteilhaft für die Hydrolyse zugänglich zu machen. Dabei werden nicht nur die oben angegebenen Energiespeicherdichten nahezu vollständig in der Praxis erreicht, sondern auch bekannte Nachteile anderer Hydrolyse Materialsysteme überwunden (solche Nachteile anderer Hydrolyse Systeme sind unter anderem langsame Reaktionsgeschwindigkeiten, die Notwendigkeit teurer Edelmetallkatalysatoren, der Einsatz nanokristalliner Materialien, hohe Material Herstellungskosten, eine Toxizität der Materialien und die damit einhergehende Erfordernis eines aufwändigen Auffangens, Rücktransports sowie einer Wiederaufbereitung der Hydrolyse Rückstände).

Auch für die Luftfahrt interessant

 Besonders vorteilhaft beim Einsatz der am Fraunhofer IFAM entwickelten MgH₂-basierten Hydrolyse-Materialsysteme ist dabei: ● Sehr hohe praktisch erreichbare gravimetrische und volumetrische Energiedichten nahe am theoretischen Maximum ● Hohe Verfügbarkeit der Ausgangsmaterialien Energieerzeugungskosten bereits heute vergleichbar mit Batterien Hohes Optimierungspotenzial für die großtechnische Produktion ●

Einfache Handhabbarkeit der Materialien (sogar an Luft) Nahezu unbegrenzte Haltbarkeit (keine Selbstentladung) ● Es erfolgt eine direkte Reaktion mit flüssigem Wasser (keine Wärmezufuhr notwendig) ● Reaktionskinetik kann an Anwendung angepasst werden ● Hohe Reaktions- und Systemsicherheit Geräuschlose und emissionsfreie Energieerzeugung ● Ungiftigkeit der Ausgangsmaterialien und der Hydrolyse Produkte Elektrische Speicher für den einmaligen Gebrauch mit Energiedichten von mehr als 1 kWh/kg und 1 kWh/Liter sind besonders für die Luftfahrt von aller größtem Interesse. Eine Realisierungsmöglichkeit für derartige Energiespeicher besteht in der Verwendung eines Metallhydrids, welches bei Kontakt mit Wasser aus einer beliebigen natürlichen Quelle (z.B. Leitungswasser, Regenwasser oder Meerwasser) eine sogenannte Hydrolyse Reaktion eingeht, durch die direkt gasförmiger Wasserstoff erzeugt wird.

Die Besonderheit dabei ist, dass die Hälfte des so erzeugten Wasserstoffs aus dem Wasser stammt, wodurch der materialspezifische Wasserstoffgehalt praktisch verdoppelt wird. Der so generierte Wasserstoff kann dann einfach in Elektrizität mittels einer Brennstoffzelle umgewandelt werden. Einsatz in Drohnen denkbar Auf diese Weise können leichte, kompakte, langlebige, sichere und preiswerte Energie Erzeugungseinheiten geschaffen werden, die selbst gegenüber Hochleistungsbatterien (wie z.B. Li-SOCl₂) ein Vielfaches von deren Energiespeicher Dichten aufweisen.

Wenn Wasser vorhanden ist, lassen sich so gravimetrische Energiespeicherdichten von mehr als 2,3 kWh/kg realisieren, wie bereits eingangs erwähnt. Dr. Marcus Vogt, Wissenschaftler am Fraunhofer IFAM, spricht war momentan nur von dem Einsatz in Drohnen und Kleinfahrzeugen, ohne sich direkt auch auf bemannte Luftfahrzeuge zu fokussieren. Davon sei man noch weit entfernt.

«Mit POWER PASTE lässt sich Wasserstoff bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck chemisch speichern und bedarfsgerecht wieder freisetzen»,

 konkretisiert Dr. Marcus Vogt. Probleme sieht er in der Wärmeabfuhr, der Vereisung bei dem zwangsweise mitgeführten Wasser und den erforderlichen Leistungsdichten, die sich skalieren lassen, aber in absehbarer Zeit noch nicht zur Verfügung stehen. Einsatz als Range extendier in der Schifffahrt und Schwerlastverkehr Das Optimal bleibt natürlich wenn der grüne Strom, möglichst verlustarm überall im Schiff und im Verkehr genutzt werden kann. Es gibt jedoch immer Lücken ohne Lademöglichkeiten.

Mit Power Paste (Wasserstoff) und Brennstoffzelle kann genügend Strom besorgt werden. Natürlich könnte der H2 auch in der Turbine verbrannt werden. Das ist kostengünstig, aber nicht sehr Ökologisch, da schädliche NOX Abgase entstehen. Interessant ist ja gerade mit einer Brennstoffzelle, das keine Abfälle zum Beispiel CO2 entstehen.

Gleiche Reichweite wie mit Benzin möglich

 Ausgangsmaterial der POWER PASTE ist ein pulverförmiges Magnesium – eines der häufigsten Elemente und somit ein leicht verfügbarer Rohstoff. Bei 350 Grad Celsius und fünf- bis sechsfachen Atmosphärendruck wird dieses mit Wasserstoff zu Magnesiumhydroxid umgesetzt. Nun kommen noch Ester und Metallsalz hinzu – und fertig ist die POWER PASTE. Um den Wasserstoff-Rückgewinnung Prozesse zu aktivieren, befördert ein Stempel die POWER PASTE aus der Kartusche heraus. Aus dem Wassertank wird Wasser zugegeben, es entsteht gasförmiger Wasserstoff. Die Menge wird dabei hochdynamisch dem Wasserstoffbedarf der Brennstoffzelle angepasst. Der Clou: Nur die Hälfte des Wasserstoffs stammt aus der POWER PASTE, die andere Hälfte liefert das Wasser zu. «Die Energiespeicherdichte der POWER PASTE ist daher enorm: Sie ist wesentlich höher als bei einem 700 bar-Drucktank.

Verglichen mit Batterien hat sie sogar die zehnfache Energiespeicherdichte

freut sich Vogt. Für den Nutzer heißt das: Er erzielt mit der POWER PASTE eine ähnliche Reichweite wie mit der gleichen Menge Benzin, wenn nicht sogar eine größere. Auch beim Reichweitenvergleich mit auf 700 bar komprimiertem Wasserstoff schneidet die POWER PASTE besser ab. Produktionsanlage wird aufgebaut Vogt denkt zunächst dabei in erster Linie zunächst an alle mögliche Fahrzeuganwendungen. Während gasförmiger Wasserstoff eine kostenintensive Infrastruktur erfordert, lässt sich die POWER PASTE auch dort einsetzen, wo eine solche Infrastruktur fehlt. Sprich: Wo es keine Wasserstofftankstellen gibt. Stattdessen könnte jede beliebige Tankstelle POWER PASTE in Kartuschen oder Kanistern anbieten. Denn die Paste ist fließfähig und Pump bar – sie kann daher auch über einen normalen Tankvorgang und vergleichsweise kostengünstige Abfüllanlagen getankt werden. Tankstellen könnten die POWER PASTE zunächst in kleineren Mengen, etwa aus einem Metallfass, anbieten und das Angebot entsprechend der Nachfrage ausweiten – mit Investitionskosten von einigen zehntausend Euro. Zum Vergleich: Tankstellen für gasförmigen Wasserstoff bei hohem Druck schlagen derzeit mit etwa ein bis zwei Millionen Euro pro Zapfsäule zu Buche.

Auch der Transport der Paste gestaltet sich kostengünstig: Schließlich sind aufwändige Drucktanks oder sehr kalter, flüssiger Wasserstoff nicht nötig. Bis es wirklich soweit ist, baut das Fraunhofer IFAM derzeit eine Produktionsanlage für die POWER PASTE auf. Ende 2021 soll diese in Betrieb gehen und dann bis zu vier Tonnen POWER PASTE pro Jahr produzieren. Natürlich nicht nur für E-Scooter wie Dr.Vogt versichert. Hydrogenius – Es wird am Konzept gearbeitet Eine andere Art Wasserstoff drucklos zu speichern, ist die bereits 2004 an Universität Erlangen-Nürnberg entwickelte Methode des «Liquid Organik Hydrogen Carriers» (LOHC), einer öligen Flüssigkeit, in der Wasserstoff zum Transport gebunden werden kann.

Inzwischen hat sich daraus das Unternehmen Hydrogenious gebildet. Wenn auch der Transport des LOHC vollkommen unkompliziert, so auch in Flugzeuge möglich wäre, so ist noch eine andere Aufgabe zu lösen. Um den Wasserstoff für die Brennstoffzellen verfügbar zu machen, müssen etwa 1/3 der verfügbaren Energie regelrecht verheizt werden. Anders lässt sich der Wasserstoff nicht aus der Trägerflüssigkeit nicht herauslösen. Was dem einen zu viel ist, ist dem anderen zu wenig. Man arbeite daran, ist sowohl aus Dresden als auch aus Erlangen bei Nürnberg zu hören.

Inhalt Linkliste: Vieles zum Thema Wasserstoffspeicherung Wikipedia Wasserstoff-kommt-künftig-aus-der-Tube
1       Problemstellung
 2      Arten der Wasserstoffspeicherung
2.1    Druckwasserstoffspeicherung
2.2    Flüssigwasserstoffspeicherung
2.3    Transkritische Speicherung (cryo compressed)
2.4    Metallhydridspeicher
2.5    Adsorptive Speicherung
2.6    Chemisch gebundener Wasserstoff
2.6.1 Methanol
2.6.2 Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC)
3       Einsatz
3.1    Brennstoffzellen-Schienenfahrzeuge
3.2    Flugzeuge
4      Unfallgefahr

Pumpspeicherkraftwerk Flensburg

Eine Utopie vom EES Mitglied Wolfgang Molwitz

Nutzung von regenerativen Abschaltstrom 

Niemals „Dunkelflaute für Flensburg“

Sauberer CO2 freier bezahlbarer Strom für Flensburg und Umgebung

 Die Texte sind auch aus der Wikipedia Seite entnommen

Deutschland, Flensburg

 

In Deutschland ist eine Pumpspeicherleistung von etwa 7 GW (Gigawatt) installiert (siehe Liste der Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland). Die Kraftwerke sind für eine Stromlieferung von täglich 4–8 Stunden ausgelegt. Daraus ergibt sich eine Gesamtspeicherkapazität von etwa 40 GWh (Stand 2010).[11][26] Im Jahr 2006 erzeugten die deutschen Pumpspeicherkraftwerke 4.042 GWh elektrischer Energie; das ist ein Anteil von rund 0,65 % der Stromerzeugung. Dem stand eine Pumparbeit von 5.829 GWh gegenüber, sodass der durchschnittliche Wirkungsgrad bei etwa 70 % lag.[27]

Energiewende

Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energie im Zuge der Energiewende hat sich das Betriebsmuster von Pumpspeicherkraftwerken deutlich gewandelt. Insbesondere im Sommer, wenn die Photovoltaik tagsüber große Mengen elektrischer Energie ins Netz speist, wird die Mittagsspitze und häufig auch große Teile der Mittellast von Photovoltaikanlagen gedeckt, so dass sich die Betriebszeiten von Pumpspeichern stärker in die Morgen- und Abendstunden verschieben. Gleichzeitig führt der Ausbau von Wind- und Solarenergie langfristig zu einem zunehmenden Speicherbedarf, um die volatile Erzeugung ausgleichen zu können. Daher wird in Zukunft, neben der lokalen Batteriespeicherung bei kleinen Hausanlagen, mit einer steigenden Bedeutung von Speicherkraftwerken, darunter auch Pumpspeicherkraftwerken gerechnet.

Eine relevante Dimension erreicht der Speicherbedarf ab einem regenerativen Anteil von 60–80 % an der Stromversorgung; bei geringeren Anteilen sind Flexibilitätsoptionen wie Lastmanagement, flexibler Betrieb von konventionellen Kraftwerken und der Ausbau der Stromnetze ökonomisch zweckmäßigere Optionen zum Ausgleich der Schwankungen.[3] Alternative Speichertechniken, z. B.die elektrothermische Speicherung von Energie in (Vulkan)gestein befinden sich in der Erprobung.[4] 2019 wurde in Hamburg die Pilotanlage eines elektrothermischen Energiespeichers in Betrieb genommen.[4]

Speicherkosten (Deutschland

Oberbecken des Pumpspeicherwerks Rönkhausen

Die Vollkosten, um elektrische Energie in einem Pumpspeicherkraftwerk für einen Tag zu speichern, liegen bei 3 bis 5 Cent/kWh. Die Speicherdauer beeinflusst die Kosten: je länger gespeichert wird, desto höher die Kosten, je kürzer gespeichert wird, desto niedriger die Kosten.[20] Da Kraftwerke gesetzlich wie Endverbraucher behandelt werden und damit hohe Entgelte für die Netznutzung zahlen müssen, sind Pumpspeicherwerke nach Angaben der Kraftwerksbetreiber gegenwärtig (Stand August 2014) nahezu unwirtschaftlich. (Nur neu gebaute Anlagen sind in den ersten 10 Jahren vom Netznutzungsentgelt befreit.) Gleichzeitig sinken die Einnahmen, da der Unterschied der Strompreise im Tagesverlauf geringer ist als früher. Dies liegt zum einen an der Abschaltung von Atomkraftwerken, die hauptsächlich die nächtliche Überlast verursachten, zum anderen an dem nur tagsüber zur Verfügung stehenden Sonnenstrom.[21]

Wirtschaftlichkeit (Deutschland)

Eindeutig klar

Kohle ade!

Das Flensburger Oberbecken könnte gut mit der Gemeinde Harrislee  gestaltet werden.

Der Platz für das Unterbecken könnte der Platz des Kohleberg sein. Eindeutig sauberer so denke ich.

Alle wollen sauberen und regenerativen CO2 freien, kostengünstigen Strom

Die Stadtwerke können endlich Ihre Kohle durch progressive Erneuerbare Energie ersetzen.

Was läuft schief beim Klimaschutz und Erneuerbaren Energien in Deutschland

von Franz-Josel Fell

Liebe Leserinnen und Leser,
Die Anstalt klärt auf, was bei Klimaschutz und Erneuerbaren Energien in Deutschland schief
läuft
Haben Sie es schon gesehen? Unglaublich, wie die Satiriker Max Uthoff und Claus von Wagner in
der Kabarett-Sendung „Die Anstalt“ im ZDF vom 1. Oktober über die wahren Hintergründe der
Verhinderung des Klimaschutzes in Deutschland aufklären.
Das entscheidende dabei ist: es klingt nach Satire, aber in Wirklichkeit ist alles so klar und
messerscharf recherchiert, dass diese Sendung nur die bittere Wahrheit präsentiert: Den
organisierten Niedergang der wichtigsten Klimaschutz Technologien, der Erneuerbaren Energien.
Politisch verordnet durch die verschiedenen Regierungen unter Kanzlerin Merkel mit Union, FDP
und SPD, lobbyiert durch die deutsche Industrie und organisiert durch die Kampagnen der Initiative
Neue Soziale Marktwirtschaft (INSM), sowie wichtigen Protagonisten wie den Vorsitzenden der
Wirtschaftsweisen, Christian Schmidt.
Hervorragend wird in wissenschaftlich bestens belegten Zahlen und Grafiken erklärt, wie es in den
letzten 10 Jahren gelang, den einst erfolgreichen bürgerlichen Ausbau der Erneuerbaren Energien zu
ersticken und damit den Elan der Energie wende zu stoppen.
Mit vielen Details und fakten reich wird zum Beispiel das EEG Paradoxon erklärt: Mit zunehmender
Kostensenkung der Erneuerbaren Energien kommt es dennoch zu einer Strom Preis Erhöhung für die Haushalts kunden.

Es wird klar aufgezeigt, dass die EEG Umlage eben nicht das Maß für die Kosten
des Ausbaus der Erneuerbare Energien ist, sondern die Steigerung der EEEG Umlage vor allem
durch eine verfehlte Umlage Berechnung verursacht wurde, gesetzlich verordnet seit 2010 &
eingeführt durch den damaligen Umweltminister Gabriel. Bis heute wurde dieser fundamentale
gesetzliche Fehler nicht korrigiert.
Gleichzeitig wurden 2010 die Ausnahmen für die Zahlung der EEG Umlage uferlos ausgeweitet,
was die EEG Umlage ebenfalls unnötig in die Höhe trieb. Begründet wurden die Ausnahmen immer
mit dem Argument, dass man die jeweiligen Unternehmen vor Wettbewerbsverzerrungen mit
ausländischen Unternehmen schützen müsse, welche mit angeblich niedrigerem Strompreis
konkurrenzfähiger seien. Doch wie absurd dies meist ist, zeigten die Satiriker am Beispiel der
Zugspitzbahn auf, die auch von der EEG Umlage befreit ist. Offiziell begründet, damit sie im
internationalen Wettbewerb mit ausländischer Konkurrenz bestehen könne. Ohne die Befreiung
durch die EEG Umlage müsse wohl befürchtet werden, dass die Zugspitzbahn abgebaut und zum
Mont Blanc auswandern würde.
Es ist bedrückend zu sehen, dass es offensichtlich nur einer Satiresendung im deutschen Fernsehen
gelingt, die Wahrheiten so klar auf den Punkt zu bringen. Der Niedergang des deutschen
Klimaschutzes wird ja kaum mit dem Niedergang des Ausbaus der Erneuerbaren Energien
zusammengebracht. Statt dessen argumentieren weiterhin die Chefkommentatoren in ZDF, ARD,
Spiegel, Bildzeitung, FAZ, Welt, Handelsblatt, WiWo und anderen ganz im Sinne der Argumente
der INSM, die ausschließlich den Bestandschutz der Klima zerstörenden fossilen und atomaren
Industrie organisieren soll.
Es wird Zeit, dass alle diese Chefkommentatoren die klaren wissenschaftlich bestens untermauerten
Analysen von Max Uthoff und Claus von Wagner studieren und endlich das dauernde Bashing der
Erneuerbaren Energien als Ursache der Strompreis Treiberei beenden. Die Erneuerbaren Energien
müssen als das begriffen werden, was sie wirklich sind: der kostengünstigste und wichtigste Beitrag
zum Klimaschutz.
Hammelburg, 04. Oktober 2019
Ihr Hans-Josef Fell
Die Anstalt vom 1. Oktober 2019
Politsatire mit Max Uthoff und Claus von Wagner
https://www.zdf.de/comedy/die-anstalt/die-anstalt-vom-1-oktober-2019-100.html

Grüne Zukunft in der Nordsee?

Island of Helligenland


Ein europäisches Konsortium, angeführt vom Essener Energiekonzern RWE, will bis 2035 in der Nordsee sechs Windparks mit einer Gesamtleistung von 10,3 Gigawatt bauen. Der dort erzeugte Strom soll allerdings nicht an Land transportiert werden, sondern auf hoher See Elektrolyseure zur Herstellung von Wasserstoff durch Wasserspaltung versorgen. Dieser wird per Pipeline nach Helgoland transportiert, dessen Hafen bereits eine logistische Zentrale für den Bau von Offshore-Windenergieanlagen ist. Hier wird der Wasserstoff verflüssigt und für den Eigenbedarf genutzt. Die Helgoländer denken daran, eine Großtankstelle für Schiffe zu bauen, die von Elektromotoren angetrieben werden und ihren Strom aus Brennstoffzellen an Bord beziehen. Die müssten allerdings noch gebaut werden. Denkbar ist auch die Versorgung von Inselfahrzeugen. Die Überschüsse sollen per Tankschiff zum Festland gebracht werden. Continue reading