E-Fuels, das “Verbrennerverbot” und das Ende der Welt wie wir sie kennen.

Salvatore Arnone, CC BY 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by/3.0, via Wikimedia Commons

Entwicklung von synthetischen Treibstoffen

Ich springe mal über meine Kaufmannsseele und jammer nicht über die Kosten 😊

Das bewährteste Verfahren zur Herstellung von synthetischen Treibstoffen ist die Fischer-Tropsch-Synthese die bereits 1925 zum Patent angemeldet wurde. Noch heute wird z.B. in Malaysia und Katar mit diesem Verfahren Kraftstoff aus Erdgas hergestellt. 
Man braucht dafür Synthesegas – ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxyd – hohe Temperaturen, hohen Druck und Eisen oder – Trommelwirbel – Cobalt als Katalysator.
Wikipedia zur Fischer-Tropsch-Synthese

Wasserstoff bekommen wir ja aus Elektrolyse und Kohlenmonoxyd können wir z.B. aus Verbrennungsprozessen gewinnen, einen Prozess wie man eventuell CO2 aus der Luft in Kohlenmonoxyd und Sauerstoff umwandeln kann habe ich noch nicht gefunden, da ist wohl noch Forschungsarbeit nötig Gewinnung von Kohlenmonoxyd 

Hat man jetzt eine Wüste in Küstennähe, Sonne und Wasser, kann man Wasserstoff herstellen. Finden wir jetzt noch eine Quelle für Kohlenmonoxyd, könne wir da direkt vor Ort E-Fuels herstellen und diese dann auf gewohnte Art zum Verbraucher transportieren.

Porsche und Siemens bauen eine solche Anlage in Chile, die bereits 2026 550 Millionen Liter E-Fuels produzieren soll. Porsche-Siemens Energy-pilotprojekt
Im Vergleich, 2020 lag der Kraftstoffverbrauch 63.130 Millionen Liter 

Kraftstoffverbrauch in Deutschland

Wir müssten also noch etwa 114 weitere Anlagen in der Art bauen um den Kraftstoffbedarf in Deutschland vollständig zu ersetzen. Und dabei habe ich noch keinen einzigen Liter Kerosin für den Ferienflieger! Es ist auch noch keine Aida ins Mittelmeer ausgelaufen. 

Wichtig ist in diesem Zusammenhang, es wird kräftig an der Herstellung von E-Fuels gearbeitet. Wenigstens für den Fracht- Fernverkehr auf Europas Strassen werden wir sehr viel davon brauchen. Für kurze und mittlere Strecken scheint sich die Batterie auch bei LKW durchzusetzen. Da die Transportprobleme bei Wasserrstoff – Kühlung auf -250°C, Isolation der Tanks für eine Wochenlange Reise und Verluste durch Verdunstung – noch nicht geklärt sind, machen E-Fuels da eine ganze Menge Sinn. Die Technik – bis auf Kohlenmonoxyd – haben wir im Griff und auch die Logistik kennen wir bestens. Flugzeuge mit Wasserstoffantrieb gibt es bisher nur als Computergrafik, mit synthetischem Benzin betriebene Flugzeuge sind dagegen schon vor 80 Jahren geflogen. Einer der Gründe für den Geschwindigkeitsrekord der Messerschmidt 109 im Jahr 1937 war auch das qualitativ hochwertige synthetische Flugbenzin. 
Wie gesagt, erprobte Technik die wir schnell nutzen können. 

Das “Verbrennerverbot” in der EU

Erst mal vorneweg, was da verboten wird ist die Neuzulassung von PKW und leichten LKW mit Verbrennungsmotor. Nutzfahrzeuge, Landmaschinen, Baumaschinen etc.pp. sind davon nicht betroffen. Bereits zugelassene Fahrzeuge dürfen auch weiter genutzt werden. Im Laufe des Jahres werden die ersten Tesla Model 3 mit den neuen 4680 Akkus kommen, da reden wir dann von WLTP Reichweiten von 800 Kilometern. Das Model S wird dann sicher die 1000 Kilometer knacken. Toyota hat wohl mit einer chinesischen Firma die Probleme der Feststoffbatterie geknackt und vielleicht sehen wir nächstes Jahr schon die Ergebnisse. VW hat sich diesbezüglich an einer US Firma beteiligt, die da ebenfalls kurz vor der Produktionsreife zu stehen scheint. Ich bin ziemlich sicher, dass schon vor 2030 die Verbrenner genau so belächelt werden wie 1990 die Zweitakter aus der DDR. Oder 30 Jahre davor die Zweitakter von DKW und Lloyd. 
Über den Verbrennern schwebt aber noch ein ganz anderes Damoclesschwert, die Euro 7 Abgasnorm, die 2025 eingeführt wird. Die wird sicher Erfüllbar sein, aber es wird teuer! Sehr teuer. Da geht es um jede Menge andere Stoffe im Abgas die alle nicht wirklich gesundheitsförderlich sind und nur sehr schwer aus dem Abgas entfernt werden können. Sachen wie Stickoxyde, Stickstoffwasserstoffsäure (N3H) aber auch Ammoniak, Methan und natürlich die verschiedenen aromatischen Kohlenwasserstoffe. 

Wenn dann der Verbrenner bei den Fahrleistungen, beim Kaufpreis und bei den Betriebskosten nicht mehr mit dem E-Auto mithalten kann, wird das Angebot auch deutlich kleiner werden. 
Aber selbst ohne Euro 7 wird der Verbrenner immer unattraktiver werden. Hinzu kommt noch, dass nicht nur die EU solche Regelungen einführt und darauf haben wir keinen Einfluss. Nur für die EU werden aber wohl nur wenige Hersteller Autos bauen, ganz sicher keine billigen aus Massenproduktion. 
Einfluss auf die Entwicklung von E-Fuels wird das aber ganz sicher nicht haben, die brauchen wir in großen Mengen für alles mögliche. 

Ok, ich wollte ja nicht über Geld reden tue es jetzt aber doch. Wenn wir E-Fuels für um die drei Euro tanken wollen, dann werden wir darauf ganz sicher keine Mineralölsteuer erheben können. Dazu ist Herr Sündermann nicht mehr gekommen, er hat nur ein paar mal mit einem verschmitzten Grinsen “Autostrom” gesagt. Ich bin sehr sicher, dass eine zukünftige Bundesregierung den abrechenbaren Strom für Elektromobilität anders besteuern wird als den für z.B. Beleuchtung. Bei Strom vom Dach wird dass allerdings nicht möglich sein 😊

Fazit

Es besteht ein großer Bedarf an E-Fuels für alle möglichen Zwecke abseits des privaten PKW. Das fängt schon beim Schulbus auf dem Land an, geht weiter mit dem Güterfernverkehr zu Schiffen und hört bei Flugzeugen noch nicht auf. Bis zum Mähdrescher mit Akku ist es auch noch ein weiter weg, zumal man dann auch einen 350KW Lader mit Mittelspannungsanschluss an jedem Acker brauchen würde. 
Dass Verbot der Neuzulassung von PKW und leichten LKW mit Verbrennungsmotoren ab 2035 wird bis da hin niemanden stören, für die Industrie bietet es aber Planungssicherheit. Wir sollten das also nicht überbewerten. 

Ein paar Betrachtungen zu Wasserstoff

Wasserstoff ist das häufigste Element im Universum, aber auch das leichteste und reaktionsfreudigste. Daraus ergeben sich einige „Herausforderungen“.
Weil es so reaktionsfreudig ist oxidiert es sehr schnell, aus zwei Wasserstoff und einem Sauerstoffmolekül entstehen dann zwei Wassermoleküle und es wird Energie in Form von Wärme abgegeben. Wir müssen also Energie aufwänden um die Wasserstoffatome wieder aus dem Wassermolekül zu befreien. Diese Energie wollen wir dann in einer Brennstoffzelle zurückgewinnen in der aus der Verbrennung von Wasserstoff zu Wasser unter kontrollierten Umständen elektrische Energie erzeugt wird. 

Wasserstoff hat einen Brennwert von 33,39 KWh/kg, zum Vergleich hat Benzin etwas unter 10KWh/kg. Der Masseanteil von Wasserstoff im Wassermolekül ist ca. 11%.
Verbrenne ich also 1kg Wasserstoff zu Wasser, bekomme ich etwa 10 Liter reinstes Wasser und die 33,39KWh in Form von Wärme.
So weit die Theorie.

Bei der Elektrolyse wird Energie in Form von Elektrizität aufgewendet um Wassermoleküle wieder in Wasser- und Sauerstoff zu trennen. Dabei müssen wir wenigstens die Energie wieder rein stecken, die durch die Verbrennung von Wasser- und Sauerstoff freigesetzt wurde. In einem verlustfreien System wären das dann die 33,39KWh. Davon sind wir im Moment noch ganz weit entfernt. Das Entwicklungsziel ist im Moment 42KWh um ein kg Wasserstoff per Elektrolyse herzustellen, die momentan erhältlichen Elektrolyseure liegen eher bei 50 bis 60 KWh pro kg Wasserstoff.
Weiterhin brauchen wir sehr sauberes Wasser damit die Elektrolyseure möglichst lange halten. Jeder, der schon mal ein Bügeleisen entkalkt hat, wird wissen was ich damit meine. Trinkwasser ist dafür einfach nicht sauber genug. Wasserstoff aus der Sahara könnte daran scheitern! Man könnte Meerwasser aufbereiten, z.B. durch Destillation, aber auch dafür brauchen wir viel Strom. Die Faustregel ist 1KWh pro °C und 1000 Liter.
Nehmen wir also mal 60 KWh pro kg Wasserstoff an. Damit sind wir aber noch nicht am Ende! 1000 Liter Wasserstoff wiegen 0,09 kg, machen wir es uns einfach und nehmen 100g pro 1000 Liter Wasserstoff. Unser Kilogram Wasserstoff braucht dann 10 Kubikmeter Platz und sollte dann auch sorgfältig von Luft und Funken ferngehalten werden, Siehe LZ129 Hindenburg. Wir müssen das Zeug also auf ein handlicheres Volumen komprimieren. Üblicherweise sind das etwa 300 bar (mehr als das 100 fache als im Autoreifen) und so wird es wohl auch Anwendung in Zügen und LKW finden. Für PKW muss man noch mal zum Kompressor greifen, da brauchen wir 700 bar. Da reden wir vom Druck in 7000 Meter Wassertiefe! Auch dafür braucht man jede Menge Strom!
Aber es geht noch weiter. Der Tank an der Wasserstofftankstelle braucht 1000 bar um 700 bar Druck in den Autotank zu kriegen. Dafür brauchen wir Cryotanks, die den Wasserstoff schön kalt halten damit er nicht plötzlich expandiert, Technisch wäre das keine Explosion sondern eine Deflagration weil die Druckwelle nicht Überschallschnell ist, aber es reicht um die Tankstelle und einiges drumrum dem Erdboden gleich zu machen.
Also zusammengefasst, Strom für Kompressoren um es transportieren zu können und dann noch mal Strom um einen Autotank mit 700 bar Druck zu füllen. Ich habe da keine genauen Zahlen, aber es ist eine Menge! Das so eine Wasserstoffzapfsäule über eine Million Euro kostet, ist da nicht wirklich verwunderlich. 

Was sind denn jetzt die Herausforderungen?
1.) Wir brauchen jede Menge Strom für die Elektrolyse
2.) wir brauchen viel Strom für die Wasseraufbereitung
3.) wir brauchen viel Strom für die Verflüssigung
4.) wir brauchen viel Strom für die Lagerung
5.) die Infrastruktur muss 24 Stunden am Tag und sieben Tage die Woche sicher betrieben werden.
Weiterhin müssen
1.) Elektrolyseure erheblich in ihrer Effizienz und Lebensdauer gesteigert werden
2.) Brennstoffzellen ebenfalls
3.) Werkstoffe entwickelt werden die möglichst wenig mit Wasserstoff reagieren und damit lange haltbar sind.
Hyundai hat den Nexo eingestellt, aus gut informierten Kreisen hört man von 30.000 Euro Verlust pro verkauftem Auto, der Listenpreis war um die 70.000 Euro, Honda hat die Entwicklung praktisch eingestellt und es bleibt der Toyota Mirai übrig. 

Der wenig ermutigende Ist Zustand.
Der Toyota Mirai ist von der Größe und vom Gewicht vergleichbar mit einem Tesla Model 3 Long Range. Er hat mit einer Tankfüllung nach WLTP eine Reichweite von 650 Kilometer, eine Höchstgeschwindigkeit von 175, eine Beschleunigung von 9.2 Sekunden von 0 auf 100, ist als Viersitzer zugelassen und hat eine Zuladung von 330kg und 360l Kofferraumvolumen.
Der Listenpreis ist etwa 78.000 Euro.
Der Tesla hat eine Reichweite von 602 Kilometern, eine Höchstgeschwindigkeit von 233 km/h, eine Beschleunigung von 4,4s von 0 auf 100, ist als Fünfsitzer zugelassen und hat eine Zuladung von 418 kg sowie 418l Kofferraumvolumen.
Der Listenpreis ist etwa 56.000 Euro und davon gehen noch mal 6000 Euro Förderung ab.
Oh, noch eine Kleinigkeit. Der Toyota muss alle 10.000 Kilometer in die Werkstatt um die Tanks und Rohre zu überprüfen, siehe LZ129 Hindenburg, beim Tesla gibt es keinen vorgeschriebenen Wartungsintervall.

Weshalb es mit Wasserstoffautos nix wird
Für 28.000 Euro weniger bekomme ich ein Auto mit 95% der Reichweite, mehr Sitzen, mehr Kofferraum, höherer Endgeschwindigkeit und besserer Beschleunigung. Und falls mir jemand 70KWh überschüssigen Strom schenkt, kann ich damit 350 Kilometer weit fahren, der Toyota schafft damit gerade mal 110 Kilometer. Weiterhin kann ich mit Sonne vom Dach laden, das geht mit dem Toyota gar nicht, und ich muss nicht erst zum Tanken nach Mahndorf oder Blumenthal wenn ich mal nach Sulingen fahren will.
Ach ja, die 20KWh Strom auf 100km kosten bei EnBW derzeit 9,20€ und ein kg Wasserstoff 9,50€. Also kein so großer Unterschied. 

Warum glaubt Herr Diess nicht mehr an den Wasserstoff PKW?
Weil er rechnen kann! Die Herstellungskosten liegen weit über denen eines rein batterieelektrischen Autos, Wasserstoff wird auch weiterhin teuer sein und der politisch festgelegte Preis für Wasserstoff aus (russischem) Erdgas wird sich auch nicht mehr lange halten lassen. 

P.S.: Bei H2 Mobility kostet das Kilo Wasserstoff jetzt 12,70€

Mein erster Squonker

Jetzt wo die Pullendrücker/Bottomfeeder/Squonker auch den Mainstream erreichen, habe ich mir auch einen Eleaf Pico Squeeze gegönnt. Keine 25 Euro bei Gearbest inkl. Verdampfer ist mir der Spass dann mal wert und ich bin tatsächlich beeindruckt.

Ich will dann mal die erste Wicklung hier dokumentieren.

Pico Squeeze noch in der Verpackung mit Wickelzeug
Vorbereitung

Pico Squeeze auf der Verpackung
Sieht gut aus!

Pico Squeeze neben normalem Pico
Pico Squeeze mit Coral Verdampfer im Vergleich zum Pico mit Snapdragon

Einfache spaced Coil auf dem Coral Verdampfer
Die erste Wicklung, 0,35mm Kanthal 7 mal um 3mm Schraubendreher. Kommt auf 0,6 Ohm.

Wicklung angefeuchtet und das erste mal befeuert
Es dampft

Der erste Zug an der neuen Dampfe
Und wie es dampft!

Das ging schief!

Gestern Abend auf dem Tisch abgestellt, da war noch alles in Ordnung, und heute morgen ist er reichlich verschmort.
Der Akku bis 2,47V entladen und die Watte furztrocken und auch angesengt.

Das hätte ganz böse in die Hose gehen können!

Verschmorte Dampfe durch Dauerfeuer
Verschmorte Dampfe nach Dauerfeuer. Immer die Akkus rausnehmen wenn sie ohne Aufsicht ist!

 

Defekte Egrip :(

Tja, das war es dann wohl. Auf der Seite liegend beim Aufladen ist meine Egrip ein letztes Mal ausgelaufen. Sie hat in ihrer Pfütze gelegen und noch mal hektisch geblinkt und dann war es vorbei.

Ich habe also mal die Deckel abgeschraubt um zu sehen, ob und was da noch zu retten ist und als erstes sah ich den ziemlich verschmorten USB Anschluss. Daraufhin hab ich alles wieder zusammengeschraubt und möchte sie hiermit einem besseren Bastler anbieten.

Ziemlich abgegriffene Egrip 20W  mit normaler und Selbstwickler Basis, dazu den RBA Adapter für 510er Wickelsockel/Messgeräte.
USB Kabel und Netzteil sind kaputt und das Driptip will ich behalten. Die Originalverpackung ist noch da. Im Ersatzteil Tütchen ist noch der Draht von der RBA, eine Fertig Coil und ein paar Dichtungen.

Egrip defekt

Erster Eindruck vom T-GS2 clone

Vape On

Argh! Es kommt absolut keine Luft durch das Röhrchen unter der Wicklung, die untere AFC ist damit ohne Funktion.
Ich hab ihn also erst mal als Tröpfler aufgebaut und auf die Ecom Supreme geschraubt – mit dem üblichen Problem der Ecom Supreme der praktisch jeder 510 Anschluss zu lang ist – und nur mit der oberen Luftzufuhr gedampft.
Geht ganz ordentlich. Jetzt wollen wir mal sehen wie Focalcig auf meine Beschwerde reagiert.

T GS II Tröpfler

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Update:

Ich habe eine neue Basis bekommen die bestens funktioniert. Es hat allerdings fast 6 Wochen gedauert.