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Elektro- oder Wasserstoffautos: Wie funktioniert das?
Mit der Demokratisierung von Elektroautos wissen die meisten Menschen nun, was ein Elektroauto ist. Die Funktionsweise eines Elektroautos ist jedoch manchmal noch unklar.
Das Elektroauto funktioniert mit einem Elektromotor, der von einer Batterie gespeist wird. Dieser Elektromotor überträgt durch ein Magnetfeld, das durch elektrischen Strom erzeugt wird, eine Bewegung auf den Rotor, die direkt auf die Räder übertragen wird, so dass ein Getriebe völlig überflüssig ist. Im Gegensatz zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor hat es keinen Verbrennungsmotor und verwendet Elektrizität als Kraftstoff anstelle von Benzin. Da es keine fossilen Brennstoffe verbrennt, erzeugt es keine Umweltverschmutzung, was das Elektroauto zu einem der besten Fahrzeuge der Welt macht. ein sauberes Fahrzeug ist..
Aber was ist dann ein Wasserstoffauto? Dank der Brennstoffzelle hat das Wasserstoffauto auch ähnliche Eigenschaften wie ein Elektroauto. Tatsächlich wird auch das Wasserstoffauto von einem Motor angetrieben, der mit Strom betrieben wird. Was es von einem Elektrofahrzeug unterscheidet, ist die Herkunft des Stroms. Die Technologie wandelt Wasserstoff mit Luftsauerstoff um, um während des Betriebs des Fahrzeugs Strom zu erzeugen.
Die Stromversorgung des Fahrzeugs erfolgt mit Hilfe einer Verbrennungszelle. Sie erzeugt Elektrizität durch eine chemische Reaktion von Wasserstoff mit dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff, wobei Wasserdampf und Elektrizität für den Motor entsteht.
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Ist Wasserstoff ein umweltfreundlicher Kraftstoff?
Grundsätzlich ist die Verwendung eines Wasserstoffmotors nicht umweltschädlich, da er, wie bereits erläutert, nur Wasser ausstößt. Nach Meinung einiger ist Wasserstoff sogar die Energie der Zukunft. Nach den jüngsten Presseberichten, insbesondere nach einer Untersuchung der NYT, ist dies jedoch nicht der Fall.
Hiroko Tabuchi (Journalist für die New York Times) enthüllte einige Informationen in einem Artikel, der im August letzten Jahres erschien. In diesem Artikel wird berichtet, dass Wasserstoff weitaus mehr Nachteile hat, als bisher angenommen. Um dies zu verstehen, müssen Sie wissen, dass es derzeit 3 "Arten" von Wasserstoff gibt. Was diese 3 Arten ausmacht, ist die Art und Weise, wie der Wasserstoff geerntet wird.
- Erstens, der problematischste Wasserstoff. Wasserstoff, der aus Erdgas gewonnen wird. Um dies zu verstehen, müssen Sie wissen, dass die Gewinnung von Wasserstoff eine große Menge an Energie erfordert. Infolgedessen wird eine Menge CO2 in die Atmosphäre freigesetzt.
Aber nicht nur das! Es wird auch Methan freigesetzt, ein sehr umweltschädliches Gas, das in hohem Maße zum Treibhauseffekt beiträgt. Es ist wichtig zu wissen, dass Methan bereits in großen Mengen in die Luft freigesetzt wird, was auf die vielen Rinderfarmen zurückzuführen ist. Methan wird durch die Abgänge und Blähungen der Kühe freigesetzt. Ja, Sie haben richtig verstanden, wenn eine Kuh pupst, verschmutzt sie die Umwelt. Aus diesem Grund ist die Lebensmittelindustrie eine der umweltschädlichsten Industrien.
- Dann gibt es noch den blauen Wasserstoff. Dieser soll etwas umweltfreundlicher sein als die zuvor beschriebene Form. Was diese Form von Wasserstoff etwas "grüner" macht, ist die Tatsache, dass bei dem Umwandlungsprozess CO2 zurückgewonnen wird. In diesem Prozess schneidet Wasserstoff jedoch nur 20% besser ab als fossile Energieträger wie Kohle oder Öl.
- Schließlich gibt es noch den "grünen" Wasserstoff, der während des gesamten Produktionszyklus kein CO2 freisetzt. "Toll! " werden Sie sagen. "Wir müssen nur diese Wasserstoffquelle nutzen, sie demokratisieren und das Problem ist gelöst, nicht wahr? ". Und genau hier holt uns die Realität ein. Diese Form von Wasserstoff ist mit weniger als 5% der Gesamtproduktion auf dem Markt am wenigsten verbreitet.
Welche Lösung gibt es für all diese Probleme?
Die umweltfreundlichste Form des Wasserstoffs ist noch nicht ausreichend verbreitet, was unter anderem daran liegt, dass er elektrolysiertes Wasser benötigt. Diese Methode erfordert viel Energie und damit Geld und Investitionen.
In der Tat reichen unsere derzeitigen technologischen Mittel nicht aus, um diese Energiequelle so effizient zu gewinnen, dass dies rentabel ist. In der Zukunft wird viel Forschung und Entwicklung erforderlich sein, um die Energie nachhaltig zu nutzen.
Wie die Times berichtet, sehen mehrere Forscher die Lösung darin, schrittweise auf "grünen" Wasserstoff umzusteigen. Dazu müsse jedoch zunächst der aus fossilen Energieträgern gewonnene Wasserstoff, der die Umwelt am stärksten belastet, sowie der blaue Wasserstoff verwendet werden.
Ziel dieses Manövers ist es, den Übergang zur Wasserstoffenergie zu erleichtern und Wasserstoff nach und nach zu demokratisieren. Sobald dies geschehen ist, wird "grüner" Wasserstoff billiger zu gewinnen sein und daher für die Konzerne, die ihn herstellen, rentabler sein. Allerdings muss der aus Erdgas gewonnene Wasserstoff nur einen geringen Anteil an der Gesamtproduktion ausmachen, da es sonst keinen Sinn macht.
Skandal in der britischen Wasserstofflobby über blauen Wasserstoff
Vor kurzem kam es zu einem Skandal innerhalb der britischen Wasserstofflobby, nachdem der Vorsitzende zurückgetreten war.
Danach enthüllte er in der Tat kompromittierende Informationen über blauen Wasserstoff. Er bezeichnete blauen Wasserstoff als "teure Ablenkung". Er sagte, dass einige Ölgesellschaften falsche Angaben über die Produktionskosten von blauem Wasserstoff gemacht hätten, um an "Milliarden von Pfund an Subventionen" zu gelangen.
Die gleichen Ölgesellschaften stellen den blauen Wasserstoff in den Vordergrund, damit wir auch während der Energiewende noch fossile Energieträger benötigen.
Zur Erinnerung: Blauer Wasserstoff wird mit fossiler Energie betrieben, aus der Wasserstoff gewonnen wird. Es wird berichtet, dass nur 10-15% des freigesetzten Kohlendioxids aufgefangen wird, was sehr wenig ist. Mit anderen Worten, Umweltfreundlichkeit ist offensichtlich nicht ihre Hauptmotivation.
Elektro- oder Wasserstoffautos: die Ladeinfrastruktur
Am 1. September 2019 gab es in Frankreich 27.661 Ladepunkte für Elektrofahrzeuge. für Elektrofahrzeuge zur Verfügung. Da mehrere Infrastrukturprojekte in ganz Frankreich entwickelt werden, führte dies zu einem Anstieg der Ladestationen in Frankreich um 20 % im Vergleich zu 2018.
Die Entwicklung der verschiedenen Infrastrukturen für die Elektromobilität ist mit immensen Kosten verbunden, die es den Akteuren der Elektromobilität(Autohersteller, Ladenetzwerk...) nicht erlauben, einen Übergang zu Wasserstoff zu gewährleisten, ohne ihren Fortbestand zu gefährden.
Ja, mit einer Investition von bis zu über 1 Million Euro für eine Wasserstofftankstelle. Bei der Einrichtung muss sichergestellt werden, dass die Station attraktiv ist, um eine gewisse Rentabilität zu gewährleisten. Aus diesem Grund gibt es in Frankreich nur etwa 40 Wasserstofftankstellen.
Die Einführung von Elektrofahrzeugen erfolgt schrittweise und ist weniger kostspielig, zumal der Staat Subventionen zur Förderung ihrer Entwicklung bereitstellt.
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Elektro- oder Wasserstoffauto: Reichweite und Ladezeit
Obwohl die Technologie von Tag zu Tag besser wird, ist Wasserstoff in Bezug auf Reichweite und Ladezeit dem Elektroantrieb derzeit noch weit überlegen.
Elektroautos eignen sich hervorragend für kurze Fahrten im Alltag, aber bei einer Reichweite von 450 km geht ihnen schnell die Luft aus. Der Toyota Mirai hat eine Reichweite von bis zu 600 Kilometern und benötigt weniger als 5 Minuten Ladezeit, während ein Elektroauto an einer Schnellsteckdose 30 Minuten benötigt.
Die Lithium-Ionen-Batterie bietet jedoch eine bessere Energieeffizienz als die Brennstoffzelle, die in Wasserstofffahrzeugen verwendet wird.
Die Lithium-Ionen-Batterie hat einen höheren Wirkungsgrad von 90 % gegenüber 40 % bei der Brennstoffzelle.
Darüber hinaus verbraucht ein Wasserstofffahrzeug mehr Energie als ein Elektrofahrzeug. Ein Wasserstoffauto benötigt 1 kg Wasserstoff für eine Strecke von 100 km, was 60 kW pro Stunde entspricht, also doppelt so viel wie ein Elektroauto. doppelt so viel wie ein Elektroauto verbraucht..
Bei den Ladekosten liegt das Wasserstoffauto mit 13,6 € pro 100 km Reichweite ebenfalls nahe an den Kosten eines Verbrennungsmotors (2 € beim Elektroauto), aber mit einer viel längeren Ladezeit.
Elektro- oder Wasserstoffauto: die Vorteile
Die Brennstoffzelle in wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen bietet einen interessanten Vorschlag und eine gewisse Alternative zur Lithiumbatterie. Tatsächlich gibt es noch eine gewisse Unsicherheit bezüglich des Verschleißes der Batterien von Elektrofahrzeugen. Auch wenn die Batterien sie eine lange Lebensdauer haben.sind sie nicht vor Verschleiß geschützt. Es gibt Projekte, die darauf abzielen, Lithium-Ionen-Batterien in Notstromaggregate in Gebäuden umzuwandeln.
Obwohl Wasser das am häufigsten vorkommende Element auf der Erde ist, sollte dies ein großer Vorteil für den Einsatz von Wasserstoff sein. Wasserstoff kommt in seiner natürlichen Form nicht vor und muss daher vom Menschen umgewandelt werden. Das Problem ist, dass dieser Prozess sehr energieintensiv ist und 96% des weltweit produzierten Wasserstoffs aus fossilen Energieträgern gewonnen wird.
Darüber hinaus liegt der Vorteil des Elektroautos darin, dass es die Energie des Stromnetzes einfach nutzen kann. Mit einer einfachen Haushaltssteckdose können Sie Ihr Elektrofahrzeug über Nacht aufladen. Dies löst auch das Problem der Reichweite und des Aufladens bei einer täglichen Nutzung von durchschnittlich nicht mehr als 450 km. Wenn man bedenkt, dass beispielsweise das Tesla Model 3 eine Reichweite von bis zu 560 km im WLTP-Zyklus erreichen kann.
Wasserstoff ist noch neu in der Automobilbranche und hat noch nicht alle seine Vorteile auf dem Automobilmarkt gegenüber seinem Rivalen, dem Elektroauto, entfaltet.
Elektro- oder Wasserstoffautos: das Angebot auf dem Markt
Für die meisten Autohersteller wäre ein Umstieg auf Wasserstoff angesichts der bereits getätigten Investitionen in Elektroautos nicht sinnvoll.
Die Volkswagengruppe beispielsweise hat über einen Zeitraum von 5 Jahren mehr als 33 Mrd. EUR investiert, die Ford-Gruppe 11 Mrd. EUR und die Ladegruppe Enedis hat 350 Mio. EUR zur Verfügung gestellt, um die Reichweite ihrer Ladestationen zu erweitern. Einige Hersteller haben jedoch die Initiative ergriffen, um sich einen Platz auf diesem Markt zu sichern:
- Toyota (Toyota Mirai)
- Hyundai (Honda Clarity)
- Honda (Hyundai Nexo)
Sie stellen auch die Mehrheit der weltweit 12.000 wasserstoffbetriebenen Fahrzeuge dar.
Weitere Modelle sind von verschiedenen Herstellern geplant. Der Renault ZE H2, der Audi H-tron und der Mercedes GLC F-CELL könnten eine größere Verbreitung von Wasserstofffahrzeugen auf dem europäischen Markt ermöglichen.
Der Preis wird jedoch einer der größten Hemmschuhe für diese verschiedenen Modelle bleiben, da sie aufgrund des Preises für den Bau von Verbrennungszellen in Wasserstoffautos teurer sind als Elektroautos.
Wasserstoffautos
Der Toyota Mirai und der Hyundai Nexo sind zwei Limousinen, die zu Preisen ab 78.900 € bzw. 75.600 € verkauft werden. Diese Preise sind noch viel zu abschreckend, insbesondere angesichts von nur etwa 20 Wasserstofftankstellen in Frankreich.
Für Privatpersonen scheint der Übergang derzeit schwierig zu sein. Die Regierung hat sich jedoch zum Ziel gesetzt, bis 2028 52.000 wasserstoffbetriebene Fahrzeuge auf den Straßen zu haben, hauptsächlich Nutzfahrzeuge und schwere Fahrzeuge.. Mehrere Städte in Frankreich haben bereits Pläne für die Einführung eines wasserstoffbetriebenen Nahverkehrsnetzes.
Auf dem Gebiet der Elektroautoshat sich das Angebot auf dem Weltmarkt in den letzten Jahren vergrößert. Dies ist vor allem auf den zunehmenden Druck auf die Besteuerung von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor zurückzuführen. Frankreich ist das drittgrößte Land in Europa in Bezug auf die Zulassung von Elektroautos.
Elektro- oder Wasserstoffauto: Zusammenfassung
Gegenüber der Elektrizität muss Wasserstoff Akteure finden, die bereit sind, genauso viel zu investieren wie in die Elektrizität, um sich einen bedeutenden Platz auf dem Markt zu sichern und um seinen Rückstand aufzuholen. Tatsächlich wird seine Glaubwürdigkeit gegenüber der Elektrizität oft in Frage gestellt und ist derzeit nicht in der Lage, Wasserstoff zu einem Konkurrenten zu machen, der die elektrische Energie gefährden könnte....
Das Wasserstoffauto wäre in Zeiten der Ölkrise sicherlich sehr vorteilhaft, seine Reichweite und die längere Ladezeit als bei Elektroautos verschaffen ihm einen ersten Vorteil. Aufgrund der höheren Anschaffungskosten, des teureren Kraftstoffs und der fehlenden Infrastruktur aufgrund der schwierigen Einführung haben es Wasserstoffautos jedoch schwer, zu überzeugen. Dennoch können sie von einigen Autofahrern als beruhigend empfunden werden, da sie den Verbrennungsmotoren ähneln, insbesondere was die Ladezeit betrifft. Dennoch ist das Wasserstoffauto für Privatpersonen noch nicht rentabel.
Für Gewerbetreibende, die in der Lage sind, die Kosten für wasserstoffbetriebene Fahrzeuge zu tragen, bleibt die Brennstoffzelle aufgrund ihrer Reichweite und ihrer Fähigkeit zur Energiespeicherung bei Schwere Fahrzeuge (Busse, LKWs ...).
