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Elektro- oder Wasserstoffauto: Wie funktioniert das?
Mit der Demokratisierung von Elektroautos wissen die meisten Menschen nun, was ein Elektroauto ist. Wie es funktioniert, ist jedoch manchmal noch unklar.
Das Elektroauto funktioniert mit einem Elektromotor, der von einer Akku. Der Elektromotor, der durch ein vom elektrischen Strom erzeugtes Magnetfeld eine Bewegung auf den Rotor überträgt, die direkt auf die Räder übertragen wird, macht ein Getriebe völlig überflüssig. Im Gegensatz zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor hat es keinen Verbrennungsmotor und verwendet statt Benzin Strom als Kraftstoff. Da es keine fossilen Brennstoffe verbrennt, verursacht es auch keine Umweltverschmutzung, was das Elektroauto zu einem der beliebtesten Fahrzeuge der Welt macht. sauberes Fahrzeug.
Aber was ist ein Wasserstoffauto? Dank seiner Brennstoffzelle besitzt das Wasserstoffauto auch mit Elektroautos vergleichbare Eigenschaften. Tatsächlich funktioniert es auch mithilfe eines Motors, der mit Strom betrieben wird. Was sie von einem Elektrofahrzeug unterscheidet, ist die Herkunft des Stroms. Denn die verwendete Technologie wandelt Wasserstoff mit Luftsauerstoff um, um während des Betriebs des Fahrzeugs Strom zu erzeugen.
Die Stromversorgung des Fahrzeugs erfolgt über eine Verbrennungszelle in der Wohnung. Sie erzeugt Strom durch eine chemische Reaktion von Wasserstoff mit dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff, wobei Wasserdampf und Strom für den Motor entstehen.
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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) hat in einem Artikel, der im August erschienen ist, einige Informationen enthüllt. In diesem Artikel wird berichtet, dass Wasserstoff mehr Nachteile hat als bisher angenommen. Um dies zu verstehen, muss man wissen, dass es derzeit drei "Arten" von Wasserstoff gibt. Was diese drei Arten ausmacht, ist die Art und Weise, wie der Wasserstoff geerntet wird.
- Erstens: Der problematischste Wasserstoff. Wasserstoff, der aus Erdgas geerntet wird. Um das zu verstehen, muss man wissen, dass die Gewinnung von Wasserstoff eine große Menge an Energie erfordert. Infolgedessen wird viel CO2 in die Atmosphäre freigesetzt.
Aber nicht nur das! Er stößt auch Methan aus, ein sehr umweltschädliches Gas, das in hohem Maße zum Treibhauseffekt beiträgt. Man muss wissen, dass Methan aufgrund der zahlreichen Rinderfarmen bereits in großen Mengen in die Luft freigesetzt wird. Das Methan wird nämlich infolge der Abgänge und Blähungen der gezüchteten Kühe freigesetzt. Ja, Sie haben richtig gehört: Wenn eine Kuh pupst, verschmutzt sie die Umwelt. Nicht zuletzt 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 gesehene Form. Was diese Form von Wasserstoff etwas "grüner" macht, ist die Tatsache, dass bei der Umwandlung CO2 zurückgewonnen wird. Bei diesem Prozess schneidet Wasserstoff jedoch gerade einmal 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 diese Wasserstoffquelle nur noch 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 die am wenigsten verbreitete.
Welche Lösung gibt es für all diese Probleme?
Dass die umweltfreundlichste Form von Wasserstoff noch nicht ausreichend verbreitet ist, liegt unter anderem daran, dass dafür elektrolysiertes Wasser benötigt wird. Diese Verarbeitungsmethodik erfordert einen enormen Energieaufwand bei der Gewinnung und damit viel Geld und Investitionen.
Denn unsere derzeitigen technologischen Mittel reichen nicht aus, um diese Energiequelle so effizient zu gewinnen, dass es sich lohnt. In der Zukunft wird viel Forschung und Entwicklung nötig sein, um die Energie nachhaltig zu nutzen.
Wie die Times berichtet, sehen mehrere Forscher die Lösung darin, schrittweise auf "grünen" Wasserstoff umzusteigen. Dazu muss jedoch zunächst der aus fossilen Energieträgern gewonnene und damit umweltschädlichste Wasserstoff sowie der blaue Wasserstoff verwendet werden.
Dieses Manöver wird darauf abzielen, die Energieumstellung auf Wasserstoff zu erleichtern und so 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. Dennoch muss der aus Erdgas gewonnene Wasserstoff einen minimalen Anteil an der Gesamtproduktion ausmachen, sonst macht es wenig Sinn.
Skandal in der britischen Wasserstofflobby über blauen Wasserstoff
Vor kurzem kam es zu einem Skandal in der britische Lobby von Wasserstoff nach dem Rücktritt des Vorsitzenden.
Danach enthüllte er tatsächlich kompromittierende Informationen über blauen Wasserstoff. Er bezeichnete blauen Wasserstoff als "teure Ablenkung". Außerdem erklärte er, dass einige Ölgesellschaften falsche Angaben zu den Produktionskosten von blauem Wasserstoff gemacht hätten, um an "Milliarden Pfund an Subventionen" zu gelangen.
Dieselben Ölkonzerne rücken den blauen Wasserstoff maximal ins Rampenlicht, damit wir auch während dieser Energiewende noch fossile Energieträger benötigen.
Zur Erinnerung: Blauer Wasserstoff funktioniert mit fossiler Energie, aus der Wasserstoff gewonnen wird. Es wird berichtet, dass nur 10 bis 15 % des freigesetzten Kohlendioxids aufgefangen werden, was sehr wenig ist. Mit anderen Worten: Ökologie ist offensichtlich nicht ihre primäre Motivationsquelle.
Elektro- oder Wasserstoffautos: die Ladeinfrastruktur
Am 1. September 2019 gab es in Frankreich 27.661 Ladepunkte für Elektrofahrzeuge zur Verfügung gestellt. Da sich in ganz Frankreich mehrere Infrastrukturprojekte in der Entwicklung befinden, hat dies zu einem Anstieg von 20 % von Ladestationen auf dem französischen Staatsgebiet im Vergleich zu 2018.
Die Entwicklung der verschiedenen Infrastrukturen für die Elektromobilität ist mit immensen Kosten verbunden, die es den Akteuren der Elektromobilität nicht ermöglichen (Autohersteller, Ladenetzwerk...), den Übergang zu Wasserstoff zu gewährleisten, ohne ihren Fortbestand zu gefährden.
In der Tat, mit einer Investition von bis zu über von 1 Million Euro für eine Wasserstofftankstelle. Bei ihrer Einrichtung muss sichergestellt sein, dass sie attraktiv ist, um eine gewisse Rentabilität zu gewährleisten. Daher findet man in Frankreich nur eine etwa 40 Wasserstoffstationen.
Für den elektrischenDer Einsatz erfolgt allmählich und bleibt weniger kostspieligDies gilt umso mehr, als der Staat Subventionen zur Förderung ihrer Entwicklung bereitstellt.
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Elektro- oder Wasserstoffauto : Autonomie und Aufladezeit
Obwohl die Technologie von Tag zu Tag verfeinert wird, ist Wasserstoff im Vergleich zu Elektroautos in Bezug auf Reichweite und Ladezeit derzeit noch weit überlegen.
Elektroautos eignen sich hervorragend für kurze Fahrten im Alltag, doch bei einer Reichweite von 450 km geht ihnen schnell die Luft aus. Der Toyota Mirai beispielsweise bietet heute eine Reichweite von bis zu 600 Kilometern und eine Reichweite von bis zu 50 Kilometern. Ladung weniger als 5 Minuten wo ein Elektroauto mithilfe einer Schnellsteckdose 30 Minuten braucht.
Die Lithium-Ionen-Batterie bietet jedoch eine bessere Energieeffizienz als die Brennstoffzelle, die innerhalb von Wasserstofffahrzeugen verwendet wird.
Die Lithium-Ionen-Batterie hat einen höheren Wirkungsgrad von 90 % gegenüber 40 % bei der Brennstoffzelle.
Darüber hinaus ist ein Fahrzeug Wasserstoff verbraucht mehr Energie als ein Elektrofahrzeug. Das Wasserstoffauto benötigt 1 kg Wasserstoff für eine Strecke von 100 km, was 60 kW pro Stunde entspricht, d. h. dem doppelt so viel wie ein Elektroauto verbraucht.
In Bezug auf AufladekostenDer Preis für ein Wasserstoffauto liegt mit 13,6 € pro 100 km Reichweite ebenfalls in der Nähe des Preises für ein Auto mit Verbrennungsmotor, im Vergleich zu 2 € für ein Elektroauto, allerdings mit einer viel längeren Ladezeit.
Elektro- oder Wasserstoffauto: die Vorteile
Die in Wasserstofffahrzeugen vorhandene Brennstoffzelle bietet einen interessanten Vorschlag und eine gewisse Alternative zur Lithiumbatterie. Tatsächlich gibt es noch eine gewisse Unsicherheit in Bezug auf den Verschleiß der Batterien von Elektroautos. Selbst wenn sie haben eine lange LebensdauerSie sind jedoch nicht vor Verschleiß geschützt. Es gibt Projekte, die darauf abzielen, Lithium-Ionen-Batterien in Notstromgeneratoren in Gebäuden umzuwandeln.
Doch obwohl Wasser das am häufigsten vorkommende Element auf der Erde ist, sollte dies ein wesentlicher Vorteil für die Verwendung 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. 96% des weltweit produzierten Wasserstoffs wird aus fossilen Energieträgern gewonnen.
Außerdem liegt der Vorteil des Elektroautos darin, dass es die Energie aus dem Stromnetz problemlos nutzen kann. Effektiv, eine einfache Haushaltssteckdose ermöglicht es Ihnen, Ihr Elektrofahrzeug über Nacht aufzuladen. Dies löst auch das Problem der Reichweite und des Aufladens für eine tägliche Nutzung, die im Durchschnitt 450 km nicht überschreitet. Wenn man bedenkt, dass z. B. die Tesla Model 3 kann im WLTP-Zyklus eine Reichweite von bis zu 560 km erreichen.
Wasserstoff ist noch neu in der Automobilbranche und hat noch nicht alle seine Stärken auf dem Automobilmarkt gegenüber seinem elektrischen Rivalen entfaltet. Entthronung der Elektroauto.
Elektro- oder Wasserstoffauto: Das Angebot auf dem Markt
Für die meisten Autohersteller wäre ein Umstieg auf Wasserstoff angesichts der bereits getätigten Investitionen in Elektroautos nicht sinnvoll.
Der Volkswagen-Konzern beispielsweise hat über einen Zeitraum von fünf Jahren mehr als 33 Milliarden Euro investiert, der Ford-Konzern 11 Milliarden Euro und der Ladekonzern Enedis hat 350 Millionen Euro bereitgestellt, um den Einsatzbereich seiner Ladestationen zu erweitern. Einige Hersteller haben jedoch vorgesorgt, um sich einen Platz auf diesem Markt zu sichern:
- Toyota (Toyota Mirai)
- Hyundai (Honda Clarity)
- Honda (Hyundai Nexo)
Sie stellen auch die Mehrheit der 12 000 wasserstoffbetriebene Fahrzeuge weltweit vorhanden.
Weitere Modelle sind ebenfalls von verschiedenen Herstellern geplant. Der Renault ZE H2, der Audi H-tron und der Mercedes GLC F-CELL könnten für eine stärkere Verbreitung von Wasserstofffahrzeugen auf dem europäischen Markt sorgen.
Der Preis wird jedoch einer der größten Hemmschuhe für diese Modelle bleiben, da sie aufgrund der Kosten für den Bau von Verbrennungszellen in Wasserstoffautos teurer sind als Elektroautos.
Autos mit Wasserstoffantrieb
Der Toyota Mirai und der Hyundai Nexo sind zwei Limousinen, die zu Preisen ab 78.900 € bzw. 75.600 € angeboten werden. Diese Preise sind immer noch viel zu abschreckend, vor allem mit nur einem zwanzig Wasserstofftankstellen in Frankreich.
Für Privatpersonen scheint der Übergang derzeit schwierig zu sein. Die Regierung hat sich jedoch zum Ziel gesetzt, Folgendes zu erreichen 52.000 Fahrzeuge Wasserstoffautos im Umlauf bis 2028, hauptsächlich Nutzfahrzeuge und schwere Fahrzeuge. In der Tat beginnen mehrere Städte in Frankreich mit verschiedenen Plänen, um ein Netzwerk von Stadtverkehr mit Wasserstoff ausgestattet.
Auf der Seite der ElektroautoIn den letzten Jahren hat sich das Angebot auf dem Weltmarkt vergrößert. Vor allem dank des immer stärkeren Drucks auf die Besteuerung von Autos mit Verbrennungsmotoren. Frankreich ist als drittgrößtes Land in Europa positioniert in Bezug auf die Zulassung von Elektroautos.
Elektro- oder Wasserstoffauto: kurz zusammengefasst
Im Vergleich zur Elektroenergie muss Wasserstoff Akteure finden, die bereit sind, genauso viel zu investieren wie in die Elektroenergie, um sich einen festen Platz auf dem Markt zu sichern und den Rückstand aufzuholen. In der Tat 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 zwar in Zeiten der Ölkrise sehr vorteilhaft, seine Reichweite und die längere Ladezeit als beim Elektroauto geben ihm ebenfalls einen ersten Vorteil. Allerdings haben Wasserstoffautos aufgrund der höheren Anschaffungskosten, des teureren Treibstoffs und der fehlenden Infrastruktur aufgrund der schwierigen Einführung Schwierigkeiten, die Menschen zu überzeugen. Dennoch können sie von einigen Autofahrern als beruhigend empfunden werden, dank einer gewissen Ähnlichkeit mit Verbrennungsmotoren, insbesondere was die Ladezeit betrifft. Dennoch ist das Wasserstoffauto für Privatpersonen noch nicht rentabel.
Für Gewerbetreibende, die in der Lage sind, die mit Wasserstofffahrzeugen einhergehenden Kosten zu tragen, bleibt die Brennstoffzelle aufgrund ihrer Reichweite und ihrer Fähigkeit, Energie bei den schwere Fahrzeuge (Busse, LKWs...).
