ALTERNATIVE TREIBSTOFFE UND FAHRZEUGE

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BRENNSTOFFZELLEN – ELEKTROAUTOS

Carlos Sousa

AGENEAL, Lokale Energieagentur, Almada

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ZUSAMMENFASSUNG

1. Funktionsweise einer Brennstoffzelle

2. Produktion, Transport und Speicherung von Wasserstoff

3. Einige Vorschläge von Herstellern

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FUNKTIONSWEISE EINER BRENNSTOFFZELLE

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FUNKTIONSWEISE EINER BRENNSTOFFZELLE

Exhaust

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FUNKTIONSWEISE EINER BRENNSTOFFZELLE

Haupteigenschaften

• Jede Zelle: 0.5 – 1 V

• Stromstärke: 0.3 – 1 A cm2

• Leistung: 0.3 – 0.5 W/cm2

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FUNKTIONSWEISE EINER BRENNSTOFFZELLE

Beispiel: 2 x 100 Zellen ( 40 cm x 40 cm)

2 x (100 x 0.7) x (40 x 40 x 0.375) = 2 x (70 V x 640 A) = 84 kW (114 CV)

Ballard 900

107 CV

72 kg

34 x 24 x 75 cm

Volumen 61 L

1,3 kW / L

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FUNKTIONSWEISE EINER BRENNSTOFFZELLE

15 to 35% 30 to +50%

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Brennstoffzelle für einen Passagierbus,MAN

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ZUKÜNFTIGE HERAUSFORDERUNGEN• Kosten:

• 400 €/kW (7 facher Preis eines herkömmlichen Motors)

• Gesamte Zelle: € 20.000 (Motor € 3.000)

• Verlässlichkeit

•Probleme mit niedrigen Temperaturen (unter 0 ºC)

• H2 Kontaminierung

• Fahrzeuganpassung

• Benötigt Wasserstoff (Produktion, Transport und Speicherung)!!

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PRODUKTION, TRANSPORT UND SPEICHERUNG VON H2

1. “Industrielle” Produktion

• Elektrolyse von Wasser? Erdgas? Ölraffinerie?

• Erneuerbare Quellen

• Verteilungsnetz? (existiert nicht!)

• Kosten, Investitionen

• Sicherheit und soziale Akzeptanz

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PRODUKTION, TRANSPORT UND SPEICHERUNG VON H2

2. Dezentrale Produktion (bei der Tankstelle)

• Von was? (Elektrolyse von Wasser? Erdgas? Andere)

• Kosten der Anlage

• Sicherheit und soziale Akzeptanz

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PRODUKTION, TRANSPORT UND SPEICHERUNG VON H2

Unabhängig vom Herstellungsort (Tankstelle oder Industrieanlage)

• Füllsystem

• Sicherheit

• Tankdauer

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PRODUKTION, TRANSPORT UND SPEICHERUNG VON H2

Speicherung im Fahrzeug…

• Komprimiertes Gas bei 300 bar? (sehr geringe Dichte)

• Flüssig bei –253 ºC? (hohe Verdunstung, niedrige Dichte)

• Feste Phase? (Verhältnis Gewicht/Volumen)

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PRODUKTION, TRANSPORT UND SPEICHERUNG VON H2

3. Produktion mit einem Reformer im Fahrzeug

• Aus Erdgas, Methanol, Ethanol?

• Benzin?

• Probleme

• Systemeffizienz

• Kosten

• Technologie

• Emissionen – Löst das Kohlenstoffproblem nicht

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Necar 5 e Jeep Commander (2000; CH3OH)Necar 4 (1999)

Necar 1 (1994)

Necar 3 (1997; CH3OH)

Necar 2 (1996)

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Opel Hydrogen 1

• Flüssig H2 (75 Liter; 5 kg H2)

• Stapel mit 200 Zellen (59/27/50 cm)

- 150 – 200 V; 90 kW/ 122 CV

- 68 kg

• Hilfs/Zusatzbatterie

• Gewicht: 1575 kg

• 0-100 km/h – 16 s

• Max. Geschwindigkeit: 140 km/h

• Reichweite: 400 km

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DEMONSTRATIONSPROJEKTE - CUTE

• Clean Urban Transport for Europe, CUTE

• Demonstrationsprojekte um die Betriebsleistung von Wasserstoffbussen für den öffentlichen Transport zu testen und zu bewerten

• 10 Europäische Städte (Barcelona, Madrid, London, Hamburg, Luxemburg, Estocolmo, Amsterdam, Stuttgart, Stockholm, Porto)

• 3 Daimler-Chrysler Busse pro Stadt

• Verschiedene Methoden für die Wasserstoff-Herstellung (Erneuerbare - Wasserkraft, Erdgas, Raffinerie)

• Evaluierung der Kosten, Infrastruktur, Lebenszyklus, Emissionen, etc.

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