Wasserstoff und Batterien: Elektroautos sind tot. Es lebe das Elektroauto!

Elon Musk, ein Veteran von Elektrofahrzeugen, hat Brennstoffzellen einmal als „Idiotenbatterien“ abgetan. Obwohl viele von uns immer noch Elektrofahrzeuge beherrschen, glauben einige Experten, dass Wasserstoff der nächste wichtige Kraftstoff ist. Diese Autos werden oft als Wasserstoff-Brennstoffzellenautos bezeichnet, was bedeutet, dass sie Brennstoffzellen anstelle von Batterien verwenden. Tatsächlich können Elektrofahrzeuge nur der Übergang von fossilen Brennstoffen zu Wasserstoff-Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen (FCEV) sein.

Wie Gregory Guillaume, Vizepräsident für Design bei Kia, sagte: „Meiner persönlichen Meinung nach können batteriebetriebene Elektrofahrzeuge nur ein Übergang (zu) Wasserstoff sein.“ Schauen wir uns die Vor- und Nachteile der einzelnen an:

Laden/Tanken

Langstrecken- oder Reichweitenangst

Umweltauswirkungen

Machen Sie es & Transportiere es

Ausgehen & Kaufen Sie eins – wenn Sie können

Laufende Kosten

Die Wasserstoffwirtschaft

Ist der EV also tot?

Laden/Tanken

FCEVs: FCEVs wandeln Wasserstoff – oder andere Kraftstoffe – in Strom um. Das ist der Unterschied zwischen Elektroautos und Wasserstoffautos. Das Betanken eines Wasserstoffautos ist wie der Kauf von normalem Benzin und dauert nur 3 bis 5 Minuten. Für eine zeithungrige Bevölkerung macht es praktisch mehr Sinn.

EVs: Sie laden EVs direkt mit Strom auf. Es dauert mindestens eine Stunde, um ein Elektrofahrzeug vollständig aufzuladen, und zwischen 14,5 und 48 Stunden an einer normalen Haushaltssteckdose. Obwohl die Infrastruktur wächst, lebt nicht jeder an einem Ort, an dem öffentliche Ladestationen vorhanden sind. Um fair zu sein, die meisten Menschen, die Elektrofahrzeuge fahren, pendeln und haben oft die Möglichkeit, eine Ladestation für Elektrofahrzeuge an oder in der Nähe der Arbeit zu haben, sodass ihr Auto problemlos aufgeladen werden kann, wenn sie es wieder brauchen.

Außerdem bedeutet die Art und Weise, wie Ladestationen für Elektrofahrzeuge funktionieren, dass die ersten 70–80 % des Akkus ziemlich schnell aufgeladen werden – etwa 20–30 Minuten – dann verlangsamt sich der Ladevorgang. So realistically, charging most of your EV’s battery won’t take much longer than the time it takes to grab a coffee.

Um auf Wasserstoff zurückzukommen: Es gibt 41 öffentliche Wasserstofftankstellen in Kalifornien mit dem Ziel von 200 Stationen bis 2025. 2018 waren in Kalifornien 25 FCEV-Busse im Einsatz, gegenüber nur sieben in anderen Bundesstaaten. There is one public hydrogen refueling station each in Connecticut, Hawaii, Massachusetts, Michigan, and South Carolina. Another 27 are in development in those states, along with New York and Rhode Island.

In Europa sind Anfang 2019 etwa 152 Wasserstofftankstellen in Betrieb, und viele weitere sind im Bau oder in Planung. Die schnellste Zunahme an Wasserstofftankstellen (HRS) im Bau findet in Deutschland statt. In Australien sind keine Wasserstofftankstellen verfügbar. Toyota und Hyundai sind die Hauptkonkurrenten, aber auch Mercedes-Benz und Chinas Grove verfolgen Wasserstoff-Brennstoffzellen-Fahrzeuge.

Der frühere Präsident George W. Bush spricht mit den Medien, während er mit Rick Scott, Betriebs- und Sicherheitskoordinator, Shell Hydrogen, L.L.C., Mittwoch, den 25. Mai 2005, an einer Shell-Station in Washington D.C. zusammensteht. Damals war es die erste Tankstelle für Benzin/Wasserstoff in Nordamerika. Foto des Weißen Hauses von Paul Morse.

Langstrecken- oder Reichweitenangst

FCEVs: Mit Ausnahme einiger Modelle (insbesondere Tesla Motors) haben Wasserstoffautos in der Regel die doppelte Reichweite der meisten batteriebetriebenen Elektrofahrzeuge. Auch wenn einzelne Besitzer keinen Wasserstoff kaufen, können Unternehmen mit Flotten aus Lkw, Bussen und Lieferwagen Zeit und Geld sparen.

Elektrofahrzeuge: Die meisten Käufer von Elektrofahrzeugen haben immer noch mit Reichweitenangst zu kämpfen. Die günstigeren Modelle fahren mit einer Ladung etwa 140 bis 190 Meilen. Während dies für das Fahren in der Stadt und die meisten Arbeitswege ausreicht, kann es einige nervös machen, insbesondere in ländlichen oder vorstädtischen Gebieten. In diesen Fällen könnte ein Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeug beruhigender sein.

Umweltauswirkungen

FCEVs: Offensichtlich benötigen Wasserstoff-Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (HFCEV) Wasserstoff, um den Strom zu erzeugen, der benötigt wird, um Ihr Auto zum Fahren zu bringen. Und obwohl Wasserstoff das am häufigsten vorkommende Element im Universum ist, fehlt es unserem Planeten an einer leicht verfügbaren Form von Wasserstoff. Der größte Teil des Wasserstoffs auf der Erde wird als Wasser, Kohlenwasserstoffe (Methan, Propan, Butan usw.) und andere organische Stoffe gespeichert. Die größte Herausforderung, Wasserstoff als Energiequelle zum nächsten großen Ding zu machen, besteht darin, Wasserstoff effizient aus verschiedenen Quellen zu gewinnen, ohne den Planeten zu verschmutzen.

Wie sich herausstellt, wird ein Großteil des Wasserstoffbrennstoffs in den Vereinigten Staaten durch ein Verfahren namens Dampfreformierung oder Vergasung gewonnen, das die billigste, effizienteste und gebräuchlichste Methode zur Herstellung von Wasserstoff ist – obwohl es nicht gerade die sauberste ist Weg dazu. Inzwischen kann Wasserstoff auch durch Elektrolyse gewonnen werden, bei der die Wasserstoffatome im Wasser mit Strom getrennt werden. Auch hier wird der für diesen Prozess benötigte Strom durch – Sie haben es erraten – Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugt.

Elektrofahrzeuge: Nach Angaben der U.S. Energy Information Administration stammten rund 60 % der im Jahr 2018 erzeugten Elektrizität – das sind 4.171 Milliarden kWh oder 4,17 Billionen kWh – aus fossilen Brennstoffen wie Kohle, Erdgas, Erdöl und anderen Gasen . Andererseits stammen rund 19,4 Prozent des Stroms aus Kernkraftwerken, während nur 17 Prozent aus erneuerbaren Energiequellen wie Wasserkraft, Wind und Biomasse stammen. Obwohl die Umweltauswirkungen von Elektrofahrzeugen einige Vor- und Nachteile haben, müssen wir uns genauer ansehen, welche Art von Fahrzeug langfristig besser ist.

Obwohl sowohl Elektroautos als auch Wasserstoff-Brennstoffzellen am Auspuff keine Emissionen erzeugen, kann das nicht für den „Kraftstoff“ gesagt werden, der sowohl Elektrofahrzeuge als auch FCEVs antreibt. Da die Technologie immer tiefer in erneuerbare und nachhaltige Energiequellen vordringt, besteht der einzige Weg für EVs und FCEVs, wirklich „grün“ zu sein, darin, einen besseren und saubereren Weg zu finden, sowohl Strom als auch Wasserstoff zu gewinnen, ohne so viele fossile Brennstoffe zu verbrennen.

Machen Sie es & Transportiere es

Elektrofahrzeuge: Elektrofahrzeuge in den USA werden mit Strom aus fossilen Brennstoffen betrieben. Besitzer laden Elektrofahrzeuge direkt mit Strom auf, und da sie ein vorhandenes Netz nutzen, muss kein Strom transportiert werden.

FCEVs: In den USA beispielsweise wird Wasserstoff auch aus fossilen Brennstoffen hergestellt. Dies ist nicht der einzige Weg, dies zu tun. Erneuerbarer Wasserstoff kann auf verschiedene Weise erzeugt werden: durch Solar- oder Windelektrolyse von Wasser, aus Wasserdampf in der Luft, aus Ernteabfällen oder Biogas aus Deponien oder Kläranlagen.

Die nächste Herausforderung ist der Transport von Wasserstoff zu Tankstellen. Es könnte in einem Diesel-Lkw zu einer Tankstelle transportiert werden, wo der Besitzer tankt und Wasserstoff wieder in Strom umwandelt. Aber das macht wenig Sinn.

CSIRO in Australien hat eine Metallmembran entwickelt, die Wasserstoff aus flüssigem Ammoniak extrahiert. Dies ist viel einfacher und billiger zu transportieren und vermeidet Kohlekraft. Jede Tankstelle würde dann einen Tank für flüssiges Ammoniak, eine Membran und eine Wasserstoff-Betankungspumpe mit sich führen. Aber das ist nur eine Idee.

Der Hyundai Nexo Blue hat eine geschätzte Reichweite von 380 Meilen und gibt eine geschätzte MPGe von 65 Stadt, 58 Autobahn und 61 kombiniert zurück. Die Betankung erfolgt in nur fünf Minuten. Foto: Hyundai Motor America.

Ausgehen & Kaufen Sie eins – wenn Sie können

Elektrofahrzeuge: Der Kauf eines Elektrofahrzeugs übersteigt die Möglichkeiten vieler Amerikaner, ist aber (derzeit) immer noch billiger als ein FCEV. Ein Audi E-Tron kostet 75.000 Dollar; der Hyundai Kona Electric und das Tesla Model 3 kosten beide zwischen 35.000 und 40.000 US-Dollar; und der Nissan Leaf etwa 32.000 US-Dollar. Letztere Fahrzeuge sind Beispiele für den Markt, der versucht, Elektrofahrzeuge erschwinglicher und zugänglicher zu machen. Es gibt immer noch keinen lebhaften Markt für gebrauchte Elektrofahrzeuge.

Die meisten Australier können sich auch kein Elektrofahrzeug leisten. Der durchschnittliche EV kostet über 60.000 AUD, aber Sie können sie für weniger kaufen. Ein Nissan Leaf kostet ab 49.000 AUD und der Hyundai Ioniq Electric ab 46.000 AUD vor Straßenkosten.

FCEVs: Wenn Sie in den USA leben, stehen nur vier FCEVs zum Kauf oder Leasing zur Verfügung. Allerdings haben beide eine Reichweite von 312 bis 380 Meilen. Sie sind alle Modelle aus dem Jahr 2019 und haben einen Startpreis von rund 59.000 US-Dollar: Honda Clarity, Hyundai Nexo, Hyundai Nexo Blue und Toyota Mirai. Hyundai ist ein großer Investor in Wasserstoff. Wenn Hyundai recht hat, werden Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge bis 2030 weniger Geld kosten als Elektrofahrzeuge.

Laufende Kosten

Elektrofahrzeuge: In Australien kostet es derzeit etwa 5,40 $, 100 km (62 Meilen) mit Strom zurückzulegen, im Vergleich zu 16,65 $, um diese Strecke mit Benzin zurückzulegen. Um es anders zu sehen, das sind nur 30 Cent im Vergleich zu 1,23 $ pro Liter Kraftstoff. Es ist also deutlich kostengünstiger als das Betanken Ihres Autos mit Benzin oder Diesel.

FCEVs: Die offensichtliche Frage ist, wie viel es den Besitzer eines Wasserstoffautos kostet, zu tanken? Laut California Fuel Cell Partnership (deren Motto weiter, schneller, sauberer ist) kostet Wasserstoff 13,99 $ pro kg (oder 1,23 $ pro Liter Gas).

Fans von Wasserstoff sagen, dass der Preis fallen wird. Schätzungen des National Renewable Energy Laboratory (NREL) zufolge könnten die Preise bis 2020-2025 von 10,00 $ pro kg auf 8,00 $ fallen. Bei 3,50 $ pro Gallone Benzin würde ein normales Fahrzeug 0,13 $ pro Meile kosten, aber ein Wasserstoffauto mit 8,00 $ pro kg Kraftstoff würde 0,12 $ pro Meile kosten. Das sieht langsam vielversprechender aus.

Die Wasserstoffwirtschaft

Wan Gang ist der sogenannte Vater von Elektrofahrzeugen und stellvertretender Vorsitzender von Chinas nationalem Beratungsgremium für politische Entscheidungen. Er sagt: „Wir sollten uns mit dem Aufbau einer Wasserstoffgesellschaft befassen“.

Wasserstoffautos sind auf Investitionen in die sogenannte Wasserstoffwirtschaft angewiesen. Das US-Energieministerium hat 40 Millionen Dollar bereitgestellt

[email protected], ein Wasserstoffforschungsprogramm. Derzeit produzieren die USA über 10 Millionen Tonnen Wasserstoff, aber dieser fließt in die Raffination von Öl und die Herstellung von Düngemitteln.

Um eine Vorstellung davon zu bekommen, wohin sich die Branche entwickelt, schauen Sie sich an, wo die Investoren sind. Great Wall Motor investiert über 149 Millionen US-Dollar in die Forschung und Entwicklung von FCEVs. Toyota verkauft bereits Wasserstoffautos und hat Brennstoffzellen für Lastwagen, Busse und sogar einen Mondrover entwickelt. Das Konzept BMW i Hydrogen Next, das dieses Jahr in Frankfurt gezeigt wird, ist ein Ergebnis der Partnerschaft mit Toyota. Dies ist eine Wasserstoff-Brennstoffzellen-Version des X5-SUV und wird 2022 in kleinen Stückzahlen produziert.

BMW i Wasserstoff NEXT. Der Autohersteller sagt, dass Wasserstofffahrzeuge eine wichtige Ergänzung zu batterieelektrischen Antriebssystemen darstellen. Foto: BMW-Gruppe.

Ist der EV also tot?

Bedeutet das, dass Elektrofahrzeuge tot sind, wenn so viel Geld in Wasserstoff fließt? Es tut nicht. Volkswagen sagte, es werde 22,5 Milliarden US-Dollar in Elektrofahrzeuge investieren, und Audi plant, bis 2025 800.000 „New Energy Vehicles“ zu verkaufen, davon mehr als 20 elektrisch.

Vielleicht ist der beste Ansatz, den Fahrzeugtyp mit der Art der Nutzung abzugleichen. Einige sagen, dass Batterie-EVs der beste Ansatz für Stadtkäufer sind, um Benzinautos zu ersetzen. Aber teurere FCEVs, die mit Wasserstoff betrieben werden, würden Diesellastwagen, Busse und große SUVs ersetzen, weil EVs zu viele Batterien haben und zu lange zum Aufladen brauchen.

Bitte denken Sie daran, dass wasserstoffbetriebene Fahrzeuge immer noch Elektrofahrzeuge sind. Es funktioniert nur anders. Egal was passiert, die Verwendung von Elektrizität für den Antrieb wird nicht verschwinden. Das Elektroauto ist tot. .. Lang lebe EV!