Studie zur CO2-Gesamtbilanz: Wasserstoff schlägt Batterie

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    • In unserer heutigen Wochenendausgabe (Münchner Merkur/Garmisch-Partenkirchner Tagblatt) ist die Studie des ISE auch mit einem Artikel bedacht worden. Daraufhin habe ich die Mail an das ISE etwas abgewandelt und als Leserbrief hingeschickt. Wenn in Euren Tageszeitungen gleichfalls solche Artikel stehen und Eure Stimme erheben wollt, dürft ihr gerne meinen Leserbrief als Muster nehmen, habe kein Urheberrecht drauf ;-).

      Sehr geehrter Herr XXXX,

      „sowohl als auch“ titeln Sie in Ihrem Artikel zur Zukunft von Batterie- (BEV) oder Brennstoffzellenantrieb (FCEV). Wenn man sich allerdings die Studie des Fraunhofer-Institutes ISE (im Internet verfügbar als Zusammenfassung) zu den Treibhausgasemissionen beider Verfahren ansieht und die zugrunde liegenden Annahmen hinterfragt, muss man leider feststellen, dass dieser Schluss eben nur unter Annahmen zustande kommen kann, die das Brennstoffzellenfahrzeug begünstigen, weil Physik und Chemie kann man nicht austricksen. Erneuerbaren Wasserstoff erzeugt man aus Strom durch Elektrolyse, transportiert diesen, speichert ihn im Fahrzeug, wandelt ihn dort wieder in Strom um (in einer Brennstoffzelle) und fährt damit. Soweit die bekannten Grundlagen.
      1. Der Wirkungsgrad dieser Umwandlungskette ist schlecht. Warum kann also das FCEV gewinnen? Weil das ISE den benötigten Wasserstoff für das FCEV im besten Fall aus Windstrom erzeugt, während es den Fahrstrom für das BEV bestenfalls aus Photovoltaik erzeugt. In den Annahmen des ISE ist der Windstrom mit 11g/kWh Treibhausgasemission (THG) angesetzt, während der PV Strom mit 48g/kWh THG, also 4x so hoch angesetzt wird. Strom ist aber nun einmal Strom, und den kann man genauso zur H2-Herstellung wie direkt zum Fahren verwenden. Wer nun noch weiß, dass der Wirkungsgrad der vorgenannten Umwandlungskette nur bei rd. 33% liegt, während er 2-3x so hoch (80-90%) bei Direktverbrauch durch das BEV ist, erkennt dass der Vorsprung des FCEV nur durch den Ansatz eines schlechteren Energieträgers beim BEV erzielt wurde!
      2. Weiterhin werden für die Fertigung des Akkus im BEV veraltete Zahlen der sog. Schwedenstudie angesetzt, die längst widerlegt ist. Zusätzlich wurde der Rucksack für diesen Akku schwerer gemacht, in dem man ihn mit EU-Strommix (421g/kWh) bauen lässt. Bekanntermaßen liegt der „Nachteil“ des BEV im Energieaufwand zu seiner Herstellung, und wenn man da den aktuellen Strommix einsetzt, wird er eben noch schwerer. Das BEV gewänne haushoch, wenn der Akku mit demselben Windstrom produziert würde, mit dem das Brennstoffzellenfahrzeug über den Umweg H2 und Brennstoffzelle fahren darf.
      3. Die Studie enthält keinerlei Hinweis darauf, dass auch in einem FCEV ein Akku verbaut wird. Dieser ist zwar relativ klein (ca. 1-2 kWh Speichervermögen), muss aber sein zur Pufferung der Stromspitzen bei Beschleunigung und elektrischen Abbremsen (Rekuperation). Dieser Akku unterliegt einer so hohen Zyklenbelastung (wird ständig stark ent- und beladen bei jedem Gasgeben und Bremsen), dass er alle 3-5 Jahre ausgetauscht werden muss, dementsprechend wäre er mit einem Lebensdauermultiplikator in die Rechnung einzubeziehen. Eine Brennstoffzelle ist viel zu träge, als dass sie Leistungsveränderungen so problemlos mit verändertem H2-Bezug ausgleichen könnte. Außerdem ginge so eine variierende Belastung zu Lasten des Lebensdauer der Brennstoffzelle.
      Das schweizerische EMPA hat untersucht (und zwar mit korrekten Ansätzen), dass das FCEV unter ökologischen Gesichtspunkten keine Chance hat zu gewinnen. Und auch aus einem anderen Grund: Was nämlich die ISE Studie und die H2-Lobby völlig unterschlägt, sind die Kosten pro 100km. Aufgrund des schlechten Wirkungsgrades der vorgenannten Umwandlungskette muss man mit 2-3x so hohen Betriebskosten bei einem FCEV gegenüber einem BEV ausgehen – wenn der Strom zu gleichen Bedingungen erzeugt und in den beiden Fahrzeugtypen genutzt wird. Wer aber würde ein Auto kaufen, das 200% höhere Betriebskosten hat, nur um den Preis, dass er vielleicht wie bisher damit 500-1.000km mit einer Tankfüllung fahren kann? Wo doch heute eine relativ geringe Preisdifferenz zwischen Benzin und Diesel bereits ausreicht, um das Verbraucherverhalten zu lenken? Und wer würde ein FCEV kaufen, wenn er wüsste dass durch den schlechten Wirkungsgrad 2-3x mehr Windparks, PV-Anlagen usw. gebaut werden müssen, um den benötigten Strom zu erzeugen, von dem viele glauben, er sei schon für die BEV generell zu knapp?

      Als Ingenieur bin ich technologieoffen, und die bessere Technik möge sich durchsetzen. Allerdings gibt es immer wieder Versuche von Lobbyisten, mit falschen Annahmen ihren Weg als den richtigen zu forcieren. Jedenfalls befürchte ich, dass sich gestützt durch ein renommiertes Fraunhofer-Institut die Aussage verselbständigt, FCEV seien besser als BEV. Leider nur aufgrund von schrägen Annahmen.

      Mit freundlichen Grüßen
      XXX
      Gruss Christian

      1. e-Golf 300 (seit 04/2018) Schnee, Höhenmeter, Rom, Kroatien...alles kein Problem
      2. e-tron 55 (ab 04/2022)


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    • Studie zur CO2-Gesamtbilanz: Wasserstoff schlägt Batterie

      Und eine Anmerkung sollte man jedem „H2 im Auto“ Verfechter mit auf den Weg geben: Für H2 braucht man mehr Energie. Also auch mehr Windräder. Wo sollen die denn alle hin? EAutos gesteuert über PV laden dürfte gehen, aber wo sollen die ganzen Windräder hin?
      Mini SE (7/2021) - iX3 (5/2022) - Z4 3.0is Bj. 2007
      2x GO-eCharger - 9,6kWp PV mit 11.5kWh RCT-Power Akku - Überschuss-Laderegelung via IP-Symcon Haussteuerung
    • Gibt es irgendwo eine Aufstellung, wie groß die Akkus von Brennstoffzellen-PKWs sind?
      (Bin zu faul zum recherchieren.)
      Wenn ich sehe, dass mein Passat GTE mit 10kWh brutto kaum in die Pötte kommt, ohne große Verluste zu generieren,
      wie soll das erst beim FCEV sein ?
      Elektrisch seit 2017. aktuell: e-Golf MJ20, Polestar 2 Dual Motor MJ24
      PV 18kWp und Batterie BMZ 17 kWh + Notstromschaltung, kann tagsüber zu Hause laden
      Gruß, Bernd, P.S.: Auf die Kabeltrommel passen auch 12m 32A Kabel.
    • Laut Wikipedia:
      "Technisch ist der Toyota Mirai ein serieller Hybrid: Der Elektroantrieb bezieht seine Energie aus einer Traktionsbatterie. Sie besteht aus 34 Modulen Nickel-Metallhydrid und hat eine Kapazität von 6,5 Ah bei 244,8 V.[17] Diese wird im Fahrbetrieb von einer Brennstoffzelle nachgeladen, die aus 700-bar-Drucktanks mit Wasserstoff versorgt wird. Der Toyota Mirai erzielt so eine Reichweite von bis zu 500 km. Der Elektromotor treibt den Wagen mit einer Leistung von 114 kW (153 HP oder 155 PS) an. Das maximale Drehmoment liegt bei 335 Nm. Die Beschleunigung von 0 auf 60 mph liegt bei 9 Sekunden, von 0 auf 100 km/h bei 9,6 Sekunden, und die Höchstgeschwindigkeit bei 178 km/h.[11][18] Der Wasserstoff wird in zwei getrennten Tanks gespeichert, die bei 700 bar jeweils etwa 2,5 kg Wasserstoff (gesamt 122,4 L) aufnehmen können.[18][19] Die Brennstoffzelle hat ein Volumen von etwa 36½ Litern und leistet somit 3,1 kW pro Liter Bauvolumen.[20]"

      Achtung: Sind keine LiIon Akkus!

      Akku: 1,7 kWh.
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    • Uups, hab noch was in meinem Text überlesen:
      "Die Brennstoffzelle hat ein Volumen von etwa 36½ Litern und leistet somit 3,1 kW pro Liter Bauvolumen
      "
      Heißt das, das Teil hat 36,5×3,1=113 kW Leistung aus der Brennstoffzelle? = Motorleistung?

      Ich dachte immer, die Batterie bringt die Leistung und wurde vorher gepuffert?
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    • Elektromobilitaet schrieb:

      Uups, hab noch was in meinem Text überlesen:
      "Die Brennstoffzelle hat ein Volumen von etwa 36½ Litern und leistet somit 3,1 kW pro Liter Bauvolumen
      "
      Heißt das, das Teil hat 36,5×3,1=113 kW Leistung aus der Brennstoffzelle? = Motorleistung?

      Ich dachte immer, die Batterie bringt die Leistung und wurde vorher gepuffert?
      Wenn ich da was nicht völlig falsch verstehe, bringt der E-Motor die Leistung. Die Batterie liefert die Energie dafür und wird wiederum von der Brennstoffzelle gespeist.

      Wenn der Motor dabei eine (Dauer-) Leistung von 113 bzw. 114 kW erbringt, müsste die Leistung der Brennstoffzelle selbst eigentlich höher liegen, da sowohl zwischen als auch in den drei Einheiten Brennstoffzelle/Batterie/Motor Leistungsverluste auftreten.

      Oder die angegebenen 114 kW sind eine Peakleistung, die nur kurzzeitig erbracht werden kann. Dann kann die dauerhafte Leistung der Brennstoffzelle niedriger sein und die Batterie "sammelt" quasi Energie, um sie dann bei Abruf dem Motor gebündelt zuzuführen. Aber eben nur so lange, wie die Batterie gut gefüllt ist (= Puffer).

      Das zumindest ist mein laienhaftes Verständnis der technischen Seite, wie ich es mir zusammenreime.
      Gruß, Karsten

      seit 30.11.2018 elektrisch unterwegs, mittlerweile mit e-Golf Nummer zwei :love:
      Zusätzlich im Haushalt: VW e-Up, BMW i3 60 Ah, Tesla Model3, Renault Megane e-Tech
    • Batterie und Brennstoffzelle müssen zusammen die Leistung erbringen, die der Motor elektrisch braucht.

      Wie Du geschrieben hast, ist nun die Frage, ob die FCEVs die Leistung alleine aus der Brennstoffzelle nehmen können
      oder eine Batterie brauchen um die Leistung kurzzeitig bringen zu können.
      Bei 130km/h braucht es ja auch keine 114 kW. Die braucht es nur kurzzeitig.
      Außerdem muss die Batterie in beiden Fällen bei der Rekuperation die Energie auffangen können.

      Der Mirai scheint tatsächlich mit der Brennstoffzelle alleine fahren zu können und hat wohl die Batterie zur Rekuperation.
      Natürlich muss er die kurz danach wieder leer machen, was bei 1,7kWh auch nicht so schwer sein dürfte.

      Wenn ich mit meinem Passat GTE im Sommer einen Berg runter fahre, vom Hunsrück zur Mosel, ca. 400 m Höhenunterschied,
      dann wird die 10kWh Batterie schon warm und begrenzt die Leistung.

      Ich denke, dass FCEVs das Problem auch haben.

      Wenn ich mir die Homepages der Hersteller ansehe, wie die die Brennstoffzellentechnik darstellen, dann ist das erschreckend toll.
      Nur wir wissen ja, dass der Haken der schlechte Wirkungsgrad ist und der lässt sich nicht weg denken.
      Es sei denn, irgendwo fällt mal Wasserstoff als Nebenprodukt ab oder wir finden einen anderen Stoff, der in einer Brennstoffzelle effizienter arbeitet.
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    • Elektromobilitaet schrieb:


      Es sei denn, irgendwo fällt mal Wasserstoff als Nebenprodukt ab
      Darauf kannst Du vermutlich lange warten. Alle großtechnischen Verfahren wurden wegen des Wasserstoffs entwickelt und nicht wegen der Nebenprodukte. Bei der Chloralkali-Elektrolyse wollte man die Natronlauge (NaOH) und den Wasserstoff und bekam noch Unmengen Chlor dazu, bis man endlich den Abnehmer in der Synthese des Kunststoffs PVC (Polyvinylchlorid) fand.

      Hoffentlich müssen wir niemals elektrolysieren, um Wasser zu Sauerstoff zu zersetzen, da wir die letzten Bäume abgeholzt haben und keine Photosynthese mehr den Sauerstoff erzeugt. Dann hätten wir Unmengen an H2 übrig. Aber wer wollte in einer solchen Welt schon an ein Auto denken...
      Gruss Christian

      1. e-Golf 300 (seit 04/2018) Schnee, Höhenmeter, Rom, Kroatien...alles kein Problem
      2. e-tron 55 (ab 04/2022)


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    • christech schrieb:



      Wüstenstrom/H2 mag man Anhänger sein oder nicht, ich schätze energetische Autarkie mehr als, und wenn man die Chance dazu hat, sollte man das tun und nicht wieder - wie heute beim Öl - auf externe Abhängigkeit setzen.
      Nicht falsch verstehen...ich bin kein Anhänger von Wasserstoff im PKW. Autarkie klingt immer gut, allerdings geht es bei der Energiewende aber nicht nur um den PKW oder Haushaltsstrom. Der Anteil des gesamten Verkehrssektors am Energiebedarf in DE ist gerade mal 29%.
      Langfristig müssen wir den kompletten Energiebedarf Co2 neutral gestalten. Aktuell werden gerade mal <18% durch EE gedeckt. Ich kann mir ehrlich gesagt nicht vorstellen das fast 6 fache der aktuell installierten EE in DE auszubauen. Es gibt ja jetzt schon massiv Widerstand beim Ausbau der Windkraft. An Energie Importen, wie immer die auch aussehen, werden wir mit ziemlicher Sicherheit nicht vorbei kommen, dafür benötigen wir in DE einfach zu viel.

      VW e-Golf vom 24.10.2017 bis 23.02.2024 mit 102000 km verkauft
      TESLA Model Y SR
    • Meiner Meinung nach können wir uns in Deutschland selbst versorgen.
      Auch wenn der Strombedarf sich bis 2040 etwa verdoppeln wird,
      können wir das mit PV und Windkraft und Gaskraftwerken (Lücken) stemmen.

      Wenn man den Widerstand gegen Windräder brechen will, sollte man eine heftige CO2 Steuer auf Kohle und Atomenergie legen,
      damit die Verweigerer ordentlich dafür zahlen müssen. Ich wette, die schwenken dann ganz schnell um.

      Wasserstoff ist also nicht der gute Weg, weil zu ineffizient bei der Herstellung.
      Letztendlich wäre irgendein Element gut, was mit einem anderen Element aus der Luft reagiert und so Energie frei wird.
      Beim Verbrenner und beim Wasserstoffauto schleppt man ja nur einen Teil mit rum. Der Rest kommt aus der Luft und somit spart man viel Gewicht.
      Nur unsere Batterie hat alles an Board, die komplette Chemie.
      Wäre das nicht, könnte sie viel leichter sein.
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    • @akls Ja, da bin ich durchaus Deiner Meinung, aber wenn man schon mal bei 80% Autarkie wäre und nicht wie jetzt bei 1% beim Öl/Gas, wäre es durchaus ein guter Fortschritt. Gegenseitige Abhängigkeit in erträglichem Mass führt ausserdem zu stabileren politischen Verhältnissen - man ist bis zu einem gewissen Grad aufeinander angewiesen und daher kompromissbereiter als bei kompletter Autarkie (sieht man jetzt gerade in den USA sehr schön).

      @Elektromobilitaet Wasserstoff als Restspeicher von Überschüssen (der letzten 5-10%) fände ich ok, weil der Grenznutzen ohnehin immer abnimmt.
      Gruss Christian

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      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von christech ()

    • Wegen der Frage "Kann Deutschland seinen Energiebedarf selbst aus erneuerbaren Energien decken" hier nochmal der L8nk zu einem mehr als interessanten Buch zu dieser Frage:

      amazon.de/dp/B07F952MY7/ref=cm_sw_r_em_apa_i_aBynDbQ543WN1

      Wurde schon mal in einem Thread gepostet.
      Gruß Rainer

      Teilnehmer 1., 2., 3., 4. und 6. e-Golf Treffen

      e-Golf 190 von 01.2015 bis 03.2019 Verbrauch ab Steckdose
    • Kann ich nur empfehlen - bin soeben bei den Speichermöglichkeiten angekommen - allerdings ist es ziemlich schonungslos und zeigt unseren täglichen Energiebedarf (nicht Strombedarf) sehr ungeschönt auf. 125 kWh pro Person und Tag da sind wir mit unseren Erneuerbaren noch gleich weit entfernt wie vom Mond... :dash:
      Gruss Aragon / Rene
      Mein black-Sioux wurde KW43 2014 produziert also VFL (Vor-Face-Lift) oder 190
      Zusätzlich golden-Arrow ab 16.11.2021 Polestar2 AWD

      Ich war dabei ! e-Golf-Treffen eins am Bodensee / zwei in Moers / drei und vier in Hann Münden / fünf in Heilbronn / sechs in Mühbrook - weil es so schön war // aber schön waren auch die vielen kleinen Treffen!!! :thumbup:
    • Nach e-Autoausfahrten, jetzt gibt's eine Wasserstoffrallye.
      Die Industrie verlässt die Kongresshallen und geht nun vor Ort. Allerdings werden dem Wasserstoffpreis angepasste Teilnehmergebühren aufgerufen.

      Erste DEUTSCHE 24-STUNDEN-WASSERSTOFF-RALLYE
      Neuer Termin am 9. und 10. September 2019
      Liebe Rallye-Interessierte,

      vielen Dank für Ihre vielfältigen ersten Rückmeldungen und auch Fragen, welche uns erreicht haben. Wir freuen uns sehr, dass unsere Rallye-Idee so begeistert angenommen wird (siehe unser erstes Mailing vom 26. Juli)!
      Die Hydrogen Challenge wurde von unseren Partnern 2017 ins Leben gerufen und findet im September zum fünften Mal statt. HIER sehen Sie den Film von Mai 2019.

      Für Ihre weiteren Planungen und Abstimmungen beachten Sie bitte unbedingt, dass wir die Rallye einen Tag vorverlegt haben, sie findet am 9. und 10. September 2019 statt.

      Wir sind nun in der konkreten Ausarbeitung und können Ihnen als Zwischeninfo schon folgendes durchgeben:
      • Der 1. August ist NICHT das finale Anmeldedatum, sondern ist für uns ein erstes Stimmungsbild. Wir geben Ihnen in Kürze Bescheid, bis zu welchem Datum wir eine VERBINDLICHE, SCHRIFTLICHE ANMELDUNG von Ihnen benötigen. Sie haben trotz Ferien damit genügend Zeit, sich intern abzustimmen.
      • Start und Ziel werden im Stadtgebiet Stuttgart sein.
      • Die Abfahrtszeit steht noch nicht genau fest, auf jeden Fall nachmittags.
      • Es dürfen nur Brennstoffzellenfahrzeuge teilnehmen.
      • Die Sprache der „First German 24-hour Hydrogen Challenge“ wird englisch sein.
      • Es gibt keine Übernachtungspausen, somit sollten genügend Fahrer im Fahrzeug sein, damit sich abgewechselt werden kann und alle wohlbehalten im Ziel eintreffen – 3 Personen/Team sind das Minimum.
      • Sie bekommen rechtzeitig ein englisches Handbuch, in welchem das schlanke Reglement (Welche Ziele z.B. angefahren werden müssen, um Credits zu erhalten) erklärt wird.
      • Die Teilnahmegebühren (Industrie: 1.595,- €, - Institute und Unis: 995,- €, Privat: 495,- €) beinhalten die Startgebühr, sämtliche Organisations- und IT-Leistungen (Tracking-App!), Werbung und Presse in allen digitalen und analogen Kanälen der f-cell und unserer durchführenden Partner, Aufkleber für die Fahrzeuge, etc.

      Ich stehe Ihnen jederzeit bei weiteren Fragen zur Verfügung: Silke Frank (0711 656960-55, 0162 2109822).

      Lasset die Wasserstoff-Spiele am 9. September beginnen!

      Ihre Silke Frank

      Gruß Dieter
      seit 10.02.2015. über 136.000 km mit dem eGolf...….
      seit 02.11.2020 über 20.000 km mit dem ID.3 1st Max

      Wir waren dabei! e-Golf Treffen am Bodensee Oktober 2016 ,in Moers Oktober 2017, Hann.Münden September 2018 und Hann.Münden September 2019, Heilbronn September 2020, Hann.Münden Oktober 2021
    • Damit werden sie dann prahlen wie viele mehr km sie in 24h geschafft haben und wie viel weniger zwangsweise Standzeit sie hatten. Ich hoffe nur dass die Medien das dann nicht als Allheilmittel anpreisen, sondern auch klar darstellen wie viel Energie mehr im Vergleich zu BEV verbraucht wurde und dem Leser auch klar machen dass 3 mal so viel Energie 3 mal so viel Geld pro km bedeutet plus Kompression und Transports die teurer sind und mehr Grauenergie verschlingen als Stromtransport. Und hoffentlich zeigen sie auch dass nicht die ganze Welt mit "überschüssigem" Strom fahren kann und das bisschen überschüssiger Strom besser gleich in BEV geladen wird.
      Gruß,
      Stephan

      Kraft macht keinen Lärm, sie ist da und wirkt. - Albert Schweitzer
    • Habe hier ein Youtube Video eines Influencers zugetragen bekommen, der Hyundai einen Besuch abgestattet hat (und leider nicht durch Höflichkeit sprich Ausredenlassen, gerade in Korea, auffällt) und das in einigen Details doch recht interessant ist (z.B. Luftmassenmesser im FCEV zur Sicherstellung des stöchiometrisch richtigen Verhältnisses, Ansprechzeit FC ca. 1 Sekunde etc.). Unscharf in dem Augenblick, wo man die Gesamtenergiebilanz antippt und der Verweis darauf, dass man zur Vereedelung von Rohöl heute schon enorme Mengen Wasserstoff braucht. Erinnert mich etwas an die "wieviel und welchen Strom braucht einen Raffinerie und wie weit käme man in einem BEV damit"-Diskussion, genauso wie am Ende die Rückverstromung von H2 und Einpeisung in das Hausnetz.

      youtube.com/watch?v=_LXuYoh7hLI
      Gruss Christian

      1. e-Golf 300 (seit 04/2018) Schnee, Höhenmeter, Rom, Kroatien...alles kein Problem
      2. e-tron 55 (ab 04/2022)


      PV 14,4 kWp Nulleinspeisung (Fronius Symo/Ohm-/Wattpilot), +26qm Solar th.
    • Da scheint es wohl im VW-Konzern unterschiedliche Ansichten zum Thema dieses Threads zu geben. Finde schon krass, wie deutlich Diess das kommuniziert.

      stimme.de/heilbronn/wirtschaft…toff-ab;art140955,4249905
      Gruß, Dominik

      e-Golf in White-Silver Metallic
      Bestellt am 21.10.2017, produziert am 22.08.2018, abgeholt in WOB am 29.10.2018

      5. Internationales e-Golf-Treffen 2020 in Heilbronn.