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Onkel Baldrian

Wasserstoff

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Halicho
vor 15 Stunden von Holgerli:

39.700km aber genau weiss, dass 43.81 Mrd

Die Ostseepipeline kostet 8Mrd EUR bei 1224 km Länge. Die ist aber nicht wasserstofftransportfähig. Immerhin wären das bezogen auf die Länge des anvisierten Netzes 259 Mrd EUR. Ein Teil des Altnetzes wird sich nutzen lassen. Der größte Teil müsste leistungsstärker neu errichtet werden. Schon wegen der geringen volumetrischen Energiedichte (nur 1/3 der des Methans) und der hohen Flüchtigkeit.

 

Wenn wir davon ausgehen, dass der Transport des dreifachen Volumens eines Gases, das deutlich flüchtiger ist zumindestens das doppelte von Erdgas kostet wären die 259 Mrd EUR gering angesetzt.

 

Nun ist davon noch kein Elektrolyzer bezahlt und die hohen Umwandlungsverluste sind unberücksichtigt.

vor 14 Stunden von dreizehn:

 doch gasförmig Typ4 CFK-Hochdruckbehälter?

Wie bei Erdgas: Unterirdisch in ausgewaschen Salzkavernen.

 

 

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reko
· bearbeitet von reko
vor 6 Minuten von Halicho:

43.81 Mrd

das wurde von Holgerli verfälscht. Ich schrieb 43 .. 81 Mrd. ".." ist ein übliches Zeichen um einen Bereich anzugeben. Diese Schätzung stammt von den europäische Gasnetzbetreibern für einen konkreten Leitungsverlauf. Ich glaub nicht, dass hier jemand das Wissen hat um diese Zahlen anzuzweifeln.

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Halicho
· bearbeitet von Halicho
Am 9.4.2021 um 16:10 von reko:

Mit Wasserstoff wird die Energieumwandlung von Lagerung und Transport entkoppelt. Du kannst mir gerne vorrechnen oder ein Beispiel zeigen, wie  man mit Akkus im Sommer in Spanien oder Marokko erzeugten Strom im Winter nutzen kann.

Wer will Strom saisonal in Akkus lagern? 

Man kann ihn aber von der Südhalbkugel oder dem Äquator im Winter zur Nordhalbkugel transportieren. 

Zukünftig werden supraleitende Stromleitungen zur Verfügung stehen. Damit steht einem Weltnetz nichts mehr im Weg.

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reko
· bearbeitet von reko
vor 4 Minuten von Halicho:

Zukünftig werden supraleitende Rohrleitungen zur Verfügung stehen. Damit steht einem Weltnetz nichts mehr im Weg.

Willst du darauf warten? Ich glaube die Kosten werden hier unterschätzt.

München will übrigens Supraleiter einsetzen.

laengstes-supraleiterkabel

Man sollte sich von "Hochtemperatur-Supraleiter" nicht täuschen lassen. Auch die müssen mit flüssigen Stickstoff gekühlt werden.

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Halicho
· bearbeitet von Halicho
vor 21 Minuten von reko:

Willst du darauf warten? Ich glaube die Kosten werden hier unterschätzt.

München will übrigens Supraleiter einsetzen.

laengstes-supraleiterkabel

Man sollte sich von "Hochtemperatur-Supraleiter" nicht täuschen lassen. Auch die müssen mit flüssigen Stickstoff gekühlt werden.

Es wird sogar Erdgas verflüssigt, um es zu verbrennen. Was soll an einer Stickstoffkühlung so schwierig sein? Da wird ein wärmegedämmtes Rohr, z.B. ein Fernwàrmerohr mit leichtem Gefälle verlegt. Am Oberen Ende das flüssige Kühlmittel eingepumt und am Ende der Gefällestrecke wird die Gasphase aufgefangen und wieder komprimiert. Mittendrin das supraleitende Kabel. Das ist simpel und widerstandsfrei. Der Gaspumpaufwand ist im Vergleich zu einer Brenngasleitung lächerlich gering.

 

Das Dorf erwähnte Lathanhydrid, das im Labor erforscht wird, allerdings nur bei Haushaltstiefkühlschranktemperaturen.

 

Aber -100 Grad C sind auch kein Zauberwerk. 

 

Faszinierend ist, dass eine extrem billige Einbindung ins Hochspannungsnetz möglich ist. Umrichter sind nicht erforderlich und transformieren nur im üblichen Hochspannungsbereich.

 

 

 

 

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reko
· bearbeitet von reko
vor 9 Minuten von Halicho:

Es wird sogar Erdgas verflüssigt, um es zu verbrennen. Was soll an einer Stickstoffkühlung so schwierig sein?

Flüssigerdgasbehälter sind oft kugelförmig, weil der Wärmeverlust und damit der Energieaufwand proportional zur Austauschfläche ist. Es gibt noch nirgends eine Flüssigerdgaspipeline. Zwischen Flüssigerdgas und Flüssigstickstoff liegen Welten. Ein 20000 km langes Dewargefäß?

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Halicho
· bearbeitet von Halicho
vor 13 Minuten von reko:

Flüssigerdgasbehälter sind oft kugelförmig, weil der Wärmeverlust und damit der Energieaufwand proportional zur Austauschfläche ist. Es gibt noch nirgends eine Flüssigerdgaspipeline. Zwischen Flüssigerdgas und Flüssigstickstoff liegen Welten. Ein 20000 km langes Dewargefäß?

Man braucht keine Flüssigkühlmittelpipeline für die Supraleitung. Nur, wie in Gasnetzen, Kompressorstationen. Hier solche, die das Kühlmittel wieder verflüssigen. Die Leitungsabschnitte kann man sich wie Kühlgeräte vorstellen in denen der Verdampfer abgerollt ist. Das Kühlmittel wird anders als bei einer Flüssigerdgaspipeline, die es nicht gibt, nicht flüssig zum Ziel gebracht, sondern wie in jedem Kühlschrank auf der Strecke verdampft. Es findet ein Phasenwechsel statt. Ist das gesamte Kühlmittel verdampft endet der Abschnitt und es wird wieder verflüssigt. Ein simpler Prozess.

 

Der Kühlmittelbedarf ist bescheiden, da der Supraleiter widerstandsfrei leitet und das Kühlmittel keine Wärme aus ihm aufnimmt. Das Kühlmittel hält, wie ein Tiefkühlschrank, der lange nicht geöffnet wird, lediglich die Differenz zwischen innen und aussen (dem Erdreich) aufrecht z.b. 100 Grad Celsius. Ist die Leitung gut gedämmt wird nicht viel verbraucht. 

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reko
· bearbeitet von reko
vor 11 Minuten von Halicho:

Man braucht keine Flüssigkühlmittelpipeline für die Supraleitung.

Der Supraleiter muß ständig und überall von flüssigen Stickstoff umgeben sein - also in einem Rohr. Natürlich braucht man nicht zwingend eine Strömung auch wenn man praktisch eine geringe Strömung vorsehen wird, das ist das kleinste Problem. Man hat einen riesigen Verdampfungsverlust. Das was man an elektrischen Verlust spart, bezahlt man durch die ständig notwendige Verflüssigung von Stickstoff, selbst dann wenn überhaupt kein Strom übertragen wird.

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Halicho
· bearbeitet von Halicho
vor 4 Minuten von reko:

Der Supraleiter muß ständig und überall von flüssigen Stickstoff umgeben sein - also in einem Rohr. 

Der Raum um den Leiter muss in der Münchener Variante -100 Grad kalt sein. Ob in der Umgebung flüssiger oder gasförmige Stickstoff ist, ist egal.  Hauptsache die Temperatur stimmt. Das flüssige Kühlmittel wird gebraucht, um an der warmen Wandung zur Dämmung zum Erdreich zu verdampfen, da von dort Wärme eingebracht wird. Das Kühlmittel verdampft dort wo es warm ist.

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reko
· bearbeitet von reko
vor 5 Minuten von Halicho:

Der Raum um den Leiter muss in der Münchener Variante -100 Grad kalt sein

falsch. "Beim geplanten Münchner Superlink soll ein keramischer Hochtemperatur-Supraleiter (HTS) zum Einsatz kommen, der mit flüssigem Stickstoff auf Temperaturen um minus 200 Grad abgekühlt wird". Stickstoff hat -196°C Siedetemperatur.

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Halicho
· bearbeitet von Halicho
vor 12 Minuten von reko:

Man hat einen riesigen Verdampfungsverlust

Analog zum Kühlschrank.

 

Verwendet man z.b. ein Rohr mit d=64cm und l=1000km dann liegt die Oberfläche A (d*Pi*l) bei 2 Mio m2 wenn Uwert bei 25cm Stärke bei 0,1W/Kelvin liegt kommen wir bei 100k Differenz auf 10W/m2 somit 20.000kW Kühlmittelleistung. In Haushaltskühlschränke (100W) umgerechnet  lediglich 200.000 Haushaltskühlschrank Leistungseinheiten.

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Holgerli
vor 59 Minuten von reko:

das wurde von Holgerli verfälscht. Ich schrieb 43 .. 81 Mrd. ".." ist ein übliches Zeichen um einen Bereich anzugeben.

Sorry aber nein. ".." ist nicht das übliche Zeichen um einen Bereich anzugeben. Die üblichen Zeichen /Wörter sind: "-" oder "bis. Ggf. auch "...". Aber eben nicht zwei Punkte,

Daher stelle ich fest: Es ist keine Verfälschung sondern die Missinterpretation falscher Grammatik.

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Halicho
· bearbeitet von Halicho
vor 13 Minuten von reko:

falsch. "Beim geplanten Münchner Superlink soll ein keramischer Hochtemperatur-Supraleiter (HTS) zum Einsatz kommen, der mit flüssigem Stickstoff auf Temperaturen um minus 200 Grad abgekühlt wird". Stickstoff hat -196°C Siedetemperatur.

Dann wäre es kein HTS. Das Kühlmittel erreicht lediglich diese Temperatur, man nimmt Stickstoff, weil er billiges Massenprodukt ist. In Großindustriellen Anwendungen kann man auch Kühlmittel mit einer genau auf den Leiter abgestimmten Phasenübergangstemperatur verwenden. Die lässt sich alternativ über Druck und Unterdruck im Rohr einstellen. HTS müssen bei über 100k supraleitende sein. Sonst sind sie keine HTS, so die Definition.

 

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Halicho

Stand  2010

Screenshot_2021-04-15-10-39-42-920_com.google.android.apps.docs.jpg

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reko
· bearbeitet von reko
vor 45 Minuten von Halicho:

Verwendet man z.b. ein Rohr mit d=64cm und l=1000km dann liegt die Oberfläche A (d*Pi*l) bei 2 Mio m2 wenn Uwert bei 25cm Stärke bei 0,1W/Kelvin liegt kommen wir bei 100k Differenz auf 10W/m2 somit 20.000kW Kühlmittelleistung.

Ich würde keine Vakuumisolationsplatten nehmen, da auch bei einer geringen Beschädigung die Isolation völlig versagt und in Folge die Supraleitung und das Stromnetz zusammenbrechen würde.

Mit 25 cm bester PUR Dämmung 0,021 W/mK und -220 °C Temperaturdifferenz hat man 18,5 W/m² Verlust.

Für 1000 km Supraleitung (wolltest du nicht weltumspannend?)  37 MW Kälteleistung unabhängig von der Stromübertragungsleistung.

Als Landwirt wäre ich nicht begeistert, wenn mein Feld gekühlt wird.

 

Man kann hier nicht die Rekordtemperatur nehmen, da das Material zu einen Draht verarbeitbar sein muß und die Supraleitungseigenschaft bei der Grenztemperatur mit etwas Strombelastung dann sofort wieder zusammenbricht. Die Sprungtemperatur ist abhängig von der Strombelastung. Deshalb ist auch mit Supraleitung die Übertragungsleistung begrenzt.

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Halicho
· bearbeitet von Halicho
vor 7 Minuten von reko:

.

Mit 25 cm bester PUR Dämmung 0,021 W/mK und -220 °C Temperaturdifferenz hat man 18,5 W/m² Verlust.

 

0.021W/K / 0,25m=0,084 W/K *100 = 8,4W/m2

 

Es gibt keine HTS, die -220 Grad C benötigen.

 

 

 

 

Die Temperaturdifferenz entspricht nicht der Phasenübergangstemperatur unter Normaldruck von Stickstoff.

 

In jedem Kühlgerät stellt man die Temperatur mittels über/Unterdruck auf das gewünschte Niveau ein. Man kann exakt die gewünschtexTemperatur erreichen, die der gewählte HTR benötigt. Mei. Rechenbeispiel Arbeit mit -100 Grad C, weil es dutzende Materialien in diesem Bereich gibt.

vor 8 Minuten von reko:

Als Landwirt wäre ich nicht begeistert, wenn mein Feld gekühlt wird.

Daher ist der Verbrauch auch geringer. Der Untergrund wirkt als weitere Dämmung. Insbesondere getröstet Untergrund. Ich kenne den U-Wert gefrorenen Bodens nicht. In der Realitât liegt die Leistung aber noch deutlich unter dem Niveau. 

vor 10 Minuten von reko:

Man kann hier nicht den Rekordtemperatur nehmen,

Der Rekord liegt nicht bei -100 Grad C. Er liegt bei -22 Grad C

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reko
· bearbeitet von reko
vor 5 Stunden von Halicho:

Rechenbeispiel Arbeit mit -100 Grad C, weil es dutzende Materialien in diesem Bereich gibt.

Leider kann man eine Keramik nicht zu Kabel verarbeiten und leider haben diese Materialien keine vernünftige Strombelastbarkeit. Man müßte aus der Keramik Stäbe sintern und auf der Baustelle "verschweißen". Technologien die es noch nicht gibt. Wie würde sich das bei einen Erdbeben verhalten?

Das weltweit einzige derzeitige Forschungsvorhaben will -200°C für eine Strecke von 12 km nutzen. Auch die kennen den Rekordwert.

Aktuellerer Link: swm.de/magazin/innovation/supraleiter

Leider habe ich nirgends Angaben zu den Projektkosten gefunden.

Für den reinen Leiter derzeitig 100 Euro pro pro Kiloampere mal Meter (lt. Theva)

Zitat

München ist ein schönes Beispiel für andere Städte, die vor einer ähnlichen Situation stehen: Die installierte Infrastruktur ist erneuerungsbedürftig und muss wegen der Einspeisung aus fluktuierenden Quellen und der Elektromobilität sowieso ausgebaut werden. Platz dafür steht kaum zur Verfügung und ist sehr teuer. Wie gesagt, unter solchen Bedingungen rechnet sich die Supraleitung oft schon heute.

theva.de .. superlink-kabelprojekt

Der derzeit längste Supraleiter (nexans, AmpaCity-Projekt Essen 2014) 1000 Meter mit Vakuumdämmung, der Supraleiter wird in Dünnschichttechnik aufgebracht.

Platzsparend_und_effizient_ins_Stadtzentrum_Mittel

 

Mittelspannungs_Supraleiterkabel.jpg

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reko
· bearbeitet von reko

Open Grid Europe (OGE, früher Ruhrgas mit 12 000 km Erdgaspipeline) will mit Nikola und IVECO ein deutsches Wasserstofftankstellennetz aufbauen.

2021/04/16 Nikola, IVECO, OGE to collaborate on hydrogen pipeline network in Europe; support for FCEV fueling locations

Zitat

The collaboration is expected to enable cost-effective distribution of hydrogen from production to storage and fueling locations in Germany to serve industry needs.

Nikola will lead the installation of hydrogen fueling locations for all OEM FCEVs at key locations supported by OGE’s hydrogen delivery systems.

 

Gasunie (niederländischer Gasnetzbetreiber, 15 500 km überwiegend in NL und DE) hat seine Roadmap aktualisiert

Moving towards 2030 and 2050 with hydrogen_Gasunie_012020.pdf

 

2021/03/31 Ørsted to develop one of the world’s largest renewable hydrogen plants to be linked to industrial demand in the Netherlands and Belgium

"SeaH2Land .. 1 GW by 2030 .. can convert about 20 % of the current hydrogen consumption in the region to renewable hydrogen .. directly linked to new 2 GW offshore wind farm"

 

2021/04/15 India to leverage CNG pipeline to transport hydrogen

"There are plans to run buses fuelled by hydrogen blended with CNG, the minister said"

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Holgerli
vor 2 Stunden von reko:

Open Grid Europe (OGE, früher Ruhrgas mit 12 000 km Erdgaspipeline) will mit Nikola und IVECO ein deutsches Wasserstofftankstellennetz aufbauen.

2021/04/16 Nikola, IVECO, OGE to collaborate on hydrogen pipeline network in Europe; support for FCEV fueling locations

Nicola? Das sind doch die mit dem Fake-Wasserstoff-LKW.

Also ein Fake-Wasserstoff-Takstellen-Netz für Fake-Wasserstoff-LKW?

Zumal Nikola ja jetzt erstmal BEV-LKW zusammen mit Iveco bauen möchte, so es das Unternehmen den Betrug wirklich überlebt...

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reko
· bearbeitet von reko

Das BMBF:

2021/04/13 "Ohne grünen Wasserstoff werden wir unsere Klimaziele und die Energiewende nicht schaffen"

Zitat

Herr Kaufmann, die Bundesregierung setzt voll auf "grünen Wasserstoff" und investiert Milliarden in die Technologieentwicklung. Wie erklärt sich diese Euphorie?

 

Weil wir unsere Klimaziele und die Energiewende ohne grünen Wasserstoff nicht schaffen werden. Wir brauchen ihn als Energiespeichermedium, weil die beste Batterietechnologie allein nicht reichen wird. Weil wir Strom schlecht speichern und transportieren können. Und weil wir für gewisse Anwendungsbereiche in der Industrie und der Mobilität ohne grünen Wasserstoff keine CO2-Neutralität erreichen werden. Deshalb haben ja nicht nur wir in Deutschland eine Wasserstoffstrategie verabschiedet, sondern mittlerweile 34 andere Länder auf dieser Welt auch. 

..

Beim grünen Wasserstoff rechne ich mit einer Importquote von 70 bis 80 Prozent– was dem entspricht, was wir schon heute an Primärenergie, vor allem Erdöl und Erdgas, importieren. 

..

In der Wasserstoffstrategie gehen wir davon aus, dass 2030 etwa 100 Terawattstunden Wasserstoff benötigt werden

 

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Halicho
vor 5 Stunden von Holgerli:

Also ein Fake-Wasserstoff-Takstellen-Netz für Fake-Wasserstoff-LKW?

Nikola ist der ideale Kontraindikator.

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reko
· bearbeitet von reko

Mit PEM Electrolyzer kann inzwischen auch 90% Wirkungsgrad erreicht werden. Das war bisher nur mit SOEC möglich. Alles nur eine Frage des richtigen Katalysators und der Kosten.

Ultrathin platinum nanowire based electrodes for high-efficiency hydrogen generation in practical electrolyzer cells, 2021/04

"The 1.643 V and 90.08% efficiency at 1000 mA cm−2 are achieved in PEM electrolyzer."

 

Convion.fi , eine Ausgründung aus Wärtsilä FI0009003727, nutzt reversible Solid Oxyd Zellen

2021/03/29 by-using-a-fuel-cell-system-backwards-convion-is-exploring-how-to-produce-hydrogen-on-a-large-scale

2021/03/11 fuel-cells-in-reverse-convion-aims-for-industrial-scale-hydrogen-production-through-high-temperature-electrolysis

“If the steam fed into the SOE system can be produced using waste heat, the electrical efficiency of the process can be increased to over 90%,”

 

Ähnlich Elcogen .. Reversible Solid Oxide Cell (rSOC) technology as a power storing solution for renewable energy (Italy)

Zitat

The Goal

To develop an upscaled system of 15 kW SOFC and 80 kW in electrolysis mode to produce 16 Nm3/h of hydrogen, with the same efficiencies as previously obtained at small scale: > 80% HHV in SOEC mode, > 55% LHV in SOFC mode with CH4 fuel supply.

 

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Dandy

Ministerien und Luftfahrtbranche will 200k Tonnen synthetisches Kerosin bis 2030 erzeugen.

 

Offenbar macht sich langsam Realismus breit, wenn man nicht nur über CO2 Reduktion reden muss, sondern sie auch erreichen will, dann redet plötzlich nicht mehr jeder über Akkus als Lösung.

 

Zitat

Laut Bundes-Klimaschutzgesetz soll 2026 zunächst dem Kerosin ein Anteil von 0,2 Prozent synthetischer Kraftstoff beigemischt werden. In dem nun beschlossenen Fahrplan bis 2030 konzentrieren sich die Beteiligten auf synthetische Treibstoffe, gewonnen mit dem Verfahren Power to Liquid (PtL). Vereinfacht beschrieben werden dabei elektrolytisch gewonnenem Wasserstoff und dem Zusatz von CO2, das aus der Umgebungsluft geholt werden soll, flüssige Kraftstoffe erzeugt. Die Technik gilt als teuer. Reine Batterielösungen sind für den weltweiten Luftverkehr aber technisch kaum denkbar.

 

Eine weitere Herausforderung bleibt die Nachhaltigkeit. Denn klimaneutral können PtL-Kraftstoffe nur sein, wenn auch der dafür in großen Mengen benötigte Strom grün ist. "Nur mit der Nutzung von Strom aus zusätzlichen erneuerbaren Energiequellen kann der Ausstoß klimaschädlicher Emissionen bei der Produktion selbst vermieden werden", heißt es in dem Papier. Dafür müsste auch grüner Strom aus den Ausland importiert werden, denn Deutschland könne den Bedarf alleine nicht decken.

So sieht das dann aus, wenn sich Experten unterhalten und nicht Elektroauto-Naivlinge wie hier im Forum. Es hilft nichts, wir werden als langfristige Übergangslösung aus Wasserstoff synthetisiertes Erdgas und Treibstoffe brauchen, um unseren CO2 Ausstoß wirklich zu reduzieren. Deutscher Windstrom oder Solarkraft sind dabei nicht ansatzweise ausreichend. Es müssen die wirklich großen regenerativen Energiequellen erschlossen werden und das entstandene Gas bzw. die synthetisierten Treibstoffe dann so wie bisher auch transportiert werden. So, und nur so, sieht die Lösung des Problems aus und nicht mit grünen Feigenblatt SUVs und Riesenbatterien.

 

Was das jetzt als Investor heißt, ist natürlich die große Frage. In dem Zusammenhang fände ich die deutsche MTU interessant, die im Triebwerksbereich technologisch gut dabei sind. Die Triebwerke werden auch auf diese synthetischen Kraftstoffe eingestellt werden müssen und deren Effizienz wird, aufgrund der hohen Kosten für synthetisch erzeugte Treibstoffe, stark steigen müssen.

 

Die Energieerzeuger sehe ich vorrangig im Nahen Osten und Nordafrika. Es wird Zeit, hier große Investitionsabkommen zu schließen. Wir liefern die Technologie, sie liefern die Energie. Es bleibt quasi alles beim Alten. Welche Unternehmen hier im Großanlagenbau profitieren könnten, ist die große Frage. Langfristig werden vermutlich, wie immer, asiatische Konglomerate das Rennen machen. Ob das Geschäft aber sonderlich einträglich sein wird, ist die Frage. Meist sind solche Großprojekte unheimliche Geldverbrenner.

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reko
· bearbeitet von reko
vor 3 Stunden von Dandy:

Was das jetzt als Investor heißt, ist natürlich die große Frage. In dem Zusammenhang fände ich die deutsche MTU interessant, die im Triebwerksbereich technologisch gut dabei sind. Die Triebwerke werden auch auf diese synthetischen Kraftstoffe eingestellt werden müssen und deren Effizienz wird, aufgrund der hohen Kosten für synthetisch erzeugte Treibstoffe, stark steigen müssen.

Solange man weiter Verbrennungsmotoren und Turbinen nimmt ändert sich nicht viel. Da synthetische Kraftstoffe viel definierter und mit wenig Beiprodukten sind, kann man die Motoren besser ausreizen. Man kann das bei Shell GTL (Dieselersatz aus Erdgas) sehen.

Es ändert sich nur, dass die alten Motoren/Turbinenhersteller doch noch etwas länger leben. Es gibt aber bereits Schiffe, LKW und sogar experimentelle Flugzeuge die mit Reformer, Bennstoffzellen und Elektromotoren arbeiten (besserer Wirkungsgrad aber teuerer).

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Dandy

MTU forscht in dem Bereich. Erstmal geht es um höhere Effizienz der Turbinen und da ist MTU ziemlich gut. Mit sythetischen Treibstoffen kann man sicherlich die Effizienz noch höher treiben. Die hohen Preise für diese Kraftstoffe werden hier weiter unterstützend wirken. Erstmal muss sich die Luftfahrtindustrie aber wieder berappeln. Denke es gibt noch ein paar lausige Quartale für MUT. Vielleicht kommen Kaufkurse?

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