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⬆6. 9. 2 Energiespeicher

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6.9.2 Energiespeicher
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1 Energiespeicher Allgemein
en Energy storage
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2 Stromspeicher
en Electricity storage
fr Stockage d'électricité

de Allgemein en General fr Générale

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Energy storage
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      120 x 120 Pixel Stromnetz-Stabilisierung: Dunkelflauten, Überstromproduktion & Blackouts
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      120 x 120 Pixel Der Systemkonflikt: Zwei Stromerzeugungssysteme kollidieren
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      120 x 120 Pixel Strom-Glättung: Das Märchen von der Glättung des Windstroms
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      120 x 120 Pixel Schwungmassen, Ausfall der Stromversorgung, Versorgungssicherheit.

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Physikalische Grundlagen und Begriffe Physical basis and terms Bases physiques et termes
Begriffe Terms Termes

 


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2019

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Merkel, das IPCC und die Geister, die sie rief: Teil 3 - Klägliche Solar-Ergebnisse

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Batteriespeicherung - ein winziger Teil der benötigten elektrischen Energie
en Battery Storage - An Infinitesimally Small Part of Electrical Power

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Batteriespeicherung - ein winziger Teil der benötigten elektrischen Energie 

Energiespeicher: Stromspeicher

Stromerzeugung

Stromnetz-Stabilisierung: Dunkelflauten, Überstromproduktion & Blackouts

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2018

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en The Truth about Hydrogen: Fuel Cells or Batteries
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      128 x 128 Pixel

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Neue Studie: Batterie-Speicherung "keine ökonomische Perspektive"
en New study: Battery storage "Not an economic prospect"

-

Tesla nimmt weltgrößte Batterie in Betrieb
Grösste Batterie der Welt reicht gerade mal für eine Stunde

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2017

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Wenn nur noch Weihnachtskerzen helfen

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Die verheerende Bilanz von Solarenergie

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«Es kann heute oder morgen zum Blackout kommen»

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Wie viel Zappelstrom verträgt das Netz? Bemerkungen zur deutschen Energiewende
en Buffering Volatility: A Study on the Limits of Germany's Energy Revolution

Deutschland will die Energiewende bewerkstelligen, indem es gleichzeitig aus der Atomkraft und der Kohle aussteigen will.

Beides soll durch wetterabhängige Stromquellen ersetzt werden.

Der Vortrag wird sich mit der Frage beschäftigen, welche Marktanteile des wetterabhängigen Stroms unter Beibehaltung verschiedener Strategien zur Pufferung des Stroms möglich sind, ohne überschüssigen Strom zu verklappen.

Ein besonderes Augenmerk gilt der Möglichkeit, internationale Verbundnetze zu bilden und in Norwegen und anderswo Speicherkraftwerke zu errichten, um den wetterabhängigen Strom zu glätten.

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      24 x 24 Pixel 3:50 Buch (Icon) 
      50 x 50 Pixel Endverbraucher
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      750 x 450 Pixel
Strom: 22,2 %
Wärme: 6,6 %
Verkehr: 27,9 %
Raum: 25,5 %
Prozess: 17,7 %

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      50 x 50 Pixel Windstrom
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      750 x 430 Pixel
Nennleistung: 35,92 GW
Durchschnitt: 5,85 GW
gesicherte Leistung: 0,13 GW

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      24 x 24 Pixel Buch (Icon) 
      50 x 50 Pixel Sonnenstrom
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      750 x 430 Pixel
Anzahl Anlagen: 1,5 Millionen
Nennleistung: 37,34 GW
Durchschnitt: 3,70 GW

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      24 x 24 Pixel 11:09 Buch (Icon) 
      50 x 50 Pixel Pumpspeicher
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      750 x 440 Pixel
35 Pumpspeicherkraftwerke
Kapazität 0,038 TWh

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      24 x 24 Pixel Buch (Icon) 
      50 x 50 Pixel EU Strom-Speicherung
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      750 x 410 Pixel
Europas Kapazitäten
0,327 TWh → 2'618 TWh

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      24 x 24 Pixel Buch (Icon) 
      50 x 50 Pixel Strom-Glättung
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      750 x 430 Pixel
ohne Glättung: 11,3 TWh
mit Monatsglättung: 10,1 TWh

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      24 x 24 Pixel 27:28 Buch (Icon) 
      50 x 50 Pixel Elektroautos
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      750 x 450 Pixel
Also bräuchte man statt 10'478 Pumpspeicher­werken ca. 524 Mio solcher Akkusätze

28:50 Buch (Icon) 
      50 x 50 Pixel

Im September volltanken...

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      24 x 24 Pixel 29:22 Buch (Icon) 
      50 x 50 Pixel Batteriekosten
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      750 x 250 Pixel
Lithium-Ionenspeicher kosten 50 Mal so viel wie Pumpspeicher

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      24 x 24 Pixel 29:50 Buch (Icon) 
      50 x 50 Pixel Methanisierung
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      750 x 430 Pixel
Stromüberschuss
→ Elektrolyse
→ Methanisierung
→ Stromkabel/Gasrohr

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      24 x 24 Pixel Buch (Icon) 
      50 x 50 Pixel Wasserstoff & Methan
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Wenn Windstrom über Methanspeicher fliesst, bleibt nur ein Viertel des Stroms übrig.

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      50 x 50 Pixel Wasserstoff & Methan
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      750 x 270 Pixel Kosten einer Kilowattstunde:
Methan aus Russland: 2,4 Cent
Aus Windstrom: ca. 25 Cent

Kommentar von EIKE

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      120 x 120 Pixel Energiewende ins Nichts: Deutschland, Schweiz, Frankreich, England, USA, Debatten, Presse

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      120 x 120 Pixel Stromnetz-Stabilisierung: Dunkelflauten, Überstromproduktion & Blackouts
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      120 x 120 Pixel Der Systemkonflikt: Zwei Stromerzeugungssysteme kollidieren
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      120 x 120 Pixel Strom-Glättung: Das Märchen von der Glättung des Windstroms
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      120 x 120 Pixel Schwungmassen, Ausfall der Stromversorgung, Versorgungssicherheit.

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Energiewende mit Batteriespeichern?

Quelle / Source:

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en Household energy storage batteries: Myths and realities

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2015

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Können bessere Batterien Solarenergie speichern?
en Will Better Batteries save Solar Energy?

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3 Wirkungsgrade verschiedener Stromspeicher

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4 Pumpspeicherkraftwerke
en Pumped-storage hydroelectricity
fr Pompage-turbinage

de Allgemein en General fr Générale

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      120 x 120 Pixel de Wasserkraftwerke / Pumpspeicherkraftwerke: Schweiz Deutschland

 


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2018

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Zum Bedarf an Wasser für Pump­speicher­kraftwerke

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2015

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Pumpspeicherkraftwerke oder die falsche Illusion einer Energiewende

Um die Energiewende zu meistern, braucht Deutschland mehr Stromspeicher.

In Planung ist deshalb der Bau etlicher sogenannter Pumpspeicherwerke am Alpenrand und im Mittelgebirge.

Dort sollen riesige Betonbecken auf die Bergkuppen und in die Täler gebaut werden.

Das muss nicht sein, sagen kreative Köpfe und denken sich spektakuläre Alternativen aus.

Sie wollen Kanalbecken, Bergwerke, Granitgestein oder selbst gebaute Hügel als Stromspeicher nutzen.

Sind die Ideen größenwahnsinnig - oder genial?

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5 Autobatterie

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2017

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Swatch will mit neuer Autobatterie Umsatz verdoppeln

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2013

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Energie kaufen aus dem Energie-Laden?
en Getting Energy From The Energy Store

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6 Lithium-Ionen-Batterie
en Lithium Ion Battery
fr Batterie aux ions lithium

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2020

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Deutschland und Frankreich eröffnen erste gemeinsame Batteriezell-Anlage

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2018

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en The Truth about Hydrogen: : Fuel Cells or Batteries
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      128 x 128 Pixel

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Asiens Marktmacht: Lithium-Ionen-Akku-Erfinder warnt Europa

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Neue Studie: Batterie-Speicherung "keine ökonomische Perspektive"
en New study: Battery storage "Not an economic prospect"

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Tesla nimmt weltgrößte Batterie in Betrieb
Grösste Batterie der Welt reicht gerade mal für eine Stunde

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2017

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Koffer mit Batterien bei US-Airlines verboten

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2016

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Smartphones und Laptops bald im Fluggepäck verboten
Lithium Akkus wegen Feuergefahr verboten

Quelle / Source:

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2015

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Können bessere Batterien Solarenergie speichern?
en Will Better Batteries save Solar Energy?

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7 Wasserstoffspeicher
en Hydrogen storage
fr Stockage d'hydrogène

 ⇨  Wasserstoff (H) H2‑Speicher H2‑Mobilität H2‑Bahnen H2‑Flugzeuge / Schiffe
H2‑Gefahren Knallgas Brennstoffzelle Power‑to‑Gas Power‑to‑Liquid

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▶Wasserstoffspeicher

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Wasserstoffspeicherung

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Flüssig bei Tieftemperatur, zwischen Umgebungsdruck und 4 bar (LH2) Lupe (Icon)) 
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      50 x 50 Pixel Gasförmig bei Umgebungstemperatur und unter Druck von 200 bis 700 bar (CGH2)
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      50 x 50 Pixel Tieftemperatur und Druck (cryo compressed)

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Arten der Wasserstoffspeicherung

Druck-Wasserstoffspeicherung (Druckgasspeicherung)

Speicherung in Druckbehältern durch Verdichten mit Kompressoren

Waren für den Kfz-Bereich um das Jahr 2000 noch Drucktanks mit 200 bis 350 bar üblich, so sind es 2011 schon 700- und 800-bar-Tanks mit höherer Kapazität.

Der Energieaufwand für die Komprimierung auf 700 bar beträgt ca. 12 % des Energieinhaltes des Wasserstoffs

Ein Sonderfall der Druckwasserstoffspeicherung mit sehr hoher Speicherkapazität ist die Speicherung in unterirdischen Gasspeichern (z. B. Salzkavernen-Speicher) ähnlich den Speichern im Erdgasnetz.

Ebenso können speziell erstellte Rohrleitungen als Speicher dienen.

Flüssig-Wasserstoffspeicherung (Flüssiggasspeicherung)

Für große Mengen werden Flüssiggasspeicher eingesetzt.

Weil oberhalb des kritischen Punktes (-240 °C, 1,3 MPa = 13,0 bar) keine Druckverflüssigung mehr möglich ist, wird der Wasserstoff zur Verflüssigung stark gekühlt und verdichtet (LH2).

Der Energieaufwand dazu lässt sich in folgende Anteile gliedern, jeweils bezogen auf den gespeicherten Energieinhalt:

  1. 28...46 % für die Verflüssigung je nach Menge und angewandter Methode

  2. 6 % Transport zwischen Verflüssigungsstation und Tankstelle

  3. Bis zu 3 % je Tag durch boil-off Verluste

  4. Verdampfungsverluste beim Umfüllen

Transkritische Speicherung (cryo compressed)

Bei beengten Platzverhältnissen ermöglicht die Kombination der oben genannten Varianten wesentlich höhere Speicherdichten von bis zu 100 kg/m3.

Dabei erfolgt die Speicherung wie bei der Druckgasspeicherung oberhalb der kritischen Temperatur und des kritischen Druckes bei bis zu 1000 bar.

Damit entspricht der Speicherdruck der Druckgasspeicherung, die Speichertemperatur liegt jedoch mit -220 °C (53 K) über der von Flüssigwasserstoff.

Dem Vorteil der hohen Speicherdichte steht der notwendige Aufwand für den Drucktank und die thermische Dämmung gegenüber.

Metallhydridspeicher

Eine andere Möglichkeit zur Druckverringerung des molekularen Wasserstoffes ist die Lösung in anderen Speichermitteln.

Der Wasserstoff wird in den Lücken des Metallgitters eingelagert.

Dieser Vorgang ist temperaturabhängig, die Speicherfähigkeit sinkt bei hohen Temperaturen, so dass der Wasserstoff bei Erwärmung des Speichers wieder abgegeben/ausgespeichert wird.

Ein Kubikmeter Metallhydrid enthält mehr Wasserstoffatome als ein Kubikmeter verflüssigter Wasserstoff.

In Metallhydridspeichern kann fünfmal mehr elektrische Energie gespeichert werden als in Bleiakkumulatoren gleichen Gewichts.

Sie erwiesen sich aber für eine breite Anwendung als zu teuer, so dass sie nur in U-Booten verwendet werden, wo der Preis keine Rolle spielt.

Metallhydridspeicher

Ein Metallhydridspeicher (Hydridspeicher) ist ein Speicher für zunächst gasförmigen Wasserstoff.

Hierbei wird der Wasserstoff in einem Metall oder einer Metalllegierung gelöst gespeichert.

Es bildet sich aus dem Metall und dem Wasserstoff eine Verbindung, das Metallhydrid.

Durch Druckerniedrigung und leichte Wärmezufuhr kann der Wasserstoff wieder ausgetrieben werden.

Aussichtsreiche Kandidaten sind zurzeit zum Beispiel die chemischen Verbindungen Magnesiumhydrid, Lithiumhydrid, Natriumborhydrid, Lithiumaluminiumhydrid und Amminboran.

Hydridspeicher sind eine mögliche Speichermethode für Wasserstoff, die in mobilen Brennstoffzellen in Automobilen oder tragbaren Computern als Energieträger zukünftig eine größere Rolle spielen könnte.

(Energieverteilungskonzept der Wasserstofftechnologie)

Ein Nachteil des Hydridspeichers ist die hohe Masse durch die massive Metallfüllung und die relativ langsame Aufnahme und Abgabe des Wasserstoffs;

einen Vorteil stellt die Sicherheit des gebundenen Wasserstoffs dar (kein hoher Speicherdruck erforderlich).

Beispiele für den Einsatz eines Metallhydridspeichers sind die U-Boote der Klasse 212 A oder das Passagierboot Hydra, das mit einem solchen Speicher Wasserstoff für zwei achtstündige Betriebstage aufnehmen konnte.



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      50 x 50 Pixel Kennzahlen von Energieträgern
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Grundlagen


Bitte beachten


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      128 x 128 Pixel

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      50 x 50 Pixel CGH2 (Compressed Gaseous hydrogen)
     LH2 (Liquid hydrogen)
     LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier)
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Liquefied hydrogen (LH2)

Liquefied hydrogen LH2 (2020‑09)
(International Hydrogen Strategies)

LH2 Wasserstoff-Flüssiggas-Speicher bei -253 °C

BOG (boil-off gas) can be kept below 0.5 % of the vessel capacity per day.

Das heisst: Der flüssige Wasserstoff ist nach 200 Tagen verdampft und ist verloren, falls der verdampfende Wasserstoff nicht verwendet oder rückverflüssigt wird.

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Metallhydrid Wasserstoff-Speicher 

Demnächst: Jedem seine eigene H2 Tankstelle (2019‑10‑15)

Energie in Wasserstoff speichern

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      24 x 24 Pixel Buch (Icon) 
      50 x 50 Pixel Some 130 miles south of Salt Lake City in Utah
engineers are working on a giant hole in the ground

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      780 x 470 Pixel

a vertical cylinder of salt wider than a half-mile

and a mile deep

that will serve as a place to store hydrogen.

and, when it is finished, could become one of the largest renewable energy reservoirs in the world.

The project would initially have enough energy to power 150,000 households for one year and is scheduled to be operational by 2025.

The project is scheduled to be operational by 2025

The storage facility is part of what's called the Advanced Clean Energy Storage (ACES) project.

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      50 x 50 Pixel Map of European salt deposits and salt structures
as a result of suitability assessment for underground hydrogen storage

1. Alsace Basin 2. Bresse Basin
3. Greoux Basin 4. Valence Basin
5. Lower Rhine Basin 6. Hessen Werra Basin
7. Sub-Hercynian Basin 8. Lausitz Basin
9. Leba Salt 10. Fore-Sudetic Monocline
11. Carpathian Foredeep 12. Lublin Trough
13. Ocnele Mari 14. Cardona Saline Formation
15. Pripyat Basin 16. Cheshire Basin
17. UK Permian Zechstein Basin 18. Larne Salt Field;
19. Wessex Basin

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      906 x 617 Pixel

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      24 x 24 Pixel Buch (Icon) 
      50 x 50 Pixel Total cavern storage potential in European countries
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      904 x 643 Pixel

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"Bis zu einer Beimischung von 10 Prozent Wasserstoff verändern sich die sicherheitstechnischen Kenngrößen des Erdgases nur unwesentlich."

Das bedeutet, dass die P2G-Technik mit bestehenden Anlagen und Sicherheitsvorschriften bei nur geringen Änderungen betrieben werden kann und keine zusätzlichen, hohen Investitionskosten erforderlich sind.

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Power to Gas (Power-to-Gas oder P2G)

Ökostrom sicher im Gasnetz speichern

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International Hydrogen Strategies 

International Hydrogen Strategies (2020‑09)

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de Text en Text fr Texte

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2020

-

Technische Grenzen der nationalen Wasserstoffstrategie

▶Wasserstoff (H)

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-

Wasserstoff und Kernenergie

▶Wasserstoff (H)

▶Kernenergie: Artikel, Hintergründe und Fakten

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-

EU-Kommission wünscht sich globalen Wasserstoffmarkt - mit dem Euro als Leitwährung

-

Der Rausch mit dem Wasserstoff ist gefährlich

-

EU-Kommission: Aus Atomkraft produzierter Wasserstoff ist "CO₂-arm"
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      128 x 128 Pixel

-

en U.S. is building salt mines to store hydrogen

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      24 x 24 Pixel Buch (Icon) 
      50 x 50 Pixel Some 130 miles south of Salt Lake City in Utah engineers are working on a giant hole in the ground

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-

en An $11 trillion global hydrogen energy boom is coming.
Here's what could trigger it

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Wasserstoff: Knackpunkt Transport und Infrastruktur
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Was es braucht, damit die europäische Wasserstoffwirtschaft Realität wird

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Altmaier und Le Maire wollen gemeinsame Wasserstoff-Produktion vorantreiben
en Franco-German team-up aims to drive hydrogen production forward
fr Hydrogène vert. Comment Paris et Berlin entendent faire la pluie et le beau temps
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Europa und China im Wettlauf um die Elektrolyseur-Vormachtstellung
en Europe, China battle for global supremacy on electrolyser manufacturing
fr Qui de l'UE ou la Chine deviendra leader dans la fabrication d'électrolyseurs?

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      50 x 50 Pixel Baustelle in Wesseling bei Köln [2020]
Dort entsteht die größte "Proton Exchange Membrane" (PEM)-Wasserstoffelektrolyse-Anlage der Welt, Refhyne.
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      800 x 450 Pixel

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Studie: Wasserstoff kann per Bahn transportiert werden

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International Hydrogen Strategies
A study commissioned by and in cooperation with the World Energy Council Germany
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International Hydrogen Strategies 

International Hydrogen Strategies (2020‑09)

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Europas Wasserstoff-Strategie ins Nichts
en Hydrogen strategy to nowhere
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EU-Kommission will 470 Milliarden Euro in Wasserstoff investieren

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EU-Kommission skizziert Pläne für 100 Prozent erneuerbaren Wasserstoff
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Green Deal - EU-Kommission legt richtungsweisende Wasserstoff-Strategie vor
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      128 x 128 Pixel

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EUROPEAN COMMISSION: A hydrogen strategy for a climate-neutral Europe
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"Wasserstoffallianz" in den Startlöchern

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Die neue Wasserstoffstrategie - Nicht nur Käse aus Holland
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Bundesregierung verspricht sieben Milliarden Euro für grünen Wasserstoff

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Erdgas-Reservoir im Goms immer konkreter

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Deutschland: Die Nationale Wasserstoffstrategie
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Wasserstoff: Walliser Start-up spannt mit globalen Leadern zusammen

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Flüssigen Wasserstoff sicher transportieren - erster weltweiter LH2 Tanker setzt auf SAACKE Technik
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Erste Wasserstoff-Kaverne in Deutschland
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Unterirdische Gasspeicher auf Wasserstoff umrüsten
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Motor aus Roßlau: Abgasfrei in die Wasserstoff-Zukunft

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In Bad Lauchstädt entsteht der weltweit erste Wasserstoffspeicher unter Tage
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-

Deutschlands erste Wasserstoffstrategie steht
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2019

-

Welche Möglichkeiten der Wasserstoffspeicherung gibt es?
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-

Neuer Schwung für Wasserstoffautos
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en Technical Potential of Salt Caverns for Hydrogen Storage in Europe
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Demnächst: Jedem seine eigene H2 Tankstelle

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Lade-Entlade-Prozess

Speicher (B= Compound ZRMn1.5)
ohne H2-Anreicherung.
Wasserstoff H2 wird dem Metall-Compound unter atmosphärischem Druck zugeführt;
Wärme (a) wird abgeführt.
Speicher (A= Metall-Hydride)
ist mit H2 angereichert;
der Speicher ist geladen.
Für Entladung wird
Wärme (b) zugeführt,
je nach Druck bis 200 bar bedarf es für die Austreibung H2-Gas mehr Wärmeenergie.

Der Zyklus ist ohne Limit reversible.

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Metallhydrid Wasserstoff-Speicher 

Demnächst: Jedem seine eigene H2 Tankstelle (2019‑10‑15)

Energie in Wasserstoff speichern

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SNG 10000 Leitfaden zum Aufbau von Wasserstoff-Tankstellen
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Der Stoff der Zukunft? Deutschland möchte Weltmarktführer beim Wasserstoff werden

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Wann lohnt sich der Transport von Wasserstoff per Wasserstoffpipeline?

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L Lkw mit flüssigem H2
G Lkw mit gasförmigem H2
P Transport von gasförmigem H2 mittels Pipeline

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en German research initiative plans world's first green hydrogen cavern storage
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Warum fasst ein Wasserstofftank bei 700 bar nicht doppelt so viel wie bei 350 bar?

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      50 x 50 Pixel Warum fasst ein Wasserstofftank bei 700 bar nicht doppelt so viel wie bei 350 bar?
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Energie in Wasserstoff speichern

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Bayerisches Start-up entwickelt flüssigen Wasserstoff-Speicher

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Zur Effizienz der Energiewandlung beim Power To Gas Verfahren

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Konzept und Kosten eines Pipelinesystems zur Versorgung des deutschen Straßenverkehrs mit Wasserstoff

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Ökostrom sicher im Gasnetz speichern

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222

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8 Power to gas

de Allgemein en General fr Générale

 

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2018

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en The Truth about Hydrogen: Fuel Cells or Batteries
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2017

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Technik-Mythos: Wasserstoff revolutioniert die Energieversorgung

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2016

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Was ist und wie funktioniert Power-to-Gas?

Was ist Power-to-Gas?

Wie funktioniert Power-to-Gas

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"Power to Gas" - Die Bedeutung speicherbarer Energieträger für die Energiewende

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2014

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Zur Effizienz der Energiewandlung beim Power To Gas Verfahren

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2012

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Alternative Energie: Pack den Sturm in den Tank

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2010

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Ulf Bossel: Wasserstoff löst keine Probleme

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      50 x 50 Pixel Energievernichtungskaskade der Wasserstoffwirtschaft
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9 Naturstromspeicher

Der Naturstromspeicher - die von Berlin geförderte EEG-Naturvernichtung

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10 Beton-Pumpspeicher

Das EEG-Speicherproblem in Lösung - mit Beton-Pumpspeichern! Aber...

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11 Schweiz

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12 Deutschland

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Volkswagen

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Bolloré

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Christophe de Margerie et Vincent Bolloré débattent au Mondial de l'auto

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16 USA

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Tesla

The Tesla Gigafactory

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Is There Enough Lithium for Tesla's Gigafactory?

Battery used in the Tesla Roadster

Tesla Powerwall

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