Systemvergleich: Einsatz von Brennstoffzellen in Straßenfahrzeugen:
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Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Jülich
Forschungszentrum, Zentralbibliothek
2001
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Schriftenreihe: | Schriften des Forschungszentrums Jülich
Reihe Energietechnik ; 17 |
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FORSCHUNGSZENTRUM JUELICH GMBH
INSTITUT FUER WERKSTOFFE UND VERFAHREN DER ENERGIETECHNIK INSTITUT 3 *
ENERGIEVERFAHRENSTECHNIK PROGRAMMGRUPPE SYSTEMFORSCHUNG UND
TECHNOLOGISCHE ENTWICKLUNG
SYSTEMVERGLEICH:
EINSATZVON BRENNSTOFFZELLEN IN STRASSENFAHRZEUGEN
PETER BIEDERMANN KARL ULF BIRNBAUM THOMAS GRUBE BERND HOEHLEIN
REINHARD MENZER MANFRED WALBECK DETLEF STOLTEN JUERGEN-FRIEDRICH HAKE
SCHRIFTEN DES FORSCHUNGSZENTRUMS JUELICH REIHE ENERGIETECHNIK/ENERGY
TECHNOLOGY VOLUME 17
ISSN 1433-5522 ISBN 3-89336-285-1
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
0 PRAEAMBEL.. 1
1 STRASSENVERKEHR VON MORGEN 3
1.1 UEBERSICHT 3
1.2 AUSBLICK 2020: EMISSIONEN BEI STEIGENDER VERKEHRSNACHFRAGE 5
2 FAHRZEUGANTRIEBE MIT BRENNSTOFFZELLEN IN DER ENTWICKLUNG 11
2.1 UEBERSICHT 11
2.2 ENTWICKLUNGSSTAND 14
2.2.1 BASISBEGRIFFE UND FUNKTIONSPRINZIP EINES
BRENNSTOFFZELLEN-ANTRIEBSSYSTEMS 16
2.2.2 PEFC-STACK-TECHNIK 19
2.2.3 BRENNGAS-ERZEUGUNGSSYSTEME 21
2.2.4 SYSTEMINTEGRATION 24
2.2.5 AKTEURE UND AKTIONEN 24
2.3 STUDIENVERGLEICH 28
2.4 BUSSE 31
3 ANALYSEN VON BRENNSTOFFZELLENANTRIEBEN 36
3.1 LEISTUNGSPARAMETER FUER BRENNSTOFFZELLENANTRIEBE 37
3.2 VERFAHRENSANALYSE VON BRENNSTOFFZELLENSYSTEMEN ZUR STROMERZEUGUNG
FUER ELEKTROANTRIEBE BEI NUTZUNG UNTERSCHIEDLICHER KRAFTSTOFFE 40
3.2.1 EINLEITUNG 40
3.2.2 WASSERSTOFFHERSTELLUNG AUS FLUESSIGEN KRAFTSTOFFEN 41
3.2.2.1 WASSERSTOFFHERSTELLUNG IM AUTOTHERMEN REFORMIERUNGSREAKTOR
KRAFTSTOFFE: ETHANOL, METHANOL, DME, OCTAN (BENZIN) 41
3.2.2.2 WASSERSTOFFHERSTELLUNG IM BEHEIZTEN REFORMIERUNGSREAKTOR
KRAFTSTOFFE: ETHANOL, METHANOL, DME 43
3.2.3 STROMERZEUGUNG IN BRENNSTOFFZELLEN 45
3.2.3.1 STROMERZEUGUNG AUF BASIS GASFOERMIGEN WASSERSTOFFS 48
3.2.3.2 STROMERZEUGUNG AUF BASIS FLUESSIGER KRAFTSTOFFE
ETHANOL, METHANOL, DME, OCTAN (BENZIN) 50
3.2.4 ZUSAMMENFASSUNG DER VERFAHRENSANALYSE 64
3.3 DYNAMISCHES BETRIEBSVERHALTEN VON PKW MIT BRENNSTOFFZELLEN
AUF DER BASIS VON WASSERSTOFF UND METHANOL 73
3.3.1 EINFUEHRUNG 74
3.3.2 FAHRZEUGPARAMETER UND FAHRZEUGDEFINITION 75
3.3.2.1 ELEKTROANTRIEB 79
3.3.2.2 BRENNSTOFFZELLENSYSTEM 79
3.3.2.3 KALTSTARTBEWERTUNG 84
3.3.3 DYNAMISCHE ANTRIEBSSIMULATION 85
3.3.4 DARSTELLUNG UND DISKUSSION DER ERGEBNISSE 86
IMAGE 3
3.3.4.1 ENERGIEBEDARF IN DEN FAHRZYKLEN 87
3.3.4.2 WIRKUNGSGRADE DER SYSTEMKOMPONENTEN 89
3.3.5 ZUSAMMENFASSUNG UND BEWERTUNG 93
3.4 EDELMETALLBILANZEN: WASSERSTOFF- / METHANOL-BETRIEBENER ANTRIEB 97
3.4.1 EINFUEHRUNG 97
3.4.2 ZELLEN- UND LEISTUNGSPARAMETER 101
3.4.3 EDELMETALLBEDARF BRENNSTOFFZELLENANTRIEB 102
3.4.3.1 BRENNSTOFFZELLEN 102
3.4.3.2 AUTOTHERMER REFORMER 103
3.4.3.3 KATALYT-KONVERTER 103
3.4.3.4 PD/AG-GASTRENNMEMBRANEN 104
3.4.3.5 PARTIELLE CO-OXIDATION PROX 105
3.4.4 BILANZEN UND BEWERTUNG 105
3.5 SPEZIFISCHE EMISSIONEN VON PKW 111
3.6 WIRTSCHAFTLICHKEIT DES BRENNSTOFFZELLENANTRIEBS 115
3.7 MOEGLICHE EINFUEHRUNGSSTRATEGIE FUER BRENNSTOFFZELLEN-FAHRZEUGE
UND ERZIELBARE WIRKUNGEN 124
4 KRAFTSTOFFE FUER DEN VERKEHR - INFRASTRUKTUR 130
4.1 NEUE KRAFTSTOFFE IN DER VERTEILUNGSINFRASTRUKTUR 130
4.2 NEUE KRAFTSTOFFE 131
4.2.1 KRAFTSTOFFINFRASTRUKTUR 132
4.2.2 OTTO-UND DIESELKRAFTSTOFF 133
4.2.3 METHANOL 134
4.2.4 PLANZENOELMETHYLESTER 135
4.2.5 LIQUIFIED PETROLEUM GAS 136
4.2.6 DIMETHYLETHER 136
4.2.7 ERDGAS 137
4.2.8 WASSERSTOFF 138
4.3 ERFORDERNISSE DER INFRASTRUKTUR 140
5 BLICK IN DIE ZUKUNFT 147
5.1 ANTRIEBE: HERAUSFORDERUNGEN UND POTENTIALE 148
5.1.1 RANDBEDINGUNGEN 148
5.1.2 BRENNSTOFFZELLENANTRIEBE 149
5.2 MOEGLICHE EINFUEHRUNGSSTRATEGIEN UND ERZIELBARE WIRKUNGEN 154
5.3 HANDLUNGSRELEVANTE EMPFEHLUNGEN, F & E- BEDARF 155
5.4 AUSRICHTUNG UND OPTION 156
ANHANG A 159
ANHANG B 178
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