Ulrich Bünger

Development potentials for small mobile storage tanks with vacuum powder insulations

Abstract Vehicle cryofuel tanks for LNG and liquid hydrogen are currently multilayer vacuum superinsulated (MLVSI). MLVSI are known for thermal conductivities as low as 10 −6 W(mK) −1 at cryogenic temperatures. Due to high system costs, these tanks burden the economy of cryofueled vehicles. In search of low tank costs, powdrous load-bearing insulations, applied to large storage and transport vessels today, were examined for their MLVSI-replacement potential. Thermal conductivities of some popular powders were measured to about 2–8 mW (m K) −1 at zero and full external loads representing vacuum pressure enforced on the insulation layer. Furthermore, a transient simulation program was written to examine the influence of various operational parameters on powder insulated cryofuel tanks onboard passenger cars and trucks. The results were interpreted mainly for LNG fuel tanks with perspectives for liquid hydrogen.

Wasserstoff – Schlüsselelement von Power-to-X

Die globalen technischen Potenziale zur erneuerbaren Stromproduktion ubertreffen bei weitem die heutige Energienachfrage. Die Gestehungskosten fur erneuerbaren Strom sind in den vergangenen Jahren signifikant gesunken; weitere Kostendegressionen sowie steigende Wirtschaftlichkeit gegenuber fossiler Stromerzeugung sind zu erwarten. In einer nachhaltigen Welt mit 100 % erneuerbarer Energienutzung wird daher erneuerbarer Strom, insbesondere aus Wind- und Solarenergie, zur dominierenden Primarenergie. Aus erneuerbarem Strom erzeugte PtX-Kraftstoffe ermoglichen eine Energiewende im Verkehr auch bei Verkehrsmodi mit hohen Leistungs- und Energiebedarfen wie Flugzeug und Schiff. Mit Blick auf eine langfristig nahezu vollstandige Dekarbonisierung der Ressourcen- und Energiebasis sind aus erneuerbarem Strom erzeugte PtX-Rohstoffe zukunftig auch in der Industrie (z. B. Stahl) und der Chemie (z. B. Basischemikalien) denkbar. Der Herstellung und Speicherung von PtX kommt dabei eine Schlusselrolle fur eine gelungene Integration der hierfur notwendigen sehr grosen Mengen an (fluktuierendem) erneuerbaren Strom zu. Schnittstelle zwischen EE-Stromerzeugung und PtX-Herstellung ist dabei die Elektrolyse. Der wesentliche Beitrag dieses Kapitels besteht daher darin, die wichtigsten PtX-Pfade, namlich Power-to-Hydrogen, Power-to-Methane und Power-to-Liquids hinsichtlich ihrer technologischen Komponenten, Anwendungen und Potenziale zu charakterisieren und die technisch-okonomische Performance am Beispiel von PtX-Kraftstoffen im Pkw zu vergleichen. Auch systemische Aspekte von Wasserstoff als verbindendes Element zwischen den ausgewahlten PtX-Pfaden werden naher beleuchtet.