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Wasserstoff - 2.Version - Referat
Wasserstoff allgemein
Wasserstoff ist ein ungiftiges, nicht sichtbares, brennbares Gas, welches überwiegend mit Sauerstoff gebunden als Wasser, praktisch unbegrenzt zur Verfügung steht. Wasserstoff ist das Element mit der geringsten Dichte und etwa 14,4-mal so leicht wie Luft. Flüssiger Wasserstoff wiegt 70,8 Gramm pro Liter. Bei der Verbrennung von reinem Wasserstoff in der Luft, ist die Flamme bei Tageslicht nicht sichtbar und die Flamme hat eine geringe Wärmestrahlung. Die Speicherung von Wasserstoff, insbesondere für mobile Anwendungen, war lange ein Problem, ist aber mittlerweile durch den Einsatz neuer Materialien möglich. Unter hohem Druck wird Wasserstoff entweder gasförmig bei 200 – 700 bar in Druckbehältern, oder in flüssiger Form bei -253 °C in Spezialtanks gespeichert.
Power-to-Gas-Technologie
Umweltfreundlich lässt sich Wasserstoff mit dem Wasserelektrolyseverfahren herstellen. Dabei wird Wasser mit Hilfe von Strom in einem sogenannten „Electrolyseur“ in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Wird die benötigte elektrische Energie aus regenerativen Energien wie Photovoltaik oder Windenergie erzeugt, ist dieser „grüne Wasserstoff“ umweltfreundlich und CO2-neutral.
Dieses Verfahren wird als Power-to-Gas-Technologie bezeichnet und gilt als die innovative Systemlösung für die Energiewende.
Stromproduktion aus regenerativen Energien ist nicht planbar. Wenn die Sonne nicht scheint oder der Wind nicht weht, fehlt elektrische Energie, mal wird weniger Strom benötigt als erzeugt wird. In Wasserstoff umgewandelte Energie lässt sich in Tanks speichern und steht bei Bedarf wieder zur Verfügung.
Nach diesem Prinzip arbeitet das Hybridkraftwerk im brandenburgischen Prenzlau, das 2011 als Forschungsanlage in Betrieb genommen wurde. Mit 3 Windkraftanlagen werden dort 4.000 Haushalte mit Strom versorgt. Gespeicherter Wasserstoff kann in 2 Blockheizkraftwerken versorgt werden und wieder ins öffentliche Netz eingespeist werden.
Kritik
Gegner der Wasserstofftechnologie kritisieren, dass durch die mehrfachen Umwandlungsprozesse, nur ca. 25% der eingesetzten Primärenergie beim Verbraucher ankommen, 75% gehen ungenutzt verloren.
Diese These wird auch durch eine Studie der Unternehmensberatung PricewaterhouseCoopers gestützt. In einem Vergleich alternativer Antriebskonzepte wurde für Batterie-elektrische Fahrzeuge, ein Verlust von 30% in der Bilanz von der Quelle bis zum Rad errechnet. Bei Brennstoffzellenfahrzeugen liegt der Verlust bei 64% und bei synthetischen Kraftstoffen sind es 89%. Um eine Kilowattstunde Energie für den Antrieb eines E-Autos zu gewinnen, müssen demnach 1,4 Kilowattstunden Ökostrom erzeugt werden. Beim Wasserstoff sind es 2,8 und bei Syn-Fuel 8,7 Kilowattstunden.
Nach Auffassung von PWC sind Batterieelektrische Fahrzeuge auf Grund ihrer Energieeffizienz allen anderen alternativen Antrieben überlegen.
Zur Herstellung von einem Kilogramm Wasserstoff mit einem Energieinhalt von 3,5 Litern Benzin werden 9 kg Wasser sowie etwa 100 kWh Strom benötigt. (einschließlich Elektrolyse, Verflüssigung, Transport, Lagerung und Verteilung)
Wenn Wasserstoff tatsächlich den erhofften Beitrag zur Senkung der durch den Verkehr verursachten Klimabelastung leisten soll, wären dafür Strommengen nötig, die alle denkbaren Kapazitäten an Windrädern und Solaranlagen in Deutschland weit übersteigen. Das zeigt eine Studie des Fraunhofer Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik. Auch die Frage wo die enormen Mengen an Wasser herkommen sollen wurde von den Befürwortern der Wasserstofftechnologie bislang nicht schlüssig beantwortet.
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