Mobilität, Technologie
Grüner Wasserstoff – Energieträger der Zukunft
Wasserstoff ist einer der Hoffnungsträger für eine nachhaltige Energiezukunft. Seit den 1980er Jahren werden Versuche und Forschungen durchgeführt. Viele Wasserstoff-Anwendungen stecken jedoch in den Kinderschuhen und müssen technisch noch reifen, um kommerziell eingesetzt werden zu können. Damit ein komplettes Energiesystem nachhaltig betrieben werden kann, benötigen wir den sogenannten grünen Wasserstoff.
Was bedeutet grüner Wasserstoff?
Wasserstoff wird heutzutage zum Großteil (ca. 98%) aus fossilen Energieträgern wie Erdgas erzeugt und ist somit CO2 belastet. Grüner Wasserstoff wird durch die Zerlegung von Wasser, die Elektrolyse, gewonnen, wobei der dafür benötigte Strom aus erneuerbaren Energiequellen stammt. Günstiger und daher weiter verbreitet ist die Herstellung von Wasserstoff aus Erdgas. Ökologisch gesehen nicht sinnvoll und auch nicht nachhaltig.
Ausreichend Ökostrom ist somit Voraussetzung für die Wirtschaftlichkeit von grünem Wasserstoff. Zudem müsste die Technologie der Brennstoffzellen für einen höheren Wirkungsgrad weiterentwickelt werden.
Wasserstoff ist keine Energiequelle
Wasserstoff ist ein Energieträger oder ein Speichermedium, jedoch keine Energiequelle. Wir können grünen Wasserstoff in der Automobilindustrie für ein nachhaltiges Antriebskonzept oder auch in der Industrie als Energieträger verwenden. Wasserstoff kann jedoch auch als effizeintes Speichermedium eingesetzt werden.
Um volatile erneuerbare Energie aus Wind- und Sonnenkraft in unser Energiesystem integrieren zu können, brauchen wir in Zukunft noch mehr Speichermöglichkeiten. Neben den Pumpspeicherkraftwerken und den Batteriespeicherlösungen unterschiedlicher Technologien bietet die Energiespeicherung mit grünem Wasserstoff ein großes Potenzial.
Grüner Wasserstoff ist für uns das perfekte Beispiel für die Sektorkopplung, die zur Dekarbonisierung von Energiewirtschaft, Industrie und Transport dringend erforderlich ist.
Forschungsprojekt – H2FUTURE
Besonders energieintensive Branchen wie die Industrie müssen in Zukunft umweltfreundlicher produzieren und ihren CO2-Ausstoß massiv zurückfahren.
Deshalb hat sich das österreichische Energieversorgungsunternehmen Verbund mit der Voestalpine, Siemens sowie Austrian Power Grid und den wissenschaftlichen Partnern K1-MET und TNO zum Forschungsprojekt H2FUTURE zusammengetan. Sie arbeiten gemeinsam an der Herstellung von grünem Wasserstoff aus grünem Strom für die Stahlindustrie, der mit einer PEM (Proton Exchange Membrane) Elektrolyseanlage erzeugt wird.
H2FUTURE setzt einen ersten wichtigen Schritt, um industrielle Prozesse zu dekarbonisieren. Wie das Konzept funktioniert siehst du im folgenden Video:
Wasser ist der unterschätzte Energieträger und Rohstoff
Wasserstoff wird unter anderem aus dem Rohstoff Wasser mittels Wasserelektrolyse hergestellt. Dabei wird in einem Elektrolyseur mit Hilfe von elektrischem Strom Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Das chemische Element Wasserstoff ist ein bislang noch unterschätzter Energieträger und Rohstoff.
Zunächst ist dieser umweltfreundlich, nachhaltig und unbedenklich. Im Gegensatz zu Strom ist er einfach zu speichern und lässt sich später wieder zurück in Strom oder Wärme umwandeln. Deshalb wird Wasserstoff oft als Schlüsselelement für eine erfolgreiche Energie- und Wärmewende bezeichnet.
Die Zukunft der Enerigewelt
Zu den potentiellen Anwendungsgebieten von grünem Wasserstoff zählen die Hausenergie– und Stromversorgung, die Verwendung als Kraftstoff in der Mobilität sowie als Rohstoff in Chemie, Raffinerie und der Ammoniakherstellung.
In den nächsten Jahrzehnten wird ein erheblicher Ausbau der Elektrolysekapazitäten erwartet, womit die Kosten dieser Technologie reduziert werden und in Zukunft grüner Wasserstoff im großtechnischen Stil verfügbar ist. Wasserstoff wäre somit der ideale Energieträger für das erneuerbare Energiesystem der Zukunft. Deshalb können wir davon ausgehen, dass ihm noch eine große Zukunft bevorsteht.
Ein Kommentar
Joe
Warum Wasserstoff-PKW blödsinnig sind:
– Ein H2 PKW ist auch nur ein Elektroauto mit Lithium-Akku. Ohne Akku würde es nicht funktionieren. Kleinere Akkus verschleißen schneller, da ein kleiner Akku pro Zelle viel höhere Ströme aufnehmen und abgeben muss beim rekuperieren/beschleunigen.
– Wirkungsgrad 22%. Das reine Elektroauto kommt auf 80%.
– Wasserstoff direkt verbrennen? Die Probleme bei der Wasserstoffverbrennertechnik konnten bis heute nicht gelöst werden. Zudem ist diese Technik sogar noch ineffizienter.
– Man braucht pro gefahrenem km 3-4x so viel Energie wie das reine Elektroauto.
– Reichweite ist genauso wie die eines reichweitenstarken E-Autos.
– Wasserstoff wird heute zu 95% aus Erdgas hergestellt. Deswegen wollen die Ölmultis auch Wasserstoff. Man kann die Leute weiter in abhängigkeit halten. Strom aus Erneuerbaren haben wir nicht übrig. Wenn alle PKW elektrisch fahren würden, bräuchten wir 20% mehr Strom in Deutschland, wenn alle PKW mit Brennstoffzellenautos fahren würden 60-80% mehr.
– Anschaffung (70.000 Euro) und Unterhalt (12 Euro/100 km) ist 3x so viel wie beim reinen E-Auto (und das sogar subventioniert, normalerweise ist es noch teuerer)
– Wasserstoffautos haben zwei Drucktanks mit 700 Bar Druck. Behälter mit so einem hohen Druck stellen ein erhebliches Sicherheitsrisiko dar. Diese nehmen zudem sehr viel Platz im Kofferraum weg.
– Druckgastanks erfordern teuere, jährliche Wartung. H2 ist sehr aggressiv und korrodiert Metalle. Wasserstoff diffundiert durch alles hindurch. Nach einer gewissen Standzeit ist der Tank leer.
– Lebensdauer der H2 Stacks ungewiss. Komplizierte Technik, teuere Inspektionen. Merke – und das gilt für alles: Je komplizierter ein System ist, desto störungsanfälliger.
– Pro Brennstoffzelle 40-70 Gramm Platin nötig. Für alle PKW weltweit würden die Platinvorkommen nicht ausreichen. Neue Entwicklung: Brennstoffzellen mit Kobalt. Na, klingelt´s?
– Menschenrechtsverletzungen beim Platinabbau an der Tagesordnung.
– 100 Tankstellen in Deutschland, im Ausland so gut wie keine. Tanken vom eigenen Dach, beim Einkaufen, Arbeitgeber etc. nicht möglich. 1/5 der Tankstellen defekt oder leer.
– Wasserstofftankstellen dürfen nicht in Wohngebieten aufgestellt werden und der Kompressor macht einen Höllenlärm.
– Eine Wasserstofftankstelle kostet 1-1,5 Millionen Euro und muss aufwändig gewartet werden. Ein HPC Schnelllader kostet 100.000 Euro, eine normale Schnellladesäule 20.000 Euro.
– Beim Tanken frieren gerne mal die Zapfstutzen an.
– Beim Tanken tankt nur der Erste in 5 Minuten, alle anderen brauchen 30 Minuten, weil der Kompressor erst Druck aufbauen muss. Circa 40 Autos kann man in 24 Stunden betanken. Nach 40-120 Autos, je nach Tankstellengröße muss der Wasserstofflaster wieder anrollen und die Tankstelle auffüllen.
– Ständig müssen Laster zu den Tankstellen rollen. Für das anliefern von Wasserstoff an den benötigten Tankstellen würde man 10x so viele Tanklaster benötigen als derzeit für Benzin/Diesel.
– Wenn der gesamte Planet jetzt Wasserstoff herstellt, wird sehr viel Wasser ins Weltall verschwinden.
Noch ein Wort zu Synfuels. Auch diese sind keine Lösung. Diese Benötigen 5-6 x so viel Strom wie ein Elektroauto und haben immer noch einen Katalysator, der sich mit der Zeit und Hitze auflöst und die Umwelt mit seinen Metallen verpestet!
Positiv:
– Wenn wir mal in 100 Jahren viel zu viel Überschussstrom haben, könnten wir es nochmal versuchen. Aber bis dahin haben wir sowieso den Wunderakku, der in 5 Minuten voll geladen wird und mit dem man 3000 km weit fährt und der zu 100% recycelt wird. Heute ist das Akku Recycling übrigens schon bei 96%.
– Die Autos sind so teuer, dass nur wenige Autos auf den Straßen zu sehen sein werden.
– Wasserstoff für stationäre Aufgaben, Flugzeuge, Schiffe, für die Stahlindustrie, für Power to Gas etc. ist sehr sinnvoll, sicher aber nicht für ineffiziente PKW. Bei LKW gilt es, so viel wie nur geht auf die Schiene zu bekommen. LKW für die letzte Meile können auch elektrisch fahren.
https://m.focus.de/auto/elektroauto/news/efahrer-chef-erklaert-warten-auf-das-wasserstoff-auto-darum-hat-die-technik-keine-chance-gegen-akkus_id_11365397.html