Der Traum von der Wasserstoffwirtschaft
Die Idee ist auf den ersten Blick bestechend:
Wir spalten in sauberen Kraftwerken (Geothermie, Windkraft, Wasserkraft, Solarenergie) Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Der Wasserstoff wird mit Pipelines oder Tankwagen an Haushalte und Tankstellen verteilt, wo er entweder:
Wir spalten in sauberen Kraftwerken (Geothermie, Windkraft, Wasserkraft, Solarenergie) Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Der Wasserstoff wird mit Pipelines oder Tankwagen an Haushalte und Tankstellen verteilt, wo er entweder:
- in Verbrennungsmotoren Autos antreibt,
- Heizungen befeuert,
- durch Brennstoffzellen in dezentralen Kleinkraftwerken und sogar in jedem Haus Haushaltstrom erzeugt oder
- durch Brennstoffzellen Elektroautos oder Hybridautos antreibt.
Wir könnten uns mit einer Wasserstoffwirtschaft von der
Abhängigkeit des teuren Öls zu befreien und den
CO2-Ausstoß auf Null senken. Technisch wäre das
möglich. Das Problem: Es wäre in den meisten Bereichen zu teuer - mit Ausnahme des Einsatzgebietes als Zwischenspeicher erneuerbarer Energie.
Wasserstoff - ungelöste Probleme bei Fahrzeugen
Bei all den Vorteilen des Wasserstoffs gerät man leicht in
Euphorie, wenn man die Nachteile nicht berücksichtigt. In der Schriftenreihe "Technologiefolgeabschätzung"
des
Forschungszentrums Karlsruhe schrieb in der Ausgabe vom April
2006 Ulf Bossel von der Universität Berkeley "Wasserstoff löst
keine Energieprobleme".
Robert Zubrin rechnet in "The Hydrogen Hoax" vor, warum eine Wasserstoffwirtschaft (noch) nicht praktisch umsetzbar ist. Stellvertretend für so viele ratlose Experten propagiert Zubrin eine Lösung, die lediglich ein Problem durch noch größere Probleme ersetzt. In diesem Fall sieht er die Lösung in Methanol
(25 x schädlicheres Treibhausgas als CO2) und Ethanol/Biokraftstoffen (Konkurrenz mit Nahrungsmitteln).
Wenn es Ihnen gelingt, Lösungen für diese Probleme zu finden, mailen Sie sie uns bitte! Die ddp ist sofort dabei, wenn eine realistische Chance für die Alltagstauglichkeit und Bezahlbarkeit von Wasserstoff besteht!
Bis es so weit ist, muß eine Übergangslösung für Langstreckenfahrten her. Könnten Brennstoffzellen eine solche Lösung sein?
Robert Zubrin rechnet in "The Hydrogen Hoax" vor, warum eine Wasserstoffwirtschaft (noch) nicht praktisch umsetzbar ist. Stellvertretend für so viele ratlose Experten propagiert Zubrin eine Lösung, die lediglich ein Problem durch noch größere Probleme ersetzt. In diesem Fall sieht er die Lösung in Methanol
(25 x schädlicheres Treibhausgas als CO2) und Ethanol/Biokraftstoffen (Konkurrenz mit Nahrungsmitteln).
Wenn es Ihnen gelingt, Lösungen für diese Probleme zu finden, mailen Sie sie uns bitte! Die ddp ist sofort dabei, wenn eine realistische Chance für die Alltagstauglichkeit und Bezahlbarkeit von Wasserstoff besteht!
Bis es so weit ist, muß eine Übergangslösung für Langstreckenfahrten her. Könnten Brennstoffzellen eine solche Lösung sein?
Brennstoffzellen
Das Bild unten links zeigt eine voll funktionsfähige
Brennstoffzelle. Die "Abgase" einer Brennstoffzelle bestehen fast
ausschließlich aus Wasserdampf (daher der Schlauch zum
Wasserglas auf dem Bild).
Auf dem rechten Bild sehen Sie die Brennstoffzelle eines Opel Zafira "HydroGen3", dessen Elektromotor
94 kW / 128 PS leistet.
Auf dem rechten Bild sehen Sie die Brennstoffzelle eines Opel Zafira "HydroGen3", dessen Elektromotor
94 kW / 128 PS leistet.
 Funktionsmodell
einer Brennstoffzelle
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Brennstoffzellen wandeln Wasserstoff
in Strom um, der wiederum den Elektromotor antreibt. Den
Wasserstoff könnte man an der Tankstelle mit einer simplen Elektrolyse-Einheit
durch Strom aus Wasser erzeugen.
Energieexperte Ulf Bossel schreibt dazu: "Eine Autobahntankstelle, die heute täglich etwa 60.000 Liter Benzin oder Diesel verkauft, hätte (zur Erzeugung einer entsprechenden Menge Wasserstoff) einen elektrischen Leistungsbedarf von mindestens 26 Megawatt und würde 107 Kubikmeter Wasser täglich benötigen." (mehr) |
Für jede Tankstelle ein Kraftwerk?
Um diese 26 Megawatt sauber zu erzeugen, müßte jede
Autobahntankstelle
entweder über
- ein eigenes Solarkraftwerk (mindestens 260.000 qm Solarmodule) oder
- ein Windkraftwerk (mindestens 6 der größten Windräder, incl. Puffer für Windflauten sogar über ein Dutzend Großwindräder) oder
- ein Geothemie-Kraftwerk in der Größenordung des Unterhachinger Kraftwerks verfügen (wobei ein solches Kraftwerk keine Heizwärme, sondern ausschließlich Strom produzieren müßte).
Abgesehen vom
Flächenbedarf und
der technischen Eignung des Standortes entstünde durch solch
große
Kraftwerke ein Kostenproblem. Wenn man nur die reinen Kosten des
Kraftwerks (ohne Gewinn) auf den Wasserstoffpreis umlegt, kostet jede
Tankfüllung Wasserstoff ein Vermögen.
Wenn man den Wasserstoff an anderer Stelle erzeugte, müßten lt. Berechnung von Ulf Bossel täglich 51 Wasserstoff-Tanklastwagen jede Autobahntankstelle beliefern. Zum logistischen Aufwand kommen die Kraftwerkskosten hinzu. Auch ein Pipeline-Netz von den Kraftwerken zu den Tankstellen wäre enorm teuer.
Damit ist Wasserstoff für den massenhaften Einsatz in Kraftfahrzeugen leider nicht geeignet.
Die Erzeugung von Wasserstoff ist (nach heutigem Stand der Technik) zu teuer, wenn er (z.B. für den Einsatz in Fahrzeugen) eigens hergestellt wird. Ganz anders sieht es als Zwischenspeicher für erneuerbare Energie aus, vor allem für Windenergie. 2008 erzeugten Windkraftanlagen nur 7% des in Deutschland verbrauchten Stroms. Bläst zu viel Wind, werden viele Anlagen abgeschaltet, weil mehr Strom erzeugt wird, als verbraucht werden kann.
Und hier kommt Wasserstoff ins Spiel: Statt die Anlagen abzuschalten, lassen wir sie einfach weiter laufen und mit dem erzeugten Strom Wasserstoff produzieren. Der Wasserstoff wird in Tanks in unmittelbarer Nähe der Windkraftanlagen zwischengespeichert und durch Kleinkraftwerke genau dann in Strom umgewandelt, wenn die Stromnachfrage die Menge des aus Windkraft erzeugten Stroms übersteigt.
Wasserstoff ist in diesem Fall kostengünstig, weil er nicht lange gelagert und überhaupt nicht transportiert werden muß. Er ist zudem günstig, weil die technischen Anlagen zur Erzeugung von Wasserstoff so simpel und billig sind. Und er ist vor allem günstig, weil der aus der Windenergie erzeugte Strom so gut wie nichts kostet. Lediglich der erhöhte Verschleiß der Windkraftanlagen in den zusätzlichen Betriebsstunden verursacht Kosten, allerdings in vernachlässigbar geringer Größenordnung.
Wenn man den Wasserstoff an anderer Stelle erzeugte, müßten lt. Berechnung von Ulf Bossel täglich 51 Wasserstoff-Tanklastwagen jede Autobahntankstelle beliefern. Zum logistischen Aufwand kommen die Kraftwerkskosten hinzu. Auch ein Pipeline-Netz von den Kraftwerken zu den Tankstellen wäre enorm teuer.
Damit ist Wasserstoff für den massenhaften Einsatz in Kraftfahrzeugen leider nicht geeignet.
Zwischenspeicher für erneuerbare Energie
Die Erzeugung von Wasserstoff ist (nach heutigem Stand der Technik) zu teuer, wenn er (z.B. für den Einsatz in Fahrzeugen) eigens hergestellt wird. Ganz anders sieht es als Zwischenspeicher für erneuerbare Energie aus, vor allem für Windenergie. 2008 erzeugten Windkraftanlagen nur 7% des in Deutschland verbrauchten Stroms. Bläst zu viel Wind, werden viele Anlagen abgeschaltet, weil mehr Strom erzeugt wird, als verbraucht werden kann.
Und hier kommt Wasserstoff ins Spiel: Statt die Anlagen abzuschalten, lassen wir sie einfach weiter laufen und mit dem erzeugten Strom Wasserstoff produzieren. Der Wasserstoff wird in Tanks in unmittelbarer Nähe der Windkraftanlagen zwischengespeichert und durch Kleinkraftwerke genau dann in Strom umgewandelt, wenn die Stromnachfrage die Menge des aus Windkraft erzeugten Stroms übersteigt.
Wasserstoff ist in diesem Fall kostengünstig, weil er nicht lange gelagert und überhaupt nicht transportiert werden muß. Er ist zudem günstig, weil die technischen Anlagen zur Erzeugung von Wasserstoff so simpel und billig sind. Und er ist vor allem günstig, weil der aus der Windenergie erzeugte Strom so gut wie nichts kostet. Lediglich der erhöhte Verschleiß der Windkraftanlagen in den zusätzlichen Betriebsstunden verursacht Kosten, allerdings in vernachlässigbar geringer Größenordnung.