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Wasserstoff Verwendung
 
Verwendung von Wasserstoff bei den Endverbrauchern

Bei den Endverbrauchern könnte Wasserstoff auf verschiedene Weisen genutzt werden. Besonders wichtig wären hier Brennstoffzellen, um verbrauchernah elektrische Energie zu gewinnen. Die Effizienz von Brennstoffzellen kann beim Betrieb mit Wasserstoff (eher als z. B. mit Erdgas) sehr hoch sein – unter Umständen deutlich über 50 %. Zusätzlich könnte die entstehende Abwärme lokal genutzt werden. Problematisch sind bisher noch die Kosten von Brennstoffzellen; dieses Problem könnte durch weitere Forschung und Entwicklung aber durchaus noch gelöst werden.

Auf einfachere Weise, z. B. durch direkte Verbrennung oder katalytische Oxidation, lässt sich auch Wärme aus Wasserstoff gewinnen. So würde allerdings das Exergie-Potenzial des Wasserstoffs sehr unvollständig genutzt, insbesondere wenn es um Niedertemperaturwärme geht. Diese Art der Wasserstoffnutzung würde also bezüglich Energieeffizienz der Elektroheizung ähneln.

In Fahrzeugen könnten wiederum Brennstoffzellen eingesetzt werden oder (kostengünstiger, aber deutlich weniger effizient) auch Verbrennungsmotoren. Das Hauptproblem dürfte hier im Transport des Wasserstoffs bestehen.

Auch in der Industrie – beispielsweise in der chemischen Industrie – ließe sich Wasserstoff in vielfältiger Weise nutzen, insbesondere für die Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme (einschließlich Hochtemperaturwärme als Prozesswärme).

Die Aussichten für die Realisierung einer Wasserstoffwirtschaft

In die heutige Energiewirtschaft ist Wasserstoff als Energieträger relativ schwer integrierbar. Auch für eine umfangreiche Nutzung in ferner Zukunft wären noch erhebliche Hürden zu überwinden, und zwar insbesondere bei der Herstellung des Wasserstoffs. Dagegen würde der Langstreckentransport gewisse Vorteile bieten, während der Kurzstreckentransport zwar realisierbar, aber teuer sein dürfte. Ebenfalls wären Nutzungsmöglichkeiten insbesondere durch die bereits vorhandene Brennstoffzellentechnologie schnell zu schaffen.

Im Prinzip könnte Wasserstoff für die Stabilisierung der elektrischen Versorgungsnetze verwendet werden, und zwar auf zwei verschiedene Arten:
Man könnte die Wasserstoff-Herstellung durch Elektrolyse gezielt nur in Zeiten mit Stromüberschuss einsetzen, den Wasserstoff am Ort speichern und später in Zeiten hohen Strombedarfs mit stationären Brennstoffzellen wieder Strom erzeugen. Allerdings sind die Energieverluste dieser Technologie wesentlich höher als z. B. die von Pumpspeicherkraftwerken – eher vergleichbar mit denen von Druckluftspeicherkraftwerken, die allerdings weitaus kostengünstiger realisiert werden können.
Alternativ könnte die Elektrolyse in viel größerem Umfang eingesetzt werden, um damit z. B. viele Fahrzeuge zu versorgen. Die Netzstabilisierung würde dann dadurch erreicht, dass die Elektrolyse in Zeiten hohen Strombedarfs reduziert oder eingestellt wird. Diese Variante erfordert also einerseits nicht unbedingt eine erhöhte Spitzenleistung der Stromerzeugungsanlagen (Kraftwerke), andererseits aber eine erheblich höhere Jahresproduktion an elektrischer Energie.

Die Situation könnte sich stark zugunsten einer Wasserstoffwirtschaft ändern, wenn neue Quellen elektrischer Energie entwickelt würden, die ein sehr großes Potenzial aufweisen, welches zudem kostengünstig und umweltfreundlich nutzbar ist. Insbesondere würde Wasserstoff dann interessant, wenn diese Energie fernab von den Verbrauchszentren anfiele, so dass die Vorteile des Langstreckentransports von Wasserstoff in Pipelines zum Tragen kämen. Ähnliches würde natürlich auch für neue Verfahren zur direkten Erzeugung von Wasserstoff gelten. Alle diese Entwicklungen müssen jedoch bisher als höchst unsicher gelten.

Es ist ebenfalls denkbar, dass neue erneuerbare Energien eher dezentral elektrische Energie erzeugen werden und dass somit die direkte Nutzung ohne den Umweg über Wasserstoff günstiger sein wird. Auch eine vorstellbare, wenn auch bisher recht unwahrscheinliche massive Ausweitung der Kernenergienutzung würde nicht unbedingt den Einstieg in eine Wasserstoffwirtschaft begünstigen oder bedingen. Denkbar ist ebenfalls, dass andere neue Energieträger entwickelt werden, die insbesondere leichter zu transportieren und speichern sind als Wasserstoff. Aus diesen Gründen ist es gut möglich, dass eine eigentliche Wasserstoffwirtschaft niemals entstehen wird.