Wasserstoffwirtschaft

Geschichte

• 1874 – Geschrieben von dem Schriftsteller Jules Verne in einem Roman Roman Zeichen auf der Frage, wurde in späte Zeiten, die Vision, Wasserstoff und Sauerstoff als Energiequelle verwöhnt. ^[2]
• 1923 – nannte der Wissenschaftler John Burdon Sanderson Haldane in einem Aufsatz zum ersten Mal die Grundzüge einer Wasserstoffwirtschaft. ^[3]
• 1970 – Verwendete von Australian Electrical Chemiker John Bockris Erstmals den Begriff „Wasserstoffwirtschaft“ (engl. Wasserstoffwirtschaft während Einer im Besprechung) General Motors Technical Center in Warren, Michigan. ^[4] und prägte ihm nach Joseph J. Romm ^[5] in den Folgejahren maßgeblich.
• 1975 – entwarf John Bockris Muscheln mit dem Physiker Eduard Justi das komplette Konzept einer Wasserstoffwirtschaft. ^[6]
• 1980 – entwickelt der Physiker Reinhard Dahlberg unter dem Eindruck der Ölkrise im Wüstengebiet entwickelt wird und über Pipelines zu den Verbrauchern transportiert wird. ^[7] Wesentlicher Beweggrund war der Ersatz der versendenden Fossilien. Dahlberg hatte aber nicht nur wer technisch, sondern auch die wirtschaftlichen Aspekte seiner Wasserstoffwirtschaft.
• 1994 – befranste sich die Deutsche Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit der Wasserstoffgewinnung in der Wüste. Der von Solarzellen betriebene 350-kW-Elektrolyseur versorgt das Nachweis, das Produkt des Transporters und der Wasserstoff möglich ist. Diese lackierbaren Solar-Ressourcen können auf einen Anteil von Saudi-Arabien bezogen werden, die als Rohöl exportierten.
• 1999 – Nimmt die Isländische Regierung des Ziel Einer Wasserstoffwirtschaft (Unter dem Vorbehalt Machbarkeit von und Wirtschaftlichkeit) in ihrem auf Regierungsprogramm. ^[8] Der Fokus Islands war dabei BESONDERS auf Wasserstoffantriebe für Fahrzeuge und stirbt Fischereiflotte , um unabhängig vom Öl zu Werden. Das Land treitzt keine abbaubaren Fossilien Brennstoffe, ist aber ein stromerzeugender Wasserkraft und Geothermie.
• 2002 – Beschreibung von Ökonom Jeremy Rifkin das Konzept einer Wasserstoffwirtschaft in seinem Buch Die Wasserstoff Revolution . Für Rifkin sind das negative Auswirkungen der fossilen Brennstoffe als „präkärer Augenblick der postindustriellen Geschichte“ ein wichtiger Beweggrund. ^[9] [10]
• 2003 Kritik am bishitischen Wasserstoff-Beforworter Ulf Bossel, der über begrenzte wirtschaftliche und soziale Erfahrungen verfügt. ^[11]
• 2006 analysierte Joseph J. Romm welche Aussichten Einer Wasserstoffwirtschaft in den USA und äußerte: „Wenn einige Leute so tun, als Lehens welche Wasserstoffwirtschaft schon in Reichweite, so meinen sie DAMIT ein lediglich Ökonomisches System – in Dessen Mittelpunkt hydrogen aus Erdgas anderen und Fossilien schadstoffreichen Bren Stoffe STEHT. “ ^[5]
• 2007 – Nimmt das Europaische Parlament Auch unter dem Durch Beratung Jeremy Rifkin ^[12] Eine Erklärung an, der in Einer die schaffung umweltfreundliche Wasserstoffwirtschaft mit Einer funktionierenden Wasserstoffinfrastruktur bis 2025 gefordert Wird. Wenn Begründung in der Erklärung , die global und Erwärmung waren stirbt zunehmend Kosten der Fossilien Brennstoffe aufgeführt. ^[13]

Das Ebenen Einer Energiewirtschaft

Die Konservativen einer Durchsetzung des Wasserstoffes bei Ebenen der Energiewirtschaft aus:

1. Erschließung benötigten Primar- Energiequellen
2. Energieerzeugung
3. Energiespeicherung
4. Nutzung der Energie
5. Energiehandel und Verteilung
6. Vertrieb und Abrechnung
7. Gewährleistung der Versorgungssicherheit

Dies ist technisch einfach und einfach zu implementieren.

Herstellung von Wasserstoff

Herstellung aus fossilen Energieträgern

Heuschnupfen wird schnell aus fossilen Energieträgern hergestellt. Dieses Produkt wurde von Menge von Wasserstoff aus Erdgas und Schweröl von ca. 310 Mrd. produziert. m³ iN und ca. 9 Mrd. m³ in Deutschland (Stand 1999). ^[14] Erdgas und Schwerölsind fossile Primärenergieträger . Bei der herstellung von hydrogen Wird Profilierung mittels of this Stoffe dementsprechend das klimaschädliche Kohlendioxid freigesetzt. Dies steht vom Europäischen Parlament advanced einführung einer umweltfreundlichen Wasserstoffwirtschaft entgegen. ^[13]

Ein Teil des Wasserstoffs stellt auch als Nebenprodukt in der chemischen Industrie , z. B. mit Benzinreformierung und der Ethylenproduktion . Es gibt aber auch Nebenprodukt sowohl Chloralkali-Elektrolyse als auch die Wiederherstellung von Kokereidurch die Kohlevergasung . Im Jahr 1999 wurde die Chemieindustrie 190 mrd. m³ iN und in Deutschland 10 Mrd. m³ in hergestellt. ^[14] Meist wird der so entstandene Wasserstoff durch Verbrennung direkt vor Ort energetisch genutzt.

Herstellung aus Elektrischer Energie

Um Eine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft zu ermöglichen, Durcheinander der Wasserstoff aus Erneuerbaren Energien gewonnen. Da das Potenzial der Bioenergie Begrenzt sind Schalen hier va des Wind und stirbt Solarenergie ( Photovoltaik und Solarthermie Kraftwerke ) in Frage, die Größeren Potentiale weltweit sowohl als auch in Deutschland über verfügen als Biomasse fiel. ^[15] Es Wird Davon ausgegangen, und that Solar – Windenergie Haupt in Einem Laden regenerativen Energiesystem decken wurde ^[16] , einige Studien verzichten Vollständig sogar auf den Einsatz von Biomasse. ^[17]All this aber Nur ein Konzept Sehen zumeist Ergänzende Rolle des Wasserstoffs in Einer strombasierten Wirtschaft vor, keine Vollständige Wasserstoffwirtschaft im eigentlichen Sinne.

In Einer Vollständig regenerativen waren Strom Wirtschaft bei Hohen Anteilen variabler Erzeuger , den Wind und Solarstrom Langfristspeicher zum Ausgleich benötigt. Hierfür kommen alle chemischen Speicher wie die Wasserstoffherstellung, ggf. im Zusammenhang mit der Methanisierung, in Frage. Bei der Wasserstoffherstellung, -speicherung und anschließende Rückverstromung Liegt die mit Wirkungsgrad DERZEIT (2013) bei maximal 43%, bei der bei Methanisierung 39%. ^[18] Sterner et al GIBT Wirkungsgradspannen Zwischen 34 und 44% für Kette Wasserstofferzeugung, Speicherung und Rückverstromung einer sterben. ^[19] Es wird davon ausgegangen, dass elektrisch elektrische Gesamtwirdgrade bis maximal 49 bis 55% berücksichtigt wurden. ^[20]

Dieses Verfahren wurde seit Oktober 2011 in einem Pilotprojekt bei Enertrag im brandenburgischen Prenzlau eingesetzt. ^[21] Nicht benötigter Strom Wird mit Einem Druck 500 kW – Elektrolyseur in umgewandelt und Wasserstoff Steht für so Berlinere Wasserstofftankstellen ^[22] zur verfügung oder Wurde bei Bedarf in Einer Hybrid Kraftwerk wieder verstromt.

Greenpeace Energy lieferte seit Oktober 2011 ebenfalls aus hydrogen überschüssigem Wind Trommel, in der reineren Form oder zu umgewandelt Methan in Erdgasnetz eingespeist das wird. ^[23]

Die Audi AG plant, ab 2013 im niedersächsischen Werlte Wasserstoff aus Windstrom zu erzeugen. Der reizvolle Wasserstoff wird zunächst in CNG umwandelt, um als Treibstoff für Erdgasfahrzeuge dienen zu können. Der reizvolle Wasserstoff könnte aber auch direkt in Brennstoffzellenfahrzeugen eingesetzt werden. ^[24] [25]

Gute Wirkungsgrade brechen aus, dass Hochtemperatel Elektrolyse, das Bett eines elektrischen Energiegenerators mit Sounder-Temperatur sinkt. Diese Wärme-Temperatur-Elektrolyse ist interessant, wenn Abwärme aus anderen Prozessen entnommen werden kann, zB bei solarthermischen Kraftwerken . ^[26] Das Verfahren befindet sich 2011 noch im Entwicklungsstadion.

Wasserstoff aus Bioenergie

Der von Erzeugung einge hydrogen aus dem Primärenergieträger Biomasse ist, abgesehen vom Aufwand zur Erzeugung einge (beispielsweise Düngemittel, Pflanzenschutzmittel usw.), dm Transport und die Verarbeitung / Aufbereitung der Biomasse, klimaneutral , Weil das bei der herstellung freigesetzte Kohlendioxid der Atmosphäre vorher Durch Die Photosynthese entzogen erdrosselt. Dies Entspricht der vom Europaischen Parlament geforderten Einführung Einer umweltfreundlichen Wasserstoffwirtschaft. ^[13]

Hydrogen Kann aus Durch Biomasse Gärung oder thermochemisch , z B Durch. Dampfreformierung war Hergestellt (→ Siehe auch Haupt Artikel: Wasserstoffherstellung ).

Eine großtechnische Herstellung von Wasserstoff aus Biomasse existiert mit Stand 2011 nicht. Die Verfahren befinden sich auch nicht im Stadium der Entwicklung. Ein Beispiel hier für das Projekt „Blauer Turm“ in Herten . Die Anlage pflanzte 150 m³ Wasserstoff, die Haupteigentümerin, die Ende 2011 in die Firma Solar Millennium AG ging.

Potential und Flächenbedarf der Energiepflanzen

→ Siehe auch Artikel: Potenzial und Flächenbedarf und Biomassepotenzial

In Deutschland lag der Primärenergiebedarf im Jahr 2014 bei ca. 13.000 PJ. ^[27] Nach den Energieszenarien der Bundesregierung kann die Erzeugung von Biomasse genutzte Fläche bis 2050 ca. 4 Mio. Euro umfassen . ha (2011: 1,8 Mio. ha), ohne in Nutzungskonkurrenzen mit der Nahrungsmittelherstellung zu erzeugen. Das sind nur 24% der heute landwirtschaftlich genutzten Flächen . Daraus konnte ein Primera-Energiepotenzial von 740 PJ (18,5 MJ / kg bei 10 t / ha) errechnet werden. ^[28]

Am beispiel von der Ertragswerte Miscanthus (18,5 MJ / kg bei bis zu 20 t / ha) errechnet sich ein Primärenergiepotential von 1.480 PJ / Jahr. Von von von von den Ab den den den Ab den den Ab den den Ab den

Allerdings steht, die Regeneration von Wasserstoff aus energetischer Nutzung auch in Konkurrenz zur Biomasseverflüssigung nähren . Diese haben Kraftstoffe als Energieträger einer höheren Energiedichte als Wasserstoff und sind einfacher handhabbar. ^[29]

Potentieller biogener Reststoffe

Biogene Rest Kühle aus der Landwirtschaft, Landschaftspflegeholz , waldrestholz und unbelastetes Industrierestholz can ebenfalls zur herstellung von hydrogen used waren. Das Potential biogener Rest des Bundesumweltministeriums auf 900 PJ geschätzt. ^[28]

Speicherung und Verteilung von Wasserstoff

Wasserstoff in Rohrleitungen

Im Zuge des Aufbaus der Infrastruktur ist eine große Bandbreite an Energieeffizienz für Energieeffizienz und Energiekosten erforderlich. Dazu konnte ein Großteil des Bereits und Erdgasnetzes verwöhnt werden. ^[30] Das Erdgasnetz ist für die Aufnahme von Wasserstoff geeignet. ^[31] [32] Für die Umstellung auf Erdgas wurden die deutschen Gasnetze mit Stadtgas betrieben, das heißt sie waren resistent gegen Wasserstoff.

Die Speicherkapazität des deutschen Erdgasnetzes liegt bei 200.000 GWh und kann als Energiehaus teurerer Monate zwischenspeicher bezeichnet werden. ^[33] Zum Vergleich: Die Kapazität aller deutschen Pumpspeicherkraftwerke betrug amDonnerstag 40 GWh.

Es gibt praktische praktische Erfahrungen mit Wasserstoffleitungen:

• Im Ruhrgebiet wurde seit über 240 km Wasserstoffnetz betrieben.
• In Sachsen-Anhalt gibt es ein 90 km langes, in der Region mit stark industrieller Gasnachfrage zwischen Rodleben – Bitterfeld – Leuna – Zeitz entstandenes Wasserstoff-Pipeline-System der Linde-Gas AG . ^{[34] [35] [36]}
• Weltweit existierten 2010 mehr als tausend Kilometer Wasserstoffleitungen. ^[37] Air Liquide betrifft 12 Pipeline-Netze mit einer Gesamtlänge von 1200 km. ^[38]

Der Energietransport auf einem Gasnetz mit etwas mehr Genuss (<0,1%) sowie Stromnetzwerk (8%). ^[39]

Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Verkehr des Landes Baden-Württemberg wird veranstaltet (Stand 2011) den Ausbau einer Wasserstoff-Infrastruktur unterstützen. ^[40]

Energetische Nutzung des Wasserstoffs

Wichtigstes Element der Nutzung von Wasserstoff ist die Brennstoffzelle . Sie geht in den Wasserstoff entzogen Energie in Wärme und Elektrizität um.

Nutzung im Haus

→ Siehe auch Artikel: Stationärer Einsatz

Bei der Profilierung mittels häusliche Stromerzeugung fuel cell Kann Wie bei der Blockheizkraftwerktechnik Auch Eine Kraft-Wärme-Kopplung Realisiert wurden, die die Gesamtwirkungsgrade erzieht. of this Da bei Betriebsweise die Wärmeproduktion im vordergrund Steht, this waren Systeme nach DM Wärmebedarf gesteuert, Wobei der Strom in das erzeugte elektrische öffentliche Stromnetz eingespeist Wird.

Vaillant hat ein Brennstoffzellenheizgerät entwickelt, das heißt, ein Reformer könnte auch mit Erdgas betrieben werden. ^[41]

Die theoretischen erreichbarer brennwertbezogene mit Wirkungsgrad liegt bei ca. 83%. ^[42] Bezieht man den mit Wirkungsgrad, Wie bei Verbrennungsmotoren üblich Wärmekraftwerken und auf den Heizwert , Ergibt sich ein mit Wirkungsgrad von theoretischen Grenzwerte bzw etwa 98%. Das Systemwirkungsgrad liegt je nach Brennstoffzellentyp between 40% und 65%, Wobei unklar ist, ob this brennwert- Ist oder heizwertbezogen. ^[43] [44]

Verwendung im Verkehr

→ Siehe auch Artikel: Brennstoffzellenfahrzeug

Im Brennstoffzellenfahrzeug wird mit der Brennstoffzelle ein Stromerzeuger angetrieben. Die Versorgung mit Wasserstoff kann mit dem Drucktank (z. B. 700 bar) aufgefüllt werden, oder die Wasserstofftankstelle aufgetankt werden. Auch in Busen wurde die Wasserstofftechnik praxisnah erprobt. Die aktuelle Generation der Wasserstoffbusse (2009) erklärte mit 35 kg Wasserstoff eine Reichweite von rund 250 km. ^[45]

Brennstoffzellen-Autos sind im wesent lichen als Elektro-Autos. Ein solches Fahrzeug kostete 400.000 Dollar für die Aussage von Fritz Henderson ( CEO von General Motors ). ^[46] Fahrzeughersteller Toyota , Nissan , Mercedes-Benz und Honda haben Angaben geerbt, die zu einer Reduzierung der Produktkosten bei Waschgetriebebetrieben führen. ^[Siege?] Toyota produziert H2-Autos in Kleinserie und setzt im großen Stil Still auf der Brennstoffzelle. ^[47]

Mit Dem Mercedes B-Klasse F-Cell Eulen Zwei Vorserienfahrzeugen von Hyundai ix35 Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV) gerechnet wird von Reichweiten 500 km bei Maximalgeschwindigkeiten von 80 km / h erreicht. ^[48] Um sterben Alltagstauglichkeit des Wasserstoffantriebes nachzuweisen, Hut Eine Daimler „weltumrundung“ Brennstoffzellenfahrzeugen Mit mehreren der B-Klasse Erfolgreich abgeschlossen. 200 Serienfahrzeuge of this typs 2010 gerechnet wurden einem Kunden ausgeliefert. ^[49]

Es gibt nur wenige Busse, den Mercedes-Benz Citaro FuelCELL-Hybrid , die verschiedenen Hersteller, die mit Brennstoffzellen arbeiten.

Außerdem Ist mit der Technik des Hydrail seit 2005 Auch sterben Schienenfahrzeuge in dem Blickwinkel von Wasserstoffwirtschaft gekommen. ^[50] Als einer der Generäle der japanischen Ostbahngesellschaft zu Testzwecken eine Hybrid-Lok in Betrieb. ^{[51] Der} 2017 in Niedersachsen 14 angeordnete mit Brennstoffzellen-Antrieb beim Hersteller Alstom. ^[52] [53]

Die Schweizerischen Bund SBB Führt seit Frühjahr 2014 Empfehlung : Ihre Rolle zuzuweist miniBar mit Wasserstoff betriebenen Brennstoffzellen ein, um genug Energievorrat für stirbt eingebaute Espressomaschine unterwegs Zu haben, die unterwegs Auch die Fahrgäste jetzt Cappuccino Rüben Können. Die bisher verdorbene Lebensmittel übliche Akkumulatoren wäre für this Aufgabe energieaufwendige schwer zu gewesen. ^[54]

Effizienz der Energiekette

Begriffsdefinition

Kosteneffizienz

ist ein Maß für den Geldertrag unter Berücksichtigung der eingefügten Kosten . Ihre Kosten eine Technologie, ist höher ihre Wirtschaftlichkeit .

Energieeffizienz

ist ein Maß für den Energieertrag unter Berücksichtigung der eingefügten Energie. Ihre Energieeffizienz ist eine Technologie, die höher ist als ihr Wirkungsgrad .

ökologische Effizienz

ist ein Maß für Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit. Sie wird oft als „CO2-Ausstoß“ durch die Umrechnung der Freisetzung beim Verbrauch von fossilen Energieträgern angegeben.

Kosteneffizienz geht nicht mit zwin Hosting Energieeffizienz und ökologische Effizienz einher. So haben z. B. ein Kohlekraftwerk bei der Erzeugung einge von Strom mit Einem von mit Wirkungsgrad 30-40% Einer schlechte Energieeffizienz, sind aber Möglichkeiten der niedrigen Kohlepreis und DAMIT Auch sehr kosteneffizient Wirtschaftlich.

Beispiel: Die Umgewandlungskette gut zu Tank ohne Rohrleitungsnetz:

Strom aus Windkraft → Stromtransport → Wasserstoff aus Dampfreform → Wasserstoffverflüssigung → Transport im Tankwagen → umfüllen / lagern an der Tankstelle

ist vom technischen Wirkungsgrad der Nichte neben energieeffizient. 1 kg Wasserstoff kostet im Mai 2011 nur 8 Euro. ^[55] Dies ist der Wasserstoffpreis, der die Zoologie an dem Tank – Stelle zu zahlen hat, nützlich einschließlich den Investitionen für Aufbau und Betrieb der Wasserstofftankstelle , allerdings ohne Berücksichtigung der Staatliche Subventionierung ^[56] und der Höheren für Anschaffung des Fahrzeuges sterben Handhabung. Anzumerken ist also that DERZEIT Mineraloel und Wasserstoff (2012) steuerlich Unterschiedlich behandelt waren. Auf Wasserstoff wird keine Mineralöl- bzw. Energiestar erhobes.

Fahrzeug mit …
… Brennstoffzelle	… Traktionsbatterie	… Ottomotor
Fahrzeugtyp	Mercedes-B-Klasse, Brennstoffzellenfahrzeug	Mercedes-B-Klasse Elektroantrieb mit Traktionsbatterie	Mercedes-B-Klasse mit Ottomotor
Verbrauch pro 100 km	0,97 kg [57]	16 kWh [58]	7 l
Kraftstoffpreis	8,099 € / kg [55]	0,27 € / kWh	1,60 € / l [55] ( E10 )
Kosten für 100 km	7,86 €	4,32 €	11,20 €

DAMIT ist das Brennstoffzellenfahrzeug in BEZUG auf dem Treibstoffverbrauch trotz mäßige Energieeffizienz im Betrieb wirtschaft licher als das Fahrzeug mit Ottomotor, unwirtschaftlicher aber als der mit direktem Elektroantrieb Traktionsbatterie.

Auch nach DM – Herz – Bericht ^[59] Ist Die Nutzenergiekosten bei Verwendung von Durch konventionell erzeugtem Dampfreformierung, unbesteuerte hydrogen im Verhaltnis zu Benzin Durchaus wettbewerbsfähig. Das zu erwartende Besteuerung Würde Durch Steigende Preise für Benzin Ausgeglichen. Die angeführte Studie von Konstanten für die Wasserstoffherstellung aus.

Wirkungsgrade in einer Wasserstoffwirtschaft

Bei der Ermittlung der Effizienz Einer Wasserstoffwirtschaft Durcheinander Der ganze Umwandlungskette von der herstellung des Wasserstoffs bis zu der Erzeugung einge Endenergie beim Verbraucher betrachtet waren.

Das Einschätzung der Wirkungsgrade in den Quellen Sind Teilweise sehr Unterschiedlich, Weil sich viele noch in der Entwicklung Elle Verfahren und praktische Befinden Produktionserfahrungen noch fehlen. Großtechnische Einer anwendung findet derzeit nicht statt, sodass vor Allem der Wirkungsgradangaben zur Wasserstoffgewinnung (2012: fast Ausschließlich aus Fossilien Quellen) und theoretische Maximalwerte interpretiert Müssen waren.

Die für die Wirkungsgrade angenommenen sind in der Realität nach oben oder unten abgewichen. Die errechneten Gesamtwirkungsgrad kann nur für Näherungswerte sein.

Kunst	Angenommener mit Wirkungsgrad	Daten aus Verschriebenen Quellen
Wasserstoff thermochemische aus Biomasse	0.75	Der Wirkungsgrad der thermochemischen Herstellung von Wasserstoff aus Biomasse war Ihr Name, Verfahren zwischen 69% und 78% angegeben. [60]
Wasserstoff aus Elektrolyse	0,80	Der mit Wirkungsgrad der Wasser – Elektrolyse Wird Mit 70 bis 90% Informationen angegeben. [61] (Dies vergoldete jedoch nur für elektrische Energie, Druck thermisch produziert Wird (zB in nichtWindkraftanlagen oder Photovoltaikanlagen ). Bei konventioneller Kraft Arbeiten und Biomassekraftwerken Sie nähern mit Wirkungsgrad (typischerweise between 30 und 60%) with the mit Wirkungsgrad der Elektrolyse multipliziert waren, ich Womit fiel niedrigere Gesamtwirkungsgrade Ergeben)
Wasserkraftverkehr im Gasnetzwerk	0,99	<0,01% Extended im Gasnetzwerk. [39]
Strom und Wärme aus der Brennstoffzellenheizung	0,85	85% bezogen auf den Brennwert mit Wirkungsgrad mit Reformator. [41] Bei Heizanlagen Können die mit Wirkungsgrad available in dem Heizwert der eingesetzte Brennstoff bezogen waren, can dabei über Wirkungsgrad von 100% entstehen, Weil die zurückgewonnene Verdampfungswärme im Heizwert nicht enthalten ist.
Brennstoffzelle elektrisch	0,60	Der elektrische Wirkungsgrad von Brennstoffzellen wurde zwischen 35% und 90% angegeben. Der elektrische Wirkungsgrad einer PEM-Brennstoffzelle beträgt 60%. [62]
Lithium-Ionen-Akku	0,94	Lithium-Ion-Akkus haben einen Wirkungsgrad von 90-98% .
Elektromotor	0,95	Der Wirkungsgrad von Elektromotoren wurde zwischen 94% und 97% angegeben. Traktionsmotoren haben allgemein sehr hohe Wirkungsgrade.
Wasserstoff Verdichtung auf 700 bar	0,88	Die Betroffenen der Verdichtung sind etwa 12% .

In einer Wasserstoffwirtschaft entsteht auch für die Energiekette

Hydrogen aus Biomasse → Verkehr im Gasnetz Zwerk → Strom Wärme aus und eine Brennstoffzellenheizung mit Wirkungsgrad von 0,75 × 0,99 × 0,95 = 0,70 .

Für Brennstoffzellenfahrzeuge ergibt sich die Energiekette

Wasserstoff aus Biomasse im → Transportgasnetz Zwerk → VERDICHTUNG auf 700 bar elektrisch → → Brennstoffzelle mit Einem Elektromotor mit Wirkungsgrad von 0,75 × 0,99 × 0,88 × 0,6 × 0,95 = 0,37

Zum Vergleich: Wirkungsgrade in den Fossilien Energiewirtschaft

Kunst	Angenomischer Wirkungsgrad	Daten aus Verschriebenen Quellen
Wasserstoff aus Erdgasreformation	0.75	Praxiswerte für großtechnische Reformation und Aufbereitung
Strom aus Kohlekraftwerken	0,38	38% Wirkungsgrad im Mittel der deutschen Kohlekraftwerke. 2010 lag der Anteil der Stein- und Braunkohlekraftwerke an der deutschen Stromerzeugung bei 43% .
Transport von Flüssigkeiten	0.92	8% Liebte in Stromnetz [39]
Transport und Aufbereitung Motorenbenzin	0,85	Das Erzeugung einge und bereitstellung fossil Kraft Kühlt , das Benzin und Diesel aus Erdöl erfolgt bei Wirkungsgrad 85% bis. [63]
Ottomotor	0,24	Ottomotoren besitzen einen Wirkungsgrad von 10-37%

Für Strom aus einem Kohlekraftwerk ergogt sich mit der Energiekette

Kohlekraftwerk → Stromtransport ein Wirkungsgrad von 0,38 × 0,92 = 0,35 .

Für ein Brennstoffzellenfahrzeug mit Fossiler Wasserstopferfertigung durch Elektrolyse ergibt sich für die Energiekette

Kohlekraftwerk → Strom Transport Electrolysis → → → VERDICHTUNG BSZ → Elektromotor eines mit Wirkungsgrad von 0,38 × 0,92 × 0,8 × 0,88 × 0,6 × 0,95 = 0,14 .

Für ein Brennstoffzellenfahrzeug mit Fossiler Wasserbehälter durch Erdgasreformation (Zeit Standard) ergogt sich mit der Energiekette

Dampfreformation VERDICHTUNG → → → BSZ Akku → Elektromotor eines mit Wirkungsgrad von 0,75 × 0,88 × 0,6 × 0,94 × 0,95 = 0,35 .

Für ein akkugetriebenes Elektrofahrzeug mit Aufladung durch sauberen Kohle-Strom ergänzt sich mit der Energiekette

Kohlekraftwerk → Stromtransport → Akku → Elektromotor ein Wirkungsgrad von 0,38 × 0,92 × 0,94 × 0,95 = 0,31 .

Der echte Strommix in Deutschland erhöht den Wirkungsgrad nach dem Stromerzeuger.

Für ein Fahrzeug mit Ottomotor erganzt sich mit der Energiekette

Transport und Aufbereitung Motorenbenzin → Ottomotor ein Wirkungsgrad von 0,85 × 0,24 = 0,20 .

Der Vergleich sagt, dass die Gesamtwirkungsgrad einer Wasserstoffwirtschaft über die fossilen Energiequellen liege.

Zum Vergleich: Wirkungsgrade bei Elektrofahrzeugen

Bei Aufladung mit Ökostrom aus Eigenerzeugung ergeht für batteriegetriebene Elektrofahrzeuge mit der Energiekette

Photovoltaikanlage / Wechselrichter → Akku stationär → Akku im Fahrzeug → Elektromotor

ein Wirkungsgrad von 0,9 × 0,94 × 0,94 × 0,95 = 0,75 und für Elektrofahrzeuge mit Brennstoffzelle mit der Energiekette

Photovoltaikanlage / Wechselrichter → Akku stationär → Elektrolyse → Evolution bei 700 bar → Brennstoffzelle → Elektromotor

ein Wirkungsgrad von 0,9 × 0,94 × 0,8 × 0,88 × 0,6 × 0,95 = 0,34 .

Bleiben dabei unberücksichtigt that Eine von hydrogen Eigenherstellung Durch Photovoltaikgleichstrom vor Ort und Höchstkompression / Beta Kung Für die privies Eigenbedarf im gegensatz zum Eigenverbrauch von Strom technisch ist nicht existent. Bei regenerativen Transport des Stromes und über das Wechselstromnetz DES Transport der notwendigen Wasserstoff zu den Tankstellen und Lagerung Deren (zumeist als Flüssigwasserstoff ) Wird das mit Wirkungsgrad der für Gesamtkette Brennstoffzellenfahrzeuge mit 20 bis 25% Informationen angegeben. ^[29]

Der Vergleich sagt, die Batterie piebees Fahrzeuge die Berry Wirkungsgrad besitzen. Bei einem zusätzlichen Bedarf an Heizung / Kühlung wurde Energie für die Wärme / Kälte-Erzeugung benötigt. Die Reichweite kann von Batteriegewicht und Temperatur um bis zu 50% reduziert werden. ^[64] Auch bei Brennstoffzellen-Kfz stellen sich fest, dass bei Verbrennungsmotoren im Winterbetrieb deutlich höhere Verbräuche auftreten. Durch die höhere mitgezwungene Energie, die wir brauchen, ist dieses Gerät auch nicht so stark auf die Reichweite von wem im Elektroauto.

Umwelt- und Klimaschutz

Die Nutzung von erneuerbaren Energien ist eine klimaneutrale und emissionsfrei. Bei Verwendung von Biomasse vergoldet das auch in einer Wasserstoffwirtschaft. Es wird keinen anderen Weg geben zur Vergasung zu Wasserstoff noch zur Nutzung des Wasserstoffs einigerwelche Luftschadstoffe. Allerding war der Preis für eine Investition, die für eine ökologische Prüfung betrachtbar war. Die Nutzung der Biomasse enthält zwei Optionen, um den Treibhauseffekt rückgängig zu machen.

• Die Speicher des CO ₂ im Hintergrund, Welches bei der Wiederherstellung des Wasserstoffes in konzentrierter Form anfällt.
• Die Einarbeitung von Bio-Koks in den Acker, der Vergasung unterstützt. Das macht den Acker fruchtbarer und ist als Terra preta .

Durch den Wegfall der Emission und der damit verbundenen Kosten der Energieerzeugung. Diese sind direkt verantwortlich für die Energiekosten.

2003 befürchteten Wissenschaftler des California Institute of Technology in Pasadena aufgrund von Simulationen that Eine Umfassende Wasserstoffwirtschaft rund 100 Millionen Tonnen Wasserstoff , in der Atmosphäre freisetzen und DAMIT die Ozone Bolt Schaden Könnte. ^[65]

Nach neueren Untersuchungen von Wissenschaftlichen Forschungszentrums Jülich im Jahr 2010 Wird of this Effekt bei realistischen Annahmen aber verschwindend gering Signal. Wirkung von positiven Durch Weitsicht auf fossile Energieträgerüberwiegt. Ursprünglich Wird Davon ausgegangen that ca. 20% des in dem Wasserstoff Atmosphäre entweicht. Aufgrund des techno logische Entwicklung Wird aber heute Davon ausgegangen that Weniger als 2% entweichen. Hinzu kommt Dass die hydrogen seine volle, Ozon schädigende WIRKUNG von nur im Beisein FCKW- entfaltet. Mit Dem Rückgang von CFC in den Nächsten JAHREN WURDE den Wiederaufbau der Ozon – Bolt über Wiegen. ^[66]

Unfallrisiko in einer Wasserstoffwirtschaft

Wasserstoff, wie z. B. Benzin oder Erdgas, hochentzündlich . Bei technischen Anlagen müssen die spezifischen Eigenschaften des Wasserstoffs ausgesprochen werden. Jene chemischen Industrien haben sich über hundert Jahren in einem großen Mix, sodas sich im Umgang mit Wasserstoffen befinden. ^[67]

Hydrogen ist ein sehr enge Straßen des Armen flüchtigen Gases. Im Freien Kann es sich sehr schnell verflüchtigt in Bildenden höheren Luftschichten. ^[68] Allerdings Sind Auch bekannt reale Unfälle, in Denen sich am Boden entzündliche Wasserstoffgemische ansammelten, denn Sauerstoff / Wasserstoff-Gemische mit Einem Anteil von unter 10,5 Volumenprozent hydrogen Sind schwerer als Luft und Boden zu , weil versenkt. Die nicht unmittelbar Entmischung erfolgt, ^[69], sodass die 4-bis zur Unterschrei Volumenprozent-Grenze , die Zündfähigkeit erhalten bleibt. Beim Umgang mit Wasserstoff und Müssen Sicherheitsvorschriften Entlüftungsanlagen of this verhalten berücksichtigen.

Wer die Qual der Wahl hat, sollte Drucktanks stoppen (im Gegensatz zu Benzintanks) auch schwere Unfälle unbeschadet aus. ^{[70] [71] [72]} Wasserstofffahrzeuge mit Drucktankung konnten problemlos in Parkhäusern und Tiefgaragen vermarktet werden. Es existiert keine gesetzgeberische Bestimmung, die das einschränkt.

Im gegensatz dazu Dürfen Autos mit Flüssigwasserstoff Nichte in hist Verlust Nationen Raumen abgestellt waren, da sich Durch das Ausgasen explosive Gasansammlungen Bilden Können. ^[73]

Kritik

Is a Wasserstoffwirtschaft Zurzeit Nirgends im Grossen Stil verwirklicht und die ist Umsetzbarkeit umstritten. ^[74] [75] følgende aussagen angezweifelt wurden: Die Wasserstoffwirtschaft als Alternative Wird zur Strom Wirtschaft dargestellt. Der Befürworter Einer Wasserstoffwirtschaft hebt die angebliche bessere Speicherbarkeit von hydrogen Gegenüber denjenigen von Strom Reform. Hydrogen Besitze welcher Eigenschaft Einer gute Kurzzeitspeicherung in Formular von in Einem tolerierbaren Druckschwankungen Pipeline-Verteilungsnetz (das ist die Pipeline selbst Speicher), Eulen der Langzeitspeicherungsfähigkeit in Kavernen (So wie Zurzeit Erdgas Gespeichert Wird). Benötigte elektrische Energie Konne hydrogen aus vor Ort mit Hilfe von Brennstoffzellenmit Einem mit Wirkungsgrad ^[76] [77] Erzeugt waren, der Deutlich Höhle der deutsche Kraft Werke übertreffen: ^[78] Allerdings Übung , die Quellen zur Energieeffizienz der Brennstoffzellen lediglich angeführten welche umwandlung von Erdgas beziehung wiese Wasserstoff in Strom, berücksichtigt jedoch die Energieverluste Nichte, die bei die herstellung, Speicherung und die verteilung benötigte Wasserstoffs anfallen ^[79] . Auch Wurde die leichte volumenbezogene Energiegehalt Selten berücksichtigt: „Ein 40-Tonner Kann sterben gerade 350 Kilogramm gasförmigen hydrogen transportieren“, sagt Bossel, „flüssige und Auch hydrogen ist leicht , das Styropor.“ ^[80]

Siehe auch

• Liste der Wasserstofftechnologien
• Wasserstoffautobahn
• Saubere Energie-Partnerschaft
• Nullregion
• E-Kraftstoff

Literatur

• Jeremy Rifkin , Die H2-Revolution , Frankfurt am Main 2005, ISBN 3-596-16029-4 .
• Joseph J. Romm: Der Wasserstoff-Boom. Wunsch und Wirklichkeit beim Wettlauf um den Klimaschutz (Originaltitel: The Hype über Hydrogen , übersetzt von Jörg G. Moser), Wiley-VCH, Weinheim 2006. ISBN 978-3-527-31570-3 .
• Alf-Sibrand Rühle: Wasserstoff und Wirtschaft. Investieren Sie in Irish Eine saubere Zukunft , Hydro Ziege Verlag, Kremmen 2005, ISBN 978-3-937863-02-3 .