Wasserstoff nachhaltig erzeugen

Die Sonne ist die größte und ergiebigste Energiequelle, die der Menschheit aus heutiger Sicht zur Verfügung steht. Selbst aus 150 Mio. Kilometern Entfernung liefert sie ohne Unterlass die 15.000-fache Menge des täglichen Primärenergiebedarfs der gesamten Erdbevölkerung. Wird ein Teil dieser Solarenergie zur Erzeugung von Wasserstoff verwendet und dieser dann zur weiteren Nutzung zwischengespeichert und verteilt, spricht man von der solaren Wasserstoffwirtschaft. Aber ist dies so überhaupt realisierbar oder ist das alles eine Utopie?
Dass dem Wasserstoff beim Thema Energie in den kommenden Jahren eine zunehmende Bedeutung beigemessen werden muss, ist mittlerweile kaum noch zu übersehen, auch wenn die Entwicklung nicht ganz so rasch voranschreitet, wie noch vor einigen Jahren prognostiziert. Ebenso wahrscheinlich ist, dass Solarenergie zukünftig einen nennenswerten Anteil an der Energieversorgung übernehmen wird. Warum also nicht beides miteinander kombinieren?
Ein erstes dementsprechendes Konzept hatte seine Ursprünge in den 1950er Jahren. Auch das Ludwig-Bölkow-Systemtechnik-Institut sowie der Club of Rome verfolgten bereits vor etlichen Jahren Überlegungen, im Sonnengürtel der Erde (z. B. Sahara) große Solaranlagen einzusetzen und den dort erzeugten Strom nach Europa zu transportieren – wahlweise per Stromleitung oder in Form von Wasserstoff. Seit Mitte 2009 gibt es ein Konsortium aus zahlreichen großen, vornehmlich deutschen Unternehmen, die diese Grundidee in die Realität umwandeln wollen: Desertec soll Energie von Afrika nach Europa bringen. Wasserstoff als Energiespeicher kommt hierbei allerdings nicht mehr vor.
Sinn macht ein Solar-Wasserstoff-System nur dann, wenn wirklich keine fossilen Energieträger benutzt werden, die die Umwelt- und Schadstoffbilanz negativ ausfallen lassen würden. Stattdessen muss die nicht-fossile Primärenergie (Sonnenenergie) zunächst in Sekundärenergie (Strom) umgewandelt werden, damit anschließend mithilfe dieser Energie Wasserstoff erzeugt werden kann. Dies erfolgt in der Regel per Elektrolyse. Der Wasserstoff steht dann als Sekundärenergieträger zur Verfügung, der entweder direkt genutzt oder über weite Strecken transportiert werden kann. Anstelle der Sonnenenergie kann selbstverständlich auch jede andere erneuerbare Energiequelle genutzt werden wie beispielsweise Windenergie (s. HZwei-Heft Okt. 2010), Wasserkraft, Erdwärme oder Bioenergie.
Eine reale Beispielanlage, die nicht Sonnenenergie, sondern Wasserkraft verwendet, steht in British Columbia in dem kleinen Örtchen Bella Coola. Nahe dem westkanadischen Dorf befindet sich ein Wasserkraftwerk. Ein Teil des dort anfallenden Stroms wird für die Elektrolyse genutzt. Der in diesem so genannten Hydrogen-Assisted-Renewable-Power-System (HARP) erzeugte Wasserstoff wird gespeichert oder zum Betrieb einer Brennstoffzelle genutzt. Der in der Brennstoffzelle erzeugte Strom wird dann bei Bedarf in das autark arbeitende, kommunale Netz eingespeist, wodurch die 1.900 Einwohner zählende Gemeinde jährlich etwa 200.000 Liter Diesel einsparen kann. Bevor HARP jedoch richtig in Betrieb geht, ist ein Testlauf vorgesehen. Der Projektleiter Allan Grant erklärte: „Dieser Feldversuch wird letztlich nicht nur zu einer Optimierung unseres Systems führen, sondern uns auch Informationen darüber geben können, in welchen Bereichen derartige Systeme überhaupt sinnvoll sind.“

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9 Gedanken zu “Wasserstoff nachhaltig erzeugen

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  3. Der Vorteil des Wasserstoffs als Energieträger liegt in seiner Speicherbarkeit und Transportfähigkeit, obwohl für eine funktionierende Wasserstoffwirtschaft noch einige Probleme zu lösen sind. So entsteht bei der Herstellung des Wasserstoffs aus fossilen Energieträgern Kohlenmonoxid bzw. Kohlendioxid, also ein Treibhausgas. Probleme für eine Markteinführung stellen u.a. die kurze Lebensdauer, die flächendeckende Versorgung (z.B. Wasserstofftankstellen), Emissionen bei der Herstellung, das Gewicht einiger Speichermedien und die noch relativ hohen Kosten dar. Bei stationären Brennstoffzellen steht mit Erdgas ein Energieträger zur Verfügung, der fast in jedes Haus reicht. Für die mobile Nutzung der Brennstoffzelle ist die Versorgung noch ein entscheidener Aspekt. Bisher existiert z.B. noch kein Wasserstoff-Tankstellennetz in Deutschland. Ohne diese Wasserstofftankstellen wird sich die Technologie im Automobilbereich nur schwer durchsetzen können (weitere Infos zu alternativen Treibstoffen -> Biodiesel, reines Pflanzöl, Erdgas und Autogas). Ebenso wird es voraussichtlich kein flächendeckendes Tankstellennetz geben, solange es nicht serienreife Brennstoffzellenautos gibt.

  4. Einen schönen guten Tag meine Damen und Herren

    Etwas verwundert bin ich über die Feststellung in Ihrem Bericht, dass Sie behaupten die nicht-fossile Primärenergie (Sonnenenergie) müsste zunächst in Sekundärenergie (Strom) umgewandelt werden, damit anschließend mithilfe dieser Energie Wasserstoff erzeugt werden kann. – Dies entspricht nicht den Tatsachen und ist eigentlich zu teuer. Sonnenenergie kann direkt zur Erwärmung von Wasser über Spiegel genutzt werden. Die Hitze erzeugt mit Katalysatoren im Wasser reinen Wasserstoff. Die Produktion findet in zwei Gehäusen statt, die so gross sind wie ein Kühlschrank. Das erfolgreiche Projekt verschwand 2009 nach Ablauf der Förderung in der Schublade. Dieses Konzept soll sogar in Köln funktionieren – erstaunlich! Unser deutscher Wasserstoff Guru Herr Evers versucht dieses Projekt wieder aus den Schubladen zu bekommen. Es verwundert mich als Fach Redakteur schon, der nur nebenher mit der Brennstoffzellentechnik und Wasserstoff zu tun hat und Ihre Redaktion die Wasserstoff als Hauptthema führt, nicht darüber Bescheid zu wissen scheint und dadurch Falschmeldungen verbreitet. – Herr Krohn von http://www.solar-driver-online.de

    • Sehr geehrter Herr Krohn,
      herzlichen Dank für Ihren Kommentar.
      Mir ist das Solar-Kraftwerk, auf das Sie anspielen, durchaus bekannt. Eine DLR-Testanlage steht in Almeria in Spanien (Hydrosol-Projekt) und wurde auch schon in der HZwei (s. Heft Juli 2008) vorgestellt. Selbstverständlich ist das dort dargestellte Verfahren ein gangbarer Weg, das wollte ich gar nicht anzweifeln.
      Ich wollte mit meinem Beitrag lediglich erläutern, wie Wasserstoff mit Hilfe von Solarenergie per Elektrolyse erzeugt werden kann. Dass es darüber hinaus auch noch andere Verfahren gibt, halte ich für selbstverständlich. Und dass diese alle derzeit noch recht teuer sind, ist auch klar.
      Falls ich also mit diesem Beitrag einen falschen Eindruck vermittelt haben sollte, tut mir das leid. Ich wollte nichts wissentlich verschweigen und empfehle daher die Lektüre der gesamten Print-Ausgabe des Januar-Heftes der HZwei. Dort wird das Thema „Solarer Wasserstoff“ ausführlich behandelt. Dieser hier online gestellte Text ist nur ein kleiner Auszug. Wenn Sie nichts dagegen haben, Herr Krohn, schicke ich Ihnen gerne mal ein Print-Exemplar zu.
      Herzlichen Gruß, Sven Geitmann

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