HYPOS – Von der Speicherung bis zur Verteilung

Gesamtkosten
Gesamtkosten der Energieversorgung, © TU Bergakademie Freiberg

„Aufbau einer grünen Wasserstoffwirtschaft im mitteldeutschen und ostdeutschen Raum“ – dies ist eines der Ziele, auf Basis deren sich die Wasserstoff-Initiative Hydrogen Power Storage & Solutions East Germany (kurz HYPOS) im Jahr 2013 gegründet hat. Für die Umsetzung dieses Ziels identifizierte die Initiative den Auf- und Ausbau der Infrastruktur als wichtiges Schlüsselelement. Die in der Region bereits vorhandenen Infrastrukturen (z. B. Pipelines, Kavernenspeicher) und Potenziale für erneuerbare Energien bieten beste Voraussetzungen.

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KWKG 2016: Übergangsregelung für BZ-Heizgeräte

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A. Dauensteiner will 2016 das BZ-Heizgerät von Vaillant einführen

Das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetzt (KWKG) fördert mittlerweile seit etlichen Jahren stationäre Aggregate, die möglichst effizient sowohl Wärme als auch Strom erzeugen. Alle paar Jahre werden derartige Gesetze novelliert und naturgemäß entbrennen bereits Monate vor den politischen Entscheidungen heftigste Diskussionen um etwaige Veränderungen. Gerade noch rechtzeitig stimmte der Bundesrat schließlich kurz vorm Jahresende dem KWKG 2016 nach einigen Veränderungen zu, so dass es ab dem 1. Januar 2016 in Kraft treten kann.

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Hamburg erhält Energie-Campus

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(Foto: HAW Hamburg)

Am 24. Februar 2014 hat die Grundsteinlegung für den Energie-Campus Hamburg Bergedorf stattgefunden. Die neue Forschungseinrichtung in den Bergedorfer Schleusengärten soll jeweils ein Labor für Windkraft sowie für intelligente Stromnetze bekommen und wird der Hochschule für Angewandte Wissenschaft Hamburg (HAW Hamburg) zur Ausbildung und Qualifizierung dienen. Geplant ist, dass sich hier Unternehmen der

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Brennstoffzellen-BKHW für das Eigenheim

CFCLBrennstoffzellen im Blockheizkraftwerk (BKHW) sind erst seit kurzer Zeit für das Eigenheim erhältlich. Mit diesen Geräten stellt man seinen eigenen Strom her, als Nebenprodukt entsteht Wärme und zusätzlich reduziert man die monatlichen Kosten des eigenen Energiebedarfs. Die elektrische Energie, die über eine Brennstoffzelle im BKHW produziert wird, ist Gleichstrom. Ein angeschlossener Wechseltrichter wandelt ihn in Wechselstrom um, so dass er für das Stromnetz genutzt werden kann. Die resultierende Wärme, die durch die Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff entstanden ist, wird abgekoppelt, um mit ihr den Haushalt zu heizen und Warmwasser aufzubereiten.

Brennstoffzellen sind bereits seit mehreren Jahren in Luft- und Raumfahrt aufgrund ihrer hohen Energieausbeute bei gleichzeitig niedriger Schadstoffemission im Einsatz. Außerdem gib es mittlerweile ein wachsendes Feld, in dem Brennstoffzellen im Blockheizkraftwerk eingesetzt werden können.

Zurzeit ist sie allerdings für Otto-Normalverbraucher noch zu teuer, um damit sein Einfamilienhaus zu heizen. Da die Technik noch nicht allzu lange im Fokus der Entwickler steht, werden entsprechende Geräte nur in kleinen Stückzahlen angefertigt, wodurch die Preise alles andere als marktfähig sind. Alleine für die Brennstoffzelle werden zurzeit fast 40.000 € fällig, die Kosten für den Brennwertkessel sind hier nicht eingeschlossen, sondern müssen addiert werden.

Kosten spart man allerdings bei der Wartung, da diese nur selten anfällt. Brennstoffzellen-BHKW haben aber hohe elektrische Wirkungsgrade, die bis zu 60 Prozent reichen – die Energieausbeute ist daher sehr groß. Verbrennungsmotoren haben zum Vergleich einen Wirkungsgrad von etwa 25 Prozent. Auch Verluste, die durch den Transport im Stromnetz entstehen können, bleiben bei diesem Verfahren aus. Da die Leistung außerdem gut regelbar ist, sind sie dennoch für den Hausgebrauch lohnenswert, da man durch die gleichzeitige Produktion von Strom und Wärme die individuellen Kosten für Energie deutlich senken kann. Interessant wird diese Methode in einigen Jahren, wenn aufgrund verbesserter Produktion, Technik und gesteigerter Nachfrage die Preise sinken.

Bis dahin müssen die Hersteller anhand von Pilotprojekten weitere Erfahrungen in Punkto Betriebnahme sammeln. Generell kann man aber schon jetzt sagen, dass ein Brennstoffzellen-BHKW in gut gedämmten Einfamilienhäusern durchgehend im Einsatz sein kann. Damit die entstandene Wärme allerdings abgeführt werden kann, ist ein Warmwasserbedarf von mehreren Hundert Litern täglich notwendig. Eine Familie mit zwei bis drei Kindern sollte diese Anforderung aber erfüllen.

Autor: E. Rossow, Bild: CFCL / Bluegen

Herstellung von Wasserstoff aus Biomasse

Ich halte das Konzept von Tetzlaff für eine Sensation – wenn es funktionieren würde.

Es besteht ja im Grunde aus 2 Teilen:

1. Die Herstellung von H2 aus Biomasse mit einem optimierten Steam-Reformer-Verfahren

2. Die Verteilung von H2 über das Gasnetz und Umwandlung beim Verbraucher (KWK vor Ort) mit BZ und BHKW

Das Konzept scheint selbst in Fachkreisen weitgehend unbekannt zu sein, wie ich bei meinen Recherchen festgestellt habe. Das Buch „Wasserstoff für alle“ hat kaum jemand wirklich gelesen, obwohl es mit wichtigen und interessanten Informationen gut gefüllt ist. Fachleute zweifeln, dass das wirklich funktioniert, obwohl Tetzlaff eigentlich nichts grundsätzlich Neues erfunden, sondern lediglich die Anlage von Güssing (Österreich) weiterentwickelt hat.

Es gibt allerdings noch zwei ungelöste Probleme:

1. Die Durchleitung von reinem H2 durch das vorhandene Gasnetz.
Dass ist für den Betrieb von BZ erforderlich, denn eine Beimischung von H2 zum Erdgas kann in der Praxis nicht funktionieren, weil man es nie schafft, beide Gase gleichzeitig zu verbrauchen.
Beim DVGW (Dr. Graf) gibt es erhebliche Vorbehalte – selbst gegen eine Erhöhung des H2-Anteils.
Es ist unklar, was wirklich geändert und umgebaut werden muss. Tetzlaff meint, dazu genügt der Austausch von Düsen bei älteren Heizkesseln. Andere meinen, dazu gehöre auch der Austausch von Ventilen, Reglern und Dichtungen sowie die Umrüstung von BHKW. Auf jeden Fall scheint eine Lösung für ältere Gasturbinen erforderlich zu sein, weil die von den Wassertropfen, die sich bei der Verbrennung bilden, beschädigt werden könnten. Deshalb wehren sich die Betreiber solcher Gasturbinen vehement gegen H2. Vielleicht wäre der Vorsatz eines Reformers, der das H2 in Methan umwandelt, eine brauchbare Lösung? Diese Kosten müsste der Gasnetzbetreiber übernehmen. Solange der Umfang und damit die Kosten nicht klar sind, wird niemand in den Bau einer H2-Fabrik investieren.

2. Die Kosten der Brennstoffzellen.
Tetzlaff meint, dass die BZ-Kosten dramatisch sinken, wenn sie in großen Stückzahlen hergestellt werden. Das erscheint glaubwürdig, denn die Konstruktion ist ja im Prinzip ziemlich einfach und lässt sich weitgehend automatisiert herstellen. Er rechnet mit <50 Euro/KW bei Stückzahlen von >100.000 Stück, was sowohl für Haushalte als auch für Autos schnell zu erreichen wäre, wenn es dafür ein Angebot gäbe. Das habe ich aber bisher nicht gefunden. Das scheint ein „Huhn-oder-Ei-Problem“ zu sein. Also müsste ein Hersteller oder Investor gefunden werden, der das in Erwartung entsprechender Stückzahl vorfinanziert.

Autor: Achim Behrenwaldt

Am 5.9.11 bearbeitet von Sven Geitmann