Wasserstoff Speicherung
Speicherung als Wasserstoff
Das Konzept der solaren Wasserstoffwirtschaft setzt langfristig auf den Ersatz von fossilen Energieträgern durch Wasserstoff[9]. Er kann durch Elektrolyse gewonnen, gespeichert und gehandelt werden. Die Umwandlung Strom→Wasserstoff→Strom ist allerdings verlustreich, ebenso der Transport und die Lagerung. Bei der Elektrolyse werden nur etwa 75 Prozent der eingesetzten Energie als Wasserstoff chemisch gespeichert und zusätzlich wird Energie bei der Einlagerung (Kompression bzw. Verflüssigung) benötigt. Mit einer Brennstoffzelle lassen sich daher beim jetzigen Stand der Technik nur etwa 20-25 Prozent der eingesetzten Elektroenergie zurückgewinnen. Das ist wenig im Vergleich zu anderen vorhandenen Verfahren, die oft 80% Wirkungsgrad und mehr erreichen.
Deutlich bessere Werte bei der Energierückgewinnung lassen sich bereits heute mit Blockheizkraftwerken erreichen, bei denen auch die Abwärme genutzt wird, sofern dafür eine Verwendung besteht.[10]
Eine weitere technische Herausforderung stellt die Lagerung des Wasserstoffs dar. Im Wasserstofffahrzeug Hydrogen 7 etwa wird Wasserstoff in flüssiger Form bei -253 °C und beinahe Normaldruck gespeichert. Da er aufgrund des unvermeidlichen Wärmezuflusses von außen ständig siedet, muss kontinuierlich etwas Wasserstoffgas über ein Sicherheitsventil abgelassen werden. Auch wenn der Wasserstoff nicht gebraucht wird, entleert sich ein halbvoller Tank im Hydrogen 7 so innerhalb von nur 9 Tagen.[11] Auch auf dem Weg von der Wasserstoffherstellung bis in den Tank kommt es zu Verlusten. Wasserstoff diffundiert nicht nur durch feinste Risse, sondern sogar durch viele intakte Materialien. Hinzu kommt ein Sicherheitsproblem, da durch die Vermischung von austretendem Wasserstoff mit Luft Knallgas entstehen kann. Verbesserungen lassen sich von neuartigen porösen Materialien als Wasserstoffspeichern erwarten, die die einzelnen Wasserstoffmoleküle besser binden.[12] Diese Speichertechnik ist zur Zeit jedoch noch relativ schwer und teuer.[13]
Neben der Elektrolyse sind auch andere Verfahren zur Wasserstoffgewinnung vielversprechend, so beispielsweise die direkte Gewinnung von Biowasserstoff, insbesondere durch auf Photosynthese spezialisierte Algen. Bei gleicher Menge an chemisch gebundener Energie wird weniger Anbaufläche benötigt als etwa bei Bioethanol. Die Algen können in Plexiglasröhren sogar mitten in einer Wüste anstatt auf fruchtbaren Ackerflächen gezüchtet werden.
Eine Variante sieht vor, Wasserstoff direkt biologisch über Photosynthese herzustellen. Bislang wird nur eine nicht konkurrenzfähige Energieeffizienz von 0,1 Prozent erreicht.
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Erneuerbare Energie aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
