Welche Nachteile hat Wasserstoff als Energieträger?
Welche Nachteile hat Wasserstoff als Energieträger?

Welche Nachteile hat Wasserstoff als Energieträger?

Vor- und Nachteile von Wasserstoffenergie

Das Verbrennen von Erdgas zum Heizen unserer Häuser und Warmwasser setzt Kohlenstoff in die Atmosphäre frei. Und das ist eine Hauptursache des Klimawandels. Um dem entgegenzuwirken, plant die Regierung, auf Wasserstoff umzusteigen. Es kann dem aktuellen Gasnetz hinzugefügt und auf die gleiche Weise wie Erdgas zu unseren Häusern geleitet werden, aber bei seiner Verbrennung entsteht kein Kohlenstoff. Damit ist es eine mögliche Alternative zu Erdgas.

Was ist Wasserstoff?

Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff machen 75 % des Universums aus und bilden die Grundlage für einen Großteil des Lebens auf unserem Planeten.

Wasserstoff kommt in fast allen Pflanzenmaterialien und im Wasser vor. Auch die Sonne besteht aus viel Wasserstoff, der aber so leicht ist, dass er durch die Hitze der Sonnenstrahlen von der Erdoberfläche verdunstet.

Wasserstoff ist das einfachste aller unserer Elemente, da er nur aus einem Proton und einem Elektron besteht. Dies bedeutet, dass es in den meisten Szenarien nicht alleine existiert, sondern mit anderen Elementen kombiniert wird (z. B. Wasser oder H2O besteht aus 2 Teilen Wasserstoff zu einem Teil Sauerstoff). Wasserstoff ist jedoch eine saubere Energiequelle, die, wenn wir sie aus Wasser, Erdgas oder Biomasse gewinnen können, zum Betreiben und Heizen unserer Häuser verwendet werden kann.

Wie Wasserstoff hergestellt wird

Es gibt zwei Methoden zur Gewinnung von Wasserstoff: Elektrolyse (grüner Wasserstoff) oder Dampf-Methan-Reformierung (grauer oder blauer Wasserstoff).

Bei der Elektrolyse wird ein hoher Strom durch Wasser geleitet, um die Sauerstoff- und Wasserstoffatome zu trennen.

Es klingt einfach genug, aber dies ist aufgrund der benötigten Strommenge ein kostspieliger Prozess. Und um den Strom zu erzeugen, werden fossile Brennstoffe (z. B. Erdgas, Öl oder Kohle) verbrannt, wodurch CO2-Emissionen entstehen. Wenn der für die Elektrolyse verwendete Strom über Sonnenkollektoren, Windparks oder Wasserkraft stammt, können wir diese CO2-Emissionen vermeiden.

Dampf-Methan-Reformierung ist der Prozess der Trennung von Kohlenstoff und Wasserstoff in Methan. Es ist das derzeit am häufigsten angewandte Verfahren, da Wasserstoff in großen Mengen gewonnen werden kann, jedoch Kohlendioxid und Kohlenmonoxid freigesetzt werden. Beide Gase sind schädlich für unsere Atmosphäre und tragen zur globalen Erwärmung bei.

Es ist jedoch möglich, den während des Prozesses der Wasserstofferzeugung emittierten Kohlenstoff mit CCUS-Systemen (Carbon Capture Utilization Storage) abzufangen, die verhindern würden, dass der Kohlenstoff in die Atmosphäre freigesetzt wird.

Vor- und Nachteile von Wasserstoffenergie

Das Verbrennen von Erdgas zum Heizen unserer Häuser und Warmwasser setzt Kohlenstoff in die Atmosphäre frei. Und das ist eine Hauptursache des Klimawandels. Um dem entgegenzuwirken, plant die Regierung, auf Wasserstoff umzusteigen. Es kann dem aktuellen Gasnetz hinzugefügt und auf die gleiche Weise wie Erdgas zu unseren Häusern geleitet werden, aber bei seiner Verbrennung entsteht kein Kohlenstoff. Damit ist es eine mögliche Alternative zu Erdgas.

Was ist Wasserstoff?

Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff machen 75 % des Universums aus und bilden die Grundlage für einen Großteil des Lebens auf unserem Planeten.

Wasserstoff kommt in fast allen Pflanzenmaterialien und im Wasser vor. Auch die Sonne besteht aus viel Wasserstoff, der aber so leicht ist, dass er durch die Hitze der Sonnenstrahlen von der Erdoberfläche verdunstet.

Wasserstoff ist das einfachste aller unserer Elemente, da er nur aus einem Proton und einem Elektron besteht. Dies bedeutet, dass es in den meisten Szenarien nicht alleine existiert, sondern mit anderen Elementen kombiniert wird (z. B. Wasser oder H2O besteht aus 2 Teilen Wasserstoff zu einem Teil Sauerstoff). Wasserstoff ist jedoch eine saubere Energiequelle, die, wenn wir sie aus Wasser, Erdgas oder Biomasse gewinnen können, zum Betreiben und Heizen unserer Häuser verwendet werden kann.

Wie Wasserstoff hergestellt wird

Es gibt zwei Methoden zur Gewinnung von Wasserstoff: Elektrolyse (grüner Wasserstoff) oder Dampf-Methan-Reformierung (grauer oder blauer Wasserstoff).

Bei der Elektrolyse wird ein hoher Strom durch Wasser geleitet, um die Sauerstoff- und Wasserstoffatome zu trennen.

Es klingt einfach genug, aber dies ist aufgrund der benötigten Strommenge ein kostspieliger Prozess. Und um den Strom zu erzeugen, werden fossile Brennstoffe (z. B. Erdgas, Öl oder Kohle) verbrannt, wodurch CO2-Emissionen entstehen. Wenn der für die Elektrolyse verwendete Strom über Sonnenkollektoren, Windparks oder Wasserkraft stammt, können wir diese CO2-Emissionen vermeiden.

Dampf-Methan-Reformierung ist der Prozess der Trennung von Kohlenstoff und Wasserstoff in Methan. Es ist das derzeit am häufigsten angewandte Verfahren, da Wasserstoff in großen Mengen gewonnen werden kann, jedoch Kohlendioxid und Kohlenmonoxid freigesetzt werden. Beide Gase sind schädlich für unsere Atmosphäre und tragen zur globalen Erwärmung bei.

Es ist jedoch möglich, den während des Prozesses der Wasserstofferzeugung emittierten Kohlenstoff mit CCUS-Systemen (Carbon Capture Utilization Storage) abzufangen, die verhindern würden, dass der Kohlenstoff in die Atmosphäre freigesetzt wird.

Nachteile der Wasserstoffenergie

Wasserstoff ist flüchtig

Aufgrund seines hohen Energiegehalts ist Wasserstoffgas eine hochentzündliche und flüchtige Substanz, was es zu einem riskanten Brennstoff macht, mit dem man arbeiten kann.

Wasserstoffenergie ist teuer in der Herstellung

Sowohl die Dampf-Methan-Reformierung als auch die Elektrolyse sind teure Prozesse, die viele Länder daran hindern, sich einer Massenproduktion zu verpflichten. Forschungen und Versuche sind im Gange, um zu versuchen, einen billigen und nachhaltigen Weg zu finden, um genügend Wasserstoff zu produzieren, ohne mehr Kohlenstoff in die Atmosphäre einzubringen.

Wasserstoffenergie ist schwer zu speichern

Wasserstoff ist ein viel leichteres Gas als Benzin, was die Lagerung und den Transport erschwert. Um es lagern zu können, müssen wir es zu einer Flüssigkeit komprimieren und bei niedriger Temperatur lagern. Der für die Speicherung von Wasserstoff erforderliche hohe Druck macht es zu einem schwierigen Kraftstoff, ihn in großen Mengen zu transportieren.

Wasserstoff kann gefährlich sein

Wasserstoff ist unglaublich leicht entzündlich, was ihn zu einem gefährlichen Brennstoff macht, wenn er nicht richtig gehandhabt wird. Wasserstoff riecht auch nicht, daher sind Sensoren erforderlich, um Lecks zu erkennen.

Bei der Herstellung von Wasserstoff kann Kohlenstoff entstehen

Es gibt viele Möglichkeiten, Wasserstoff herzustellen. Und einige der produzieren Kohlenstoff.

In Großbritannien verwenden wir wahrscheinlich Steam Methan Reforming (SMR), bei dem Dampf mit Metan reagiert, um Wasserstoff herzustellen. Aber auch Kohle.

Glücklicherweise ist es möglich, dieses Cabron durch Carbon Capture Utilization and Storage (CCUS) einzufangen. Sobald es eingefangen ist, kann es von anderen Branchen verwendet werden – wie zum Beispiel das Hinzufügen von Sprudel zu Getränken.

Diese Methode ist als blauer Wasserstoff bekannt – lernen Sie alle Farben des Wasserstoff-Regenbogens kennen.

Unbewiesene Technologie

Wasserstoff hält viele der richtigen Antworten bereit, wenn es darum geht, die Heizung zu Hause zu reinigen. Allerdings können wir nicht von heute auf morgen auf Wasserstoff ins Gasnetz umsteigen.

Bevor wir mit der Nutzung von Wasserstoff beginnen können, muss die Technologie getestet werden. Daher werden in Gebieten im ganzen Land Wasserstoffversuche eingerichtet.

Die Regierung hat angekündigt, dass es bis 2023 einen Nachbarschaftsversuch, bis 2025 ein großes Wasserstoffdorf und möglicherweise bis 2030 ein Stadtpilotprojekt geben wird.

Kann beim Verbrennen Lachgas freisetzen

Wenn Wasserstoff auf bestimmte Weise (abhängig von Temperatur, Flammengröße und Luftstrom) verbrannt wird, können Stickoxide (NOx) freigesetzt werden. Dieses Gas verursacht Luftverschmutzung.

Das Gleiche gilt jedoch für unsere aktuellen Gasboiler, die auf niedrige NOx-Emissionen ausgelegt sind. Dasselbe müsste also für Wasserstoffkessel gelten.

Könnte Wasserstoff in der Hausheizung verwendet werden?

Im Moment verlässt sich die überwiegende Mehrheit der britischen Haushalte auf fossile Brennstoffe zum Heizen. Hauptsächlich Erdgas- und Ölkessel.

Um die CO2-Emissionen im Einklang mit den Zielen der Regierung zu reduzieren und den Klimawandel zu bekämpfen, müssen wir die Art und Weise ändern, wie wir unsere Häuser heizen. Und Wasserstoff ist ein starker Anwärter.

Die Umstellung von Erdgas auf Wasserstoff würde es uns ermöglichen, unsere Häuser weiterhin mit Heizkesseln zu heizen. Ersparen uns die Mammutaufgabe, sie alle durch erneuerbare Heizsysteme wie Luftwärmepumpen zu ersetzen.

Nach und nach könnten wir die Wasserstoffversorgung der Haushalte erhöhen. Wir würden also mit einer Wasserstoffmischung aus 20 % Wasserstoff und Erdgas beginnen. Diese würde dann im Laufe der Zeit auf 100 % Wasserstoff gesteigert.

Ist Wasserstoffheizung also eine praktikable Option?

Es gibt starke Argumente dafür, dass Wasserstoff in der Zukunft der Hausheizung eine große Rolle spielt.

Doch was sich einfach anhört, von Erdgas auf Wasserstoff umzusteigen, ist es noch lange nicht. Die Herstellung von Wasserstoff ist derzeit teuer und der Prozess kann Kohlenstoff emittieren. Was das Ziel des Wechsels zu einem Wasserstoffnetz etwas zunichte macht.

Wasserstoff spielt nach Meinung von Branchenexperten eine große Rolle in der Zukunft der Hausheizung. Versuche mit Wasserstoffheizungen finden bereits in Großbritannien statt, wo in einigen Gebieten bereits eine Kombination aus Wasserstoffgas und Erdgas verwendet wird.

Die Regierung plant in den nächsten zehn Jahren weitere Prozesse: Nachbarschaftsprozess bis 2023; großes Wasserstoffdorf bis 2025 und möglicherweise eine Wasserstoffstadt bis 2030.

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