Effizienz beim Wasserstoffeinsatz
Bei der anstehenden und notwendigen Energiewende wird dem Wasserstoff eine universelle Einsetzbarkeit zugewiesen. Der sogenannte "Grüne Wasserstoff" wird mittels Elektrolyse aus "Erneuerbarer Energie" (in der Regel mit Strom aus Photovoltaik-, Windkraft- oder Wasserkraftanlagen) gewonnen.
Die geradezu euphorische Beschreibung in den Medien geht beispielsweise vom Transport des erzeugten Wasserstoffs in den Gasnetzen unter Nutzung deren Speicherkapazität und einem nachfolgenden universellen Einsatz aus. Dies betrifft:
- die stoffliche Nutzung z. B. in der Chemieindustrie und bei der Stahlherstellung
- die Nutzung im Verkehrswesen durch Brennstoffzellen oder nach Herstellung von synthetischen Kraftstoffen in Verbrennungsmotoren
- die Nutzung im Wärmesektor z. B. durch direkte Verbrennung in Heizthermen oder Energiewandlung in Brennstoffzellen mit Strom-Wärme-Kopplung
- die örtlich veränderte und zeitlich spätere Wiederverstromung (auch Rückverstromung genannt).
Publizierte Meinung:
Durch die Nutzungsvielfalt des Wasserstoffs wird die Stromwende unter Einschluss der Wärmewende zur echten Energiewende. Das zugehörige Schlagwort heißt: "Sektorenkopplung". Die Vorteile der Wasserstoff-Technologie erscheinen nahezu grenzenlos zu sein.
Der Gastransport könne sogar den Ausbau der Stromnetze ersetzen bzw. begrenzen.
Die Wirkungsgrade bei der Energiewandlung werden in der Regel nicht behandelt.
Technische Sachlichkeit:
Die Power-to-Gas-Technologie ("Umwandlung von Kraft (= Strom) in Wasserstoff") ist generell nur dann energiewirtschaftlich sinnvoll, wenn Überschussstrom am Anfang der Wandlungskette eingesetzt wurde.
Auch stellt sich die Frage, ob dieser nicht effizienter nutzbar wäre, wenn einige Wandlungsphasen entfielen. Beispielsweise wenn zur Energiespeicherung und Rückverstromung Pumpspeicherwerke genutzt würden?
Stromnetze durch Gasnetze zu substituieren ist generell unwirtschaftlich. (WIKIPEDIA)
Fazit:
Nicht alles was technisch machbar ist, ist auch energetisch effizient und ökologisch sinnvoll!
Die Beurteilung ist komplex, denn sie hängt vom Erkenntnisstand, von den technischen Möglichkeiten und der Skalierbarkeit der Anlagen ab. D. h., sie ist von Zeit zu Zeit neu zu überdenken.
Um einen ganz groben, holzschnittartigen Überblick zu geben, wird eine Excel-Kalkulation im nebenstehenden Download beigefügt. Sie hat den Vorteil, dass man jeweils gültige Wirkungsgrade einsetzen kann und die Auswirkungen auf die Gesamteffizienz angezeigt werden. Selbstverständlich kann die angegebene Struktur bei verändertem Erkenntnisstand verändert werden.
Vertane Chance bei der E-Mobilität
Im Jahre 2017 schrieb ich eine umfangreiche Abhandlung, die die Notwendigkeit zur Entwicklung der Elektromobilität mit historischen Analogien belegte, und verteilte diese im Bekanntenkreis. Vieles wurde in der Folgezeit Realität.
Ein entscheidender Punkt erfüllte sich aber nicht, denn ich wollte das "Ladesäulenproblem" durch "Batteriewechsel-Stationen" (Tankstellen) umgehen. Zu diesem Zweck schrieb ich 2018 einen Leserbrief an die VDI-Nachrichten. Leider wurde er nicht abgedruckt. Sein Wortlaut findet sich im nebenstehenden Download.
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