Wissenswertes zum Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen Teil 4.1

Teil 4.1 | ZukĂŒnftiger Wasserstoffbedarf

Dass Wasserstoff in einem klimafreundlichen Energiesystem eine große Rolle spielen wird, ist bekannt und wurde bereits erlĂ€utert. Neben den CO2-Emissionen durch die Verbrennung fossiler Rohstoffe entstehen Treibhausgasemissionen aber auch unmittelbar in chemischen Prozessen in der Industrie, zum Beispiel in der Stahlherstellung. Durch den stofflichen Einsatz von Wasserstoff anstelle von herkömmlichen Verfahren könnten viele dieser Prozesse klimaneutral umgestaltet werden.

Die Wasserstoff-Roadmap der Fraunhofer Institute geht daher davon aus, dass die Industrie auch in Zukunft der wichtigste Abnehmer von Wasserstoff bleiben wird. Zu dem Einsatz in der Industrie kommt der Einsatz von Wasserstoff im Zuge der Energiewende noch hinzu. Hier wird voraussichtlich vor allem der Verkehrssektor ins Gewicht fallen. Dort kann Wasserstoff wahlweise direkt in Brennstoffzellenfahrzeugen eingesetzt oder zu synthetischen Kraftstoffen verarbeitet werden.

Die Fraunhofer-Studie geht fĂŒr 2030 von einem Bedarf in der GrĂ¶ĂŸenordnung von vier bis 20 TWh Wasserstoff allein in Deutschland aus. Bis 2050 könnte dieser Bedarf auf 250 bis 800 TWh ansteigen. Dem stehen im Wesentlichen durch die Ökostrommenge begrenzte ElektrolysekapazitĂ€ten von einer bis fĂŒnf TWh (2030) bzw. 50 bis 80 TWh (2050) gegenĂŒber. Selbst bei einem ehrgeizigen Ausbau der Wind- und Solarstromerzeugung wird diese Menge nicht allein durch Elektrolyse in Deutschland gedeckt werden können. Auch in der regenerativen Wasserstoffwirtschaft bleibt Deutschland also zumindest teilweise auf Energieimporte angewiesen. Ob diese in Form von Strom, Wasserstoff oder synthetischen Kraftstoffen erfolgen werden, ist noch offen. Allerdings bringen sich einige LĂ€nder bereits in Position, um kĂŒnftig zu Exporteuren von grĂŒnem Wasserstoff oder darauf basierenden Produkten zu werden. Saudi-Arabien hat bereits die grĂ¶ĂŸte mit erneuerbaren Energien betriebene Elektrolyseanlage der Welt angekĂŒndigt. Sie soll bis 2025 fertiggestellt werden und tĂ€glich 650 Tonnen Wasserstoff herstellen, mit dem wiederum Ammoniak fĂŒr den Export produziert werden soll.

 Mol, Normkubikmeter, Wattstunden

Wasserstoff ist leicht, hat aber natĂŒrlich auch eine Masse. Ein Mol Wasserstoff (602 Trilliarden MolekĂŒle) wiegt immer 2,015 Gramm. Das „Mol“ ist im Grunde keine physikalische Einheit, sondern einfach eine StĂŒckzahl, Ă€hnlich wie das „Dutzend“, nur eben deutlich grĂ¶ĂŸer. Wie viel dagegen ein Kubikmeter Wasserstoff wiegt, hĂ€ngt wie bei jedem Gas von Druck und Temperatur ab. Deshalb gibt man das Volumen von Gasen meist bei Normbedingungen an, also bei 0 °C und einem Druck von 1013,25 Millibar (atmosphĂ€rischer Druck). Ein Normkubikmeter (NmÂł) Wasserstoff wiegt 89,88 Gramm.

Bei der energetischen Nutzung von Wasserstoff wird hĂ€ufig der Energieinhalt (Heizwert) angegeben – wahlweise in Joule oder Wattstunden. Die wichtigsten UmrechnungsgrĂ¶ĂŸen fĂŒr Wasserstoff sind in der Tabelle im Anhang zu finden.

Wissenswertes zum Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen

Die Technik von gestern, heute und morgen

Wissenswertes zum Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen. Bewusst leicht verstÀndlich gehalten und beschrieben. Es soll technikinteressierten als ein umfangreiches Literaturverzeichnis dienen.

Die grundlegend ĂŒberarbeitete Neuauflage unseres Buches zu diesem Thema ist hier erhĂ€ltlich. Aktuelle Entwicklungen wurden ergĂ€nzt, Überholtes entfernt. Neben den jĂŒngsten Trends vermittelt dieses Buch – wie schon seine VorgĂ€nger – die grundlegenden physikalischen ZusammenhĂ€nge, denn diese gelten ja bei allem Wandel nach wie vor.

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