Wissenswertes zum Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen
1 Einleitung: Rettet Wasserstoff das Klima?
2 Energieversorgung von der Steinzeit bis heute
- 2 Energieversorgung von der Steinzeit bis heute
- 2.1 Der Energiebedarf wächst
- 2.2 Heutige Energiequellen
- 2.3 Grenzen der heutigen Energieversorgung
- 2.4 Ausweg Atomenergie?
- 2.5 Das richtige Timing: Speicher und Lastmanagement
- 2.6 Zukunftsszenarien für die Energiewende
- 2.7 Der Beginn der solaren Wasserstoffwirtschaft
- 2.8 Die Nationale Wasserstoffstrategie
3 Wasserstoff und seine Eigenschaften
4 Gewinnung von Wasserstoff
- 4 Gewinnung von Wasserstoff
- 4.1 Zukünftiger Wasserstoffbedarf
- 4.2 Herstellungsprozesse im Überblick
- 4.2.1 Die Elektrolyse: Hoffnungsträger für grünen Wasserstoff
- 4.2.1.1 Die Elektrolyse: Hoffnungsträger für grünen Wasserstoff
- 4.2.2 Reformierung von Kohlenwasserstoffen
- 4.2.2.1 Dampfreformer
- 4.2.2.2 Partielle Oxidation
- 4.2.2.3 Autothermer Reformer
- 4.2.3 Pyrolytische Prozesse auf Basis fester Kohlenwasserstoffe
- 4.2.4 Methanpyrolyse: Ein Traum in türkis
- 4.2.5 Kværner-Verfahren
- 4.2.6 Mikrobiologische Herstellung: Von Natur aus grün
- 4.2.7 Dissoziation: Wasserstoff aus dem Solarturm
- 4.2.8 Methanhydrat: Wasserstoff aus der Tiefsee?
- 4.3 Reinigung
- 4.4 Herstellungskosten
5 Speicherung von Wasserstoff
6 Transporte
7 Tankstellen-Infrastruktur
9 Brennstoffzelle
10 Einsatzgebiete
11 Wasserstoffmotor
12 Wasserstoff für die Industrie
13 Katalytischer Brenner
14 Kosten der Wasserstofftechnologien
15 Fazit und Ausblick
16 Anhang
17 Literatur
Teil 9.6 | Chancen und Herausforderungen
Eine allgemeine Gegenüberstellung von konventionellen Energiewandlern und Brennstoffzellen ist schwierig, weil dazu sehr viele unterschiedliche Techniken und Parameter berücksichtigt werden müssen. Je nach Art der Brennstoffzelle und Anwendungsgebiet müssten die jeweiligen Vor- und Nachteile einzeln untersucht werden. Einige Punkte gelten jedoch für fast alle BZ-Typen gemeinsam. Bei den meisten davon handelt es sich nicht um konstante, technologiespezifische Nachteile, sondern lediglich um noch nicht abschließend bewältigte Herausforderungen.
Technologiespezifische Vorteile der Brennstoffzelle gegenüber Verbrennungstechnologien:
- schadstoffarm und umweltschonend
- keine bewegten Teile
- vibrationsfrei
- wartungsarm
- geräuscharm
- hoher Wirkungsgrad
- hohe Stromkennzahl
- modularer Aufbau
- kein Getriebe, geringe Umwandlungsverluste
- kontinuierliche Leistungsabgabe
- großes Entwicklungspotenzial
Herausforderungen der Brennstoffzellentechnologie:
- Alterung und Lebensdauer
- hohe Material- und Fertigungskosten
- Notwendigkeit vorgeschalteter Reformer bei Erdgas, Biogas u. Ä.
- Empfindlichkeit gegenüber Brennstoffverunreinigungen (Kohlenstoffmonoxid)
- hoher Regelungsaufwand
- hohe Wasserstoffherstellungskosten
- keine bestehende Brennstoffinfrastruktur
- anspruchsvolles Kaltstartverhalten
- weiterer Entwicklungsbedarf
