Wasserstoff: eine Alternative zur Kohle ?

Hybrid-Kraftwerk

6 Megawatt-Hybridkraftwerk in Prenzlau/Brandenburg, Foto: WDR

HINDENBURG LÄSST GRÜSSEN

Die LZ 139 war das größte Luftschiff, das jemals in Deutschland gebaut wurde. Am 6.5. 1937 ging der Zeppelin in Lakehurst bei New York in Flammen auf. Grund: eine Verkettung unglücklicher physikali-scher Umstände, die dazu führten, das sich  Wasserstoff in den Gas-zellen mit Sauerstoff ver mischte und daraufhin hochexplosiv reagierte. Wasserstoff bildet beim Austreten ein entzünd-liches Gemisch mit der Umgebungsluft. Hoch-explosiv wird es ab ein-emWasserstoffanteil von 18 %. Ansonsten ver-flüchtigt sich Wasser-stoff wegen seiner Leichtigkeit schnell, be-vor es knallt. Daher speichert man heute Wasserstoff  in Druck-speichern durch Ver-dichtung auf 40 bar und in Flüssiggasspei-chern durch Kühlung und Verdichtung. Bei der Wasserstoffverflü-ssigung kommt es zu unvermeidlichen thermi-schen Isolationsverlust-en durch Ausgasung und Verdampfung. So leert sich z.B. der halbvolle Wasserstoff-tank eines Autos bei Nichtnutzung innerhalb von 9 Tagen. Darüber hinaus hat Wasserstoff im Gegensatz zu vielen Kohlenwasserstoffen nur eine niedrige volumenbe zogene Energiedichte. Daher braucht man des-halb einen dreimal so grossen Tank und drei-mal so hohen Druck wie für Erdgas. 

wAS WIRD IN PRENZ-LAU PRODUZIERT ?

Das Hybridkraftwerk Prenzlau in Branden-burg erzeugt Strom durch Windenergie. Windstrom wird in Wa-sserstoff umgewandelt. Das Speichersystem be-steht aus einem Elektro-lyseur, einem Druck-speicher, einer Brenn-stoffzelle, einer Wasser-stoffturbine und zwei Blockheizkraftwerken, die Strom und Wärme produzieren. Drei Wind-räder sowie die Kraft-werksbestandteile er-zeugen eine Stromleist-ung von 6 Megawatt. Zum Vergleich: ein kon-ventionelles Kohlekraft-werk kommt locker auf 1000 Megawatt. Das kleine Hybrid-Kraft- werk ha 21 Mio. EUR ge kostet. Das Windgas wird in das Erdgasnetz mit 2 % Wasserstoffan-teil zugemischt. 600 Haushalte sollen in Zu-kunft mit Windgas aus Wasserstoff beliefert werden. Und die Ent-wicklung geht weiter.

Foto links: malp, fotolia-Kauf

So hat man jüngst am Rostocker Leibnitz-Institut für Katalyse im Labormaßstab Wass-erstoff aus Ameisensäure mit Hilfe eines Eisenkatalysators entwickelt. Mit der flüssigen Ameisensäure wollen die Forscher die aufwendige und teure Speicherung des gasförmig-en Wasserstoffes vermeiden. Allerdings wird bei dieser Methode viel C02 freigesetzt. Daher soll das Kohlendioxid in Salz, sog. Bicarbonate, gebunden werden. Über den Labormaßstab ist man allerdings noch nicht hinaus gekommen. 

Können wir also damit rechnen, das in einigen Jahren Windstrom preiswert in Wasserstoff umgewandelt und damit das Speicherproblem bei regenerativen Energieträgern gelöst sein wird ? Mit anderen Worten: ist der Zappelstrom dann in großem Maßstab speicherbar ? Wir glauben das nicht. Zwar hört es sich verlockend an, wenn man liest, das der Elekrolyseur in einer Stunde soviel Wasserstoff produziert, das man damit 1.100 bis 1.400 km mit einer Wasserstofftankfüllung weit fahren kann, aber die dazu notwendigen flächendeckenden Wasserstofftankstellen und Brennstoffzellen sind sehr teuer. Autos mit Brennstoffzelle sind nicht unter 60.000 EUR erhältlich. Und zur Wahrheit gehört leider auch, das alle Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff sehr viel Energie verbrauchen. Wenn ein Elektrolyseur Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt, dann benötigt er dafür rd. 70 % Strom. Anschließend muß das gewonnene Gas komprimiert, transportiert und zum Betanken auf minus 40 Grad gekühlt werden und in der Brennstoffzelle eines Autos in Strom zurückverwandelt werden. Für den Antrieb stehen so nur 20 % der ursprünglich aufgewendeten elektrischen Energie zur Verfügung. Die vom Manager-Magazin bereits 1991 prophezeite These, „das Wasserstoffauto stehe bei BMW und Mercedes schon in der Garage“ hat sich -bis auf ein paar Prototypen- bisher als nicht massentauglich erwiesen.Und da Windstrom kontinuierlich nicht zur Verfügung steht, wird Wasserstoff i.d.R. aus Erdgas, Öl oder Kohle gewonnen. Damit ist der C02-Freiheitseffekt dahin. Die Experten des Ludwig-Bölkow-Instituts für Systemtechnik bezifferten die Kosten bereits in 2013 auf rd. 0,40 Ct pro Kilowattstunde Strom aus Wasserstoff. Michael Lim-burg vom Europäischen Institut für Klima und Energie hat für die Prenzlauer Anlage eine Unterdeckung von 0,4 Ct /kWh bei Windstrom und von 0,32 Ct /kWh bei erzeugtem Biogasstrom errechnet. Die Erlöse für die Fernwärme-Erzeugung konnten nicht ermittelt werden. Damit würde das Projekt, so Limburg, zu einem reinen Subventionsabgreif-Modell.

hohe Kosten
Das kleine Hybridkraftwerk in Prenzlau soll 6 Gigawatt an Strom und 4,5 Gigawatt an Wärmenergie liefern. Die Betriebskosten liegen bei 4 Mio. EUR p.A. Jeder der 16 Arbeitsplätze kostet rd. 250.000 EUR. Die kWh-Stunde kostet ca. 0,40 Ct. Ich finde, das ist noch keine echte Alternative. Dr. Holger S., Hamburg

Eröffnungsfeier Hybridkraftwerk Prenzlau- eine sportliche Herausforderung

Quellenhinweise:

Limburg, Michael: Unbequemes über das Enertrag Wasserstoff-Hybridkraftwerk in Dauerthal bei Prenzlau, in: Eike.de vom 27.12.2014; Wirtschaftswoche vom 15.3.2016, Enertrag.com, Kraftwerksforschung.info, WDR 1 vom 25.10.2011; Focus.de vom 22.09. 2011; Chip vom 02.12.2017; Zeit-Online vom 13.09.2017 und RK-Redaktion vom 12.02. 2018 

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