Die Nutzung des Wasserstoffs mittels Brennstoffzellen
Wasserstoff lässt sich wie Erdgas nutzen. Wirkliche Vorteile lassen sich aber nur mit Brennstoffzellen erzielen. Brennstoffzellen sind:
- billig (30 €/kW),
- haben einen sehr hohen Wirkungsgrad (60% el),
- hochdynamisch ( von 0 auf 100% Leistung in 1 Mikrosekunde),
- können das Stromnetz nahezu verlustlos und kostenlos stabilisieren,
- langlebig und wartungsarm,
- erlauben die Nutzung von Brennwerttechnik,
- lassen sich in bestehende Heizungen integrieren.
- eignen sich für Fahrzeugantriebe
Die hohe Dynamik ermöglicht eine vollständige Trennung vom Stromnetz, was mit Motor-KWK und Reformer-Brennstoffzellen nicht möglich ist. Brennstoffzellen werden in einer Wasserstoffwirtschaft als KWK-Anlagen wärmegeführt betrieben. Infolge des hohen Wirkungsgrades geht keine Energie verloren, auch nicht im Sommer, denn der Stromverbrauch eines Haushaltes reicht gerade zur Deckung des Warmwasserbedarfs aus. Mit der Installation eines Wasserspeicher von 40-1000 Litern lässt sich auch im Hochsommer diese Wärme nutzen.
Die Standard-Brennstoffzellen für den Hausgebrauch besitzen eine Kunststoffmembran als Elektrolyt und haben eine Arbeitstemperatur von 80-200°C. Soll die Wärme bei höherer Temperatur anfallen sind Hochtemperatur-Brennstoffzellen einzusetzen. Diese besitzen zwar den gleichen hohen Wirkungsgrad, vertagen aber keine schnellen Lastwechsel. Die Arbeitstemperatur liegt bei 700-900°C.
Funktionsweise und Kosten von Brennstoffzellen
Brennstoffzellen sind elektrochemische Energiewandler. Es findet in ihrem inneren keine Verbrennung statt. Der Verbrennungsvorgang findet vielmehr getrennt an den Elektroden statt. Im Gegensatz zu bekannten Stromerzeugern, arbeitet eine Brennstoffzelle geräuschlos. Man hört allenfalls Geräusche von Nebenaggregaten, wie dem Lüfter. An dieser Stelle wird nur die Membran-Brennstoffzelle beschrieben, weil sie voraussichtlich ca. 90% des Marktes erobern wird.
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