Wissen / Wasserstoff
H2 als Kraftstoff
Eigenschaften
Herstellung
Reinigung
Speicherung
Betankung
H2-Motor
Vergleich
Ausblick
Ergebnisse
Literatur
Wasserstoff - Kraftstoff der Zukunft
Im Rahmen der Diskussion
um neue Energieformen, Energiesteuer und alternative Antriebskonzepte stellt
sich die Frage, inwieweit neue Verfahren zur Energieerzeugung bereits vorhanden
sind und, wenn ja, ob diese in Konkurrenz mit herkömmlichen Antriebsarten
treten könnten.
Gängige Kraftstoffe auf Erdölbasis (Benzin bzw. Diesel), die heute für Autos verwendet werden,
dezimieren die natürlichen
Ressourcen und erzeugen darüber hinaus Schadstoffe, die nachteilig
für Mensch und Natur sind. Energiespeicher für Fahrzeugantriebe
werden jedoch bis auf weiteres notwendig sein, um den Personen- und Gütertransport
zu Land, zu Wasser und in der Luft zu ermöglichen. Es wird zur Zeit
an der weiteren Optimierung der herkömmlichen Antriebsarten gearbeitet.
Bei der Verbesserung der angewandten Techniken und damit dem Heraufsetzen
der Wirkungsgrade gibt es jedoch Grenzen. Nach Expertenmeinung könnte
der Benzinverbrauch der Neuwagenflotten in den nächsten zehn Jahren
um 30% reduziert werden. Der Schadstoffausstoß wird damit zwar verringert,
aber nicht völlig eingestellt werden, und die natürlichen Ressourcen
werden weiter reduziert. Es bleibt folglich die Notwendigkeit, nach anderen
praktikablen Möglichkeiten und neuen Techniken in diesem Bereich zu
suchen.
Auf den ersten Blick erscheint
Wasserstoff (H2) ein geeigneter Energiespeicher, der den Weg in eine schadstoffreie
Zukunft weisen könnte. Wasser ist in ausreichendem Maße vorhanden,
bei der Verbrennung im Auto wird relativ viel Energie frei, und es entstehen keine
Schadstoffe.
Erste Versuche waren erfolgreich,
und Wasserstoff scheint durchaus für den mobilen Fahrzeugantrieb geeignet
zu sein. Auf den zweiten Blick gibt es jedoch auch Probleme. Wasserstoff
ist mit Sauerstoff hochexplosiv, die Erzeugung von H2 ist aufwendig, und
die Speicherung sowie die Betankung sind problematisch. Dann, auf den dritten
Blick, zeigt sich, daß die Schwierigkeiten zu bewältigen sind
und in den letzten Jahren weitgreifende Fortschritte gemacht wurden.
Mittlerweile ist die Technik
auf einem Entwicklungsstand, auf der es Prototypen von wasserstoffbetriebenen
Fahrzeugen in der dritten oder vierten Generation gibt. Vielerorts laufen
Projekte, in denen unterschiedliche Modelle ihre Tauglichkeit im Alltag
unter Beweis stellen sollen. Die Anzahl der Veröffentlichungen und
Studien zu diesem Thema nimmt stetig zu.
Vor zehn Jahren wurde damit
angefangen, Wasserstoff als Energieträger ernstzunehmen. Einige der
Ideen von damals sind gescheitert, andere sind in Ansätzen verwirklicht
worden. Die Speicherung von H2 in Metallhydriden oder die Bindung an Toluol
gehören zu den nicht so aussichtsreichen Varianten. Chancenreicher
ist die Nutzung von gasförmigem oder flüssigem Wasserstoff in
herkömmlichen Verbrennungsmotoren sowie die "kalte Verbrennung" von
H2 in Brennstoffzellen.
Beim Vergleich der neuen
Antriebsverfahren mit konventionellen Verbrennungskraftmaschinen erscheint
die Wasserstofftechnik nicht konkurrenzähig, da einzelne Komponenten
zu teuer sind und die Herstellung von H2 nicht auf ökologische Weise
möglich ist. Nimmt man jedoch die Entwicklung der letzten Jahre als
Maßstab, so zeigt sich, daß bis zum Jahre 2004 die Serienreife
von Pkw und Bussen mit Wasserstoffmotor oder Brennstoffzellenantrieb möglich
ist. Die Kosten für diese Modelle wären vergleichbar mit heutigen
Fahrzeugen.
Unter Berücksichtigung
der gesamten notwendigen Infrastruktur scheint eine Umstellung der Energiewirtschaft
in den nächsten 30 bis 50 Jahren möglich zu sein.
Bei diesem hier veröffentlichten Text handelt es sich um eine gekürzte Zusammenfassung der Studienarbeit von Dipl.-Ing. Sven Geitmann über Wasserstoff und Brennstoffzellen aus dem
Jahr 1998, allerdings ohne die dazugehörigen Abbildungen. Weiterführende, aktuellere Daten (inklusive der Abbildungen) finden Sie im Buch von Eva Augsten und Sven Geitmann.
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