Wasserstoff
Wasserstoff wird oft als „Energieträger der Zukunft“, der keinerlei schädliche Emissionen, insbesondere kein Kohlendioxid, verursacht, tituliert – oft im selben Atemzug mit Wind und Sonne. Dabei ist zu beachten, dass Wasserstoff ein Energieträger = Energiespeicher ist, nicht Energiequelle = Primärenergieträger. Das ist die Sonne und ihre indirekten Formen wie Photovoltaik, Wind- und Wasserkraft.
Der große Vorteil von Wasserstoffgas ist, dass es mehr Energie pro Gewichtseinheit als jeder andere chemische Brennstoff speichern kann. Jedoch muss Wasserstoff erst einmal energieintensiv hergestellt werden. Deshalb ist Wasserstoff keine Energiequelle, sondern eine Form der Energiespeicherung. Wegen seiner enormen Energiedichte eignet sich Wasserstoff auch für Fahrzeuge aller Art.
Jedoch sind die Probleme bei Speicherung und Transport noch nicht so gelöst, dass der Brennstoff preiswert erhältlich ist. Wasserstoff ist Teil von Erd- oder Flüssiggas und hat einen nicht unerheblichen Anteil am Brennwert bzw. Heizwert dieser Stoffe. Vor allem die Speicherung von Wasserstoff als Kraftstoff für Fahrzeuge stellt besondere Anforderungen an die Konstruktion der Wasserstoff-Tanks. Da Wasserstoff das kleinste Gasmolekül ist, ist es besonders flüchtig und kann durch gewöhnliche Eisenwandungen entweichen. Ein weiterer Punkt ist, dass bei Konzentrationen von ca. 10 % Wasserstoff und 90 % Luft nur ein Funken genügt, um eine Knallgasexplosion zu zünden. Deshalb muss in jeder Betriebssituation und insbesondere in Unfallsituationen sichergestellt werden, dass kein Wasserstoffgas unkontrolliert entweicht. Aus diesem Grund sind beim Wasserstoffantrieb mit Verbrennungsmotor oder Brennstoffzellen, die Größe und das Gewicht des Tanks im Verhältnis zur Reichweite des Fahrzeugs immer noch sehr groß. Dazu kommt noch der Energieaufwand für die Kühlung und Wasserstoffverluste durch Diffusion.
Wasserstoffatome sind aber auch in den Molekülen vieler etablierter Energieträger wie Erdöl, Erdgas oder Biomasse enthalten.
Derzeit konkurrieren drei Speicherstrategien miteinander:
- die Speicherung von gasförmigem Wasserstoff im Drucktank,
- die Speicherung von flüssigem Wasserstoff im vakuumisolierten Tank,
- die Anlagerung von Wasserstoff an Metallhydride
Die beiden ersten Techniken sind einfach - aber gefährlich.
Die Lagerung in Hydriden ist dagegen recht sicher. Die Behälter sind aber sehr schwer. Derzeit kann man in einem 200-kg-Tank 2 kg Wasserstoff speichern, was energetisch etwa 8 Litern Benzin entspricht. Ein weiteres Problem ist die Menge, die in kurzer Zeit aus so einem Tank entnommen werden kann. Da hierfür sehr hochwertige Bauteile verwendet werden müssen, ist diese Strategie der Speicherung noch sehr teuer.
