Wo bitte geht´s in Richtung Zukunft?

Wo bitte geht´s in Richtung Zukunft? Es war am Ende der 1990er Jahre als die Brennstoffzelle als Technik der Zukunft galt. Komplette Großkraftwerke nebst Hochspannungsleitungen sollten dadurch überflüssig werden. Mehr noch. Autos sollten dank dieser Technik abgasfrei fahren können und Haushalte sollten ihre eigene Energie damit erzeugen können. Die Zukunft der Brennstoffzelle sah rosig aus und das Energieproblem mittels dieses Geniestreiches fast gelöst. Doch es kam alles ganz anders. Technische Probleme konnten nicht so schnell gelöst werden und die Kosten blieben zu hoch …

Wie sieht es mit der galvanischen Batterie aus?

Die Idee selbst ist nicht neu. Der britische Physiker William Grove beschrieb schon 1839 die „galvanische Gasbatterie“. Wasserstoff sollte durch Oxidation mit Sauerstoff elektrischen Strom liefern – und das mit einem Wirkungsgrad von fast 100 Prozent. Diese Idee brachte aber zu wenig Effektivität mit und verschwand darum erst noch mal in der Versenkung. Da musste sie über 100 Jahre warten bis sie in die Tat umgesetzt wurde. Die Brennstoffzellen fanden dann im Verlauf der 1950er Jahre in U-Booten ihren Einsatz. Auch im Raumfahrtprogramm der 1960er Jahre brachten sie ihre Leistung. Dazu sein fairer Weise gesagt, dass in den Bereichen der Raumfahrt und in der Rüstung Geld so gar keine Rolle spielte. Nur so konnte die Brennstoffzelle zum Einsatz kommen – sie war nämlich extrem teuer.

Neue Energiequellen wurden immer wieder erschlossen

Ende der 1980er Jahre waren die Ingenieure erneut verstärkt auf der Suche nach alternativen und neuen Energiequellen. Das Ziel war klar. Man wollte vom Öl und von der Kohle unabhängiger werden. Man suchte also die „saubereren“ Energien. Diesen Anforderungen wurden die Brennstoffzellen gerecht, denn sie arbeiten mit Wasserstoff. Und das ist kein fossiler Brennstoff – es ist ein sehr umweltfreundlicher Energieträger. Einer der schier unschlagbaren Vorteile der Brennstoffzelle liegt zweifellos darin, dass sie den begehrten und dringend benötigten elektrischen Strom ohne mechanische Abläufe erzeugt. Mehr noch. Sie ist geräuschlos, hat keine Verschleißteile und keine umweltkritischen Abgase. Das Verbrennungsprodukt von Wasserstoff ist nun mal einfaches sauberes klares Wasser. Genau das diente den Astronauten in den Apollokapseln als Trinkwasser. Als weiterer Pluspunkt kommt dazu, dass man den Grund- Treibstoff, den Wasserstoff, mit Wasserstoff oder Methan erzeugen kann. Das wiederum sind erneuerbare Energieformen.

Die Brennstoffzelle fürs Auto entdeckt

Diese Technik sollte nach dem Willen der Ingenieure mit dem Beginn der 1990er Jahre in der Automobiltechnik ihren Einsatz finden. Nahezu allen Großen der Automobilwelt arbeiten daran. Das Interessante daran ist, dass Autos mit Brennstoffzelle prinzipiell ja Elektroautos sind. Sie ziehen ihren Strom nur nicht aus Batterien oder Akkus sondern produzieren diese Energie permanent an Bord in eben dieser Brennstoffzelle. Analog zu der fortschreitenden Miniaturisierung bei den Handys waren auch die ersten Brennstoffzellen noch so groß und unpraktisch, dass sie nur ein einem großen Transporter Platz finden konnten. Diese Zeiten sind vorbei. Die heutige Größe passt bereits in einen Kleinwagen. Auch bei der Mitnahme des Wasserstoffs ist mein ein gutes Stück weiter. Um den Wasserstoff flüssig halten zu können, muss er unter minus 253 Grad gekühlt werden. Dazu konnten neuartige Isolierungen entwickelt werden, so dass diese Temperaturen realistischer wurden. Natürlich trieb dieser enorme technische Aufwand die Kosten wieder nach oben. Die Materialien für die benötigten Tanks und die Brennstoffzellen selber sind immer noch sehr teuer.

Die Überlegungen sind noch nicht beendet …

Ein weiteres Problem ganz anderer Art stellt die Treibstoffversorgung dar. Um die große Menge der Autos auf den Brennstoffzellen-Antrieb umstellen zu können, müssten unvorstellbar große Mengen von Wasserstoff hergestellt werden. Aber nicht einmal das ist das Hauptproblem. Selbst die Automobilhersteller und die Mineralölindustrie sind sich noch nicht einig darüber, wie die Versorgung der Autos mit Wasserstoff aussehen soll. Wird reiner Wasserstoff in die Autos gefüllt oder soll flüssiges Methanol getankt werden? Methanol würde dann erst an Bord des Fahrzeugs mittels Reformer in Wasserstoff umgewandelt werden. Das hätte dann den Vorteil, dass es kein neues Tankstellennetz für die Versorgung mit Wasserstoff erreichte werden müsste. Für Methanol könnte das vorhandene Netz bleiben. Dann würden allerdings weiterhin Erdöl oder Erdgas verbraucht werden. Dazu kommt dass die Brennstoffzelle mittlerweile Konkurrenz durch die höher entwickelte Batterietechnik bekommen hat. Das ist denn auch der Grund, aus dem viele Experten dem batteriegespeisten Elektroauto mehr Chancen sehen, als für Brennstoffzellenfahrzeuge.

Energiestoffversorgung für Privathaushalte mit der Brennstoffzelle verwirklichen

Darum werden die Brennstoffzellen wohl eher zur Energieversorgung von Haushalten in den Kellern der Häuser und Wohnungen stehen, als im Kofferraum von Fahrzeugen. Aber auch hier sorgten Feldtests für eine gewisse Ernüchterung. In Summe werden die Brennstoffzellen-Heizkraftwerke auch nicht in den Kellern stehen. Die Branche hält das Thema freilich weiter am Köcheln. Im großen Stil könnten diese Kleinkraftwerke irgendwann die Atom- und Kohlekraftwerke ersetzen. Doch bis es zu einer solchen Energierevolution kommt, muss noch immer einiges an Forschung geleistet werden. Für die Umwelt ist selbst die Brennstoffzelle erst dann ein wirklicher Gewinn, wenn es gelingt, den dafür benötigten Wasserstoff nicht mehr mittels Erdöl oder Erdgas zu gewinnen. Dazu muss dann die Energie aus Solar-, Wind- oder Wasserkraft generiert werden. Erst wenn das alles zusammenkommt, wäre eine völlig emissionsfreie und auch jederzeit verfügbare regenerative Versorgung mit Energie erreicht.



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