Unterschiedliche Arten der Wasserstoff-Gewinnung


Welches Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff eingesetzt wird, richtet sich hauptsächlich nach der zur Verfügung stehenden Primärenergie.
Herstellungs-Verfahren
Quelle: eigene Darstellung

Hochdruck-Elektrolyse: ca. 80 bar
Niederdruck-Elektrolyse: bis 30 bar
Membran-Elekrolyse nutzt eine Polymer-Membran wie bei einer PEM-Brennstoffzelle
Hochtemperatur-Elektrolyse: Wasserdampf bei 800 -1000°C / Wärmezufuhr erforderlich
Kvaerner-Prozess CH4 -> C + 2H2
Dampfreformierung CH4 + 2H2O -> CO2 + 4H2
Kohlevergasung C + 2H2O -> CO2 + 2H2
Biomasse-Vergasung organisches Material wird durch Mikroorganismen zersetzt
Chemie-Restwasserstoff fällt vor allem bei der Erdölverarbeitung an

Bei der Hochtemperatur-Elektrolyse wird zwar zusätzlich Wärme zugeführt, dafür aber weniger elektrische Energie benötigt, da die Wassermoleküle sich bei hoher Temperatur leichter spalten lassen. Insgesamt ist dieses Verfahren damit, trotz der zusätzlichen Energiequelle, günstiger als andere Elektrolyse-Verfahren. Außerdem läßt sich Wärme meist mit weniger Aufwand erzeugen als Strom.

Beim KVAERNER-Prozess fällt neben Wasserstoff auch reiner Kohlenstoff an, der noch zu anderen Zwecken genutzt werden kann (z.B. Reifenherstellung) - da dieser Kohlenstoff auch chemische Energie enthält, ergibt sich ein negativer Energiewert, der auf die eingesetzte Primärenergie angerechnet werden kann. In der Summe ergibt sich dadurch ein hoher Wirkungsgrad. Ob es bei einer weiteren Verbreitung der Wasserstoff-Technologie noch genügend Abnehmer für den dann in großen Mengen anfallenden Kohlenstoff gibt, ist allerdings fraglich.

Die besten Wirkungsgrade bei der H2-Erzeugung haben die Dampfreformierung (aus Erdgas) und die Biomassevergasung. Wobei letztere auch zur Abfallverwertung dienen kann. Die energetisch günstigste und auch preiswerteste Quelle ist die Nutzung von Rest-Wasserstoff aus anderen Industriezweigen - wenn vorhanden.

Das Diagramm zeigt die Erzeugung von 1 Kilowattstunde ( ca. 30 Gramm) Wasserstoff notwendige Primärenergie für die einzelnen Verfahren. In der Energiebilanz ist auch der Energieaufwand zum Bau der jeweiligen Anlage mit berücksichtigt. Die verschiedenen Primärenergieträger sind durch unterschiedliche Farben gekennzeichnet.

*Diagramm in voller Größe
Diagramm 4 . . . . . . Quelle: eigene Darstellung


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