Wie wird Wasserstoff hergestellt

Das zur Zeit gebräuchlichste Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff ist mit einem Marktanteil von gut 90% die Produktion aus Kohlenwasserstoffverbindungen. Dabei kommt sowohl Kohle, Biomasse als auch Erdöl zum Einsatz. Bei hohen Temperaturen wird der Wasserstoff aus den Verbindungen abgespalten und der gewünschte Energieträger gewonnen. Das Problem der Verknappung der Ressourcen und die mit der Förderung fossiler Rohstoffe verbundenen Umweltbelastungen bleiben damit jedoch bestehen. Ebenso problematisch ist die Tatsache, dass bei diesem Verfahren genauso viel klimawirksames CO2 freigesetzt wie bei dies bei der Verbrennung der Fall ist. Lediglich die Verwendung von Biomasse kann eine CO2-neutrale Klimabilanz aufweisen. Dennoch bleibt auch bei der Verwendung von Pflanzenmaterial das Problem der Konkurrenz von landwirtschaftlichen Nutzflächen zur Erzeugung von Nahrungsmitteln und solchen zur Herstellung von Energiepflanzen bestehen. Des Weiteren verringert sich der Nutzen für die Umwelt, wenn zusätzlich noch Urwälder gerodet werden, um weitere Anbauflächen zu gewinnen. Schließlich sind die riesigen Waldflächen von großer Bedeutung für die Wiederaufnahme von CO2 aus der Atmosphäre. Dieser Verlust kann durch den Anbau von Nutzpflanzen auf diesen Flächen nur zu einem Teil kompensiert werden.

Alternative Herstellungsverfahren

Mit der Elektrolyse von Wasser steht ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff zur Verfügung. Technisch werden in Anlagen zur industriellen Erzeugung des Energieträgers derzeit Wirkungsgrade von 70% – 80% erreicht. Forschern ist es aber bereits gelungen, im Labor Wirkungsgrade von nahe 100% zu erreichen. Allerdings wird es noch einige Zeit dauern, bis ein wirtschaftlicher Einsatz dieser Technik im großen Maßstab möglich sein wird. Wasserstoff, der auf diese Art und Weise hergestellt wird, weißt dann beinahe dieselbe Umweltbilanz auf wie der dafür verwendete Strom. Kommt ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien zum Einsatz, so handelt es sich um ein äußerst umweltschonendes Verfahren. Ein weiteres vielversprechendes Verfahren ist die Nutzung von Sonnenenergie in solarthermischen Reaktoren, wie in dem von der EU geförderten Hydrosol Projekt. Dabei wird konzentrierte Sonnenenergie in Verbindung mit einem Metalloxid zur Spaltung von Wassermolekülen bei sehr hohen Temperaturen verwendet. Daneben gibt es noch biochemische Verfahren, die sich jedoch noch in einem frühen Entwicklungsstadium befinden.

Wasserstoff – eine umweltschonende Zukunft?

Die derzeitigen Verfahren, mit denen nutzbarer Wasserstoff hergestellt wird, bringen insbesondere für die Klimabilanz noch keine großen Verbesserungen. Zwar entsteht durch immer bessere Technik weniger Ruß und andere belastende Giftstoffe, es entsteht aber dennoch ebenso viel CO2 wie bei der Verbrennung fossiler Energieträger. Neue Verfahren sind in der Entwicklung, die eine vielversprechende Umweltbilanz aufweisen können. Jedoch sind diese derzeit häufig noch nicht wirtschaftlich nutzbar. Allerdings zwingen die immer knapper werdenden Vorräte und der steigende Energiebedarf die Menschheit dazu, alternative Formen der Energiegewinnung zu finden. Wasserstoff hat das Potenzial, als umweltfreundlicher Energieträger der Zukunft zu dienen, wenn die bestehenden Probleme schnell gelöst werden können.

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Die wichtigsten Förderprogramme

Wer energieeffizient bauen möchte, kann zinsvergünstigte Darlehen der KfW-Bank in Anspruch nehmen. Baut man ein Haus, das den Kriterien des KfW55, KfW40 oder des Passivhauses entspricht, bekommt man dieses Darlehen zu äußerst attraktiven Konditionen. Beim KfW40 Programm, erhalten Bauherren einen Tilgungszuschuss in Höhe von 5% der Darlehenssumme als staatliche Förderung. Wenn man zusätzlich eine Photovoltaik Anlage zur Einspeisung von Strom in das öffentliche Netz auf seinem Dach installiert, gibt es weitere günstige Darlehen von der KfW. Daneben kann man unter gewissen Voraussetzungen auch Förderung beziehen, wenn man über das im Wärmegesetz hinaus gehende Maß erneuerbare Energien zur Erzeugung von Wärme für den Eigengebrauch nutzt. Um auch tatsächlich in den Genuss der Förderprogramme zu kommen, müssen Sie einen Nachweis von einem Sachverständigen einreichen. Dieser bestätigt, dass Ihr Haus tatsächlich den Kriterien entspricht. Grundsätzlich gilt: Je effizienter und umweltschonender Ihr Haus gebaut ist, desto umfangreicher ist auch die staatliche Unterstützung für Ihr Bauvorhaben. Zusätzlich zu den bundesweit gültigen Regelungen existieren in den einzelnen Bundesländern unterschiedliche Förderprogramme, die Ihnen dabei helfen können, die Finanzierung Ihres Traumhauses zu ermöglichen.

Nachrüstungen können ebenfalls gefördert werden

Nun ist umweltfreundliches und energiesparendes Bauen meist nicht gerade billig. Und so fällt es vielen Häuslebauern schwer, die nötigen finanziellen Mittel für ein besonders effizientes Haus aufzubringen. Trotzdem sollten Sie sich den Weg in eine sparsamere Zukunft nicht verbauen. Auch wenn Sie vielleicht zunächst auf die Solarthermie oder Photovoltaikanlage auf dem Dach verzichten, kann es dennoch sinnvoll sein, die nötigen Schächte für die Leitungen bereits beim Neubau mit vorzusehen. Das verursacht in der Regel nur geringe Kosten, kann dafür allerdings eine spätere Erweiterung erleichtern. Denn viele der staatlichen Förderprogramme beziehen sich nicht nur auf Neubauten, sondern können auch für entsprechende Nachrüstungen in Anspruch genommen werden. Allerdings sollten Sie auch beachten, dass sich die Förderrichtlinien laufend ändern. Somit gibt es leider keine Garantie dafür, dass Ihr Wunschvorhaben auch in ein paar Jahren noch großzügig vom Staat gefördert wird.

Umweltfreundliche Häuser sind dank staatlicher Unterstützung bezahlbar geworden

Effiziente Gebäude kosten deutlich mehr Geld als ein Haus auf herkömmliche Art und Weise zu bauen. Der Gesetzgeber schreibt heute den Bauherren gewisse Mindeststandards für effiziente Häuser vor. Damit Bauherren darüber hinaus noch weitere Maßnahmen ergreifen, hat die Regierung eine ganze Reihe von Förderprogrammen aufgelegt. Dadurch werden einige Dinge erschwinglich, die sich ansonsten nicht gerechnet hätten. Davon profitieren die Hausbesitzer durch geringere Kosten beispielsweise für die Heizung und die Umwelt durch den schonenderen Einsatz der Ressourcen.

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Was genau ist Wasserkraft

Wasserkraft ist eine Hydroenergie, welche durch Turbinen die kinetische Energie des Wassers in Rotationenergie umwandelt. Diese Energie wird durch Generatoren in Strom umgewandelt. Bei dieser Form der Energiegewinnung wird der höchste Wirkungsgrad der Energieerzeugung erreicht. Im Moment liegt der Wirkungsgrad etwa bei 80 Prozent. Der Rest geht durch Reibungs- und Schallenergie verloren. Die Wasserkraft gilt gemeinhin als ökologische Energiegewinnung, jedoch sind die Eingriffe in die Natur, welche für den Bau entsprechender Anlagen notwendig sind, nicht von der Hand zu weisen. Dennoch ist der ökologische und ökonomische Nutzen unverkennbar. Wasser als Energiequelle kann eben nicht verbraucht werden. Es wird lediglich umgeleitet und durch natürliche oder künstliche Gefälle entsprechend beschleunigt, so dass ein Antreiben der Turbinen und Generatoren möglich wird. Ein weiterer positiver Nebeneffekt ist die gleichzeitige Trinkwasserspeicherung an großen Stauanlagen.

Das Wasserkraftwerk

Um die Energie aus dem Wasser zu gewinnen, müssen spezielle Kraftwerke gebaut werden. Im günstigsten Fall macht man sich natürliche Gefälle zu Nutze. Kleinere Kraftwerke werden in einen vorhandenen Flusslauf integriert. Die Fließgeschwindigkeit wird dabei genutzt um die Generatoren anzutreiben. Die Effizienz dieser Methode ist jedoch nicht besonders hoch. Sie kann durch eine künstliche Begradigung der Fließrichtung erhöht werden, was aber einen Eingriff in die Natur bedeutet. Am effektivsten sind Wasserkraftwerke die durch eine Fallhöhe die Turbinen antreiben können. Sogenannte Hochdruckanlagen machen sich eine Fallhöhe von bis zu 50 Metern zu Nutze. Diese Fallhöhe kommt in der Natur natürlich selten vor. Eine Stauung des Wassers wird erforderlich. Durch den Bau von großen Stauseen kann die Wasserkraft auch kontrolliert zur Energiegewinnung genutzt werden. Wird weniger Energie benötigt, schließt man einfach die Schleusen. Getestet werden derzeit auch spezielle Brandungskraftwerke. Das Ziel hierbei ist es die Dopplung der Wasserkraft zu nutzen. Beim Branden, also dem Aufschlagen an das Ufer, wird Energie erzeugt. das Brandungswasser fließt aber auch wieder in das Meer zurück. Diesen Fluss will man sich ebenfalls zu Nutze machen um zusätzliche Energie zu erzeugen.

Macht Wasserkraft Sinn?

Wasserkraft ist eine schier unerschöpfliche Energiequelle. Da fossile Brennstoffe wie Öl oder Kohle eine begrenzte Verfügbarkeit aufweisen, wird die Wasserkraft dank ihres hohen Nutzungsgrades an Bedeutung weiter gewinnen. In vielen Ländern, auch in Europa, wird mehr als 50 Prozent des Energiebedarfes durch Wasserkraft gedeckt. Den Ruf der “grünen Energie” wird sie leider nicht vollständig gerecht, zu viele Eingriffe in die Natur sind für eine effektive Nutzung nötig. Trotz allem ist die Wasserkraft die Form der alternativen Energiegewinnung, deren Bedeutung sehr groß ist.

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Sprit sparen ist angesagt

Etwa eine Milliarde Pkw sind heute weltweit unterwegs. Tendenz stark steigend. Während die Märkte der westlichen Welt weitgehend gesättigt sind, werden die aufstrebenden Länder wie China, Indien und Brasilien die Mobilität ihrer Bevölkerung weiter ausbauen. Eines nicht allzu fernen Tages werden die Menschen dieser Länder genauso selbstverständlich wie Amerikaner oder Europäer über Kraftfahrzeuge verfügen. Das kann man Ihnen nicht verdenken, können jedoch nicht bald andere Lösungen als die konventionellen Antriebe mit Verbrennungsmotoren etabliert werden, so werden sich einige Probleme der heutigen Mobilität erheblich verschärfen. Neben Umweltaspekten spielt die Reserve der weltweiten Ölvorräte eine entscheidende Rolle. Bereits heute wird ein Großteil dieser Ressource für den Kraftstoffverbrauch benötigt. Mit dem Anstieg der Motorisierung der aufstrebenden Nationen wird der Rohstoff noch schneller schwinden. Ein wichtiger Grund umzudenken. Die Hersteller von Kraftfahrzeugen sind somit angehalten, sich über den zukünftigen Verbrauch ihrer Automobile Gedanken zu machen. Die Weiterentwicklung der Verbrennungsmotoren verspricht noch einiges an Einsparpotenzial, es ist aber fraglich, ob das auf Dauer genügen wird. Der Hybridantrieb ist ein wichtiger Schritt, um sich aus der Abhängigkeit vom fossilen Brennstoff zu lösen.

Ist die Zukunft elektrisch?

Einige Hersteller versuchen seit Jahren alternative Antriebskonzepte zu entwickeln, da Ihnen das Ende der erdölbasierenden Mobilität bewusst ist. Bis jetzt konnte sich aber noch kein Konzept zur durchschlagenden Marktreife entwickeln. Vermutlich wird in ferner Zukunft der reine Elektroantrieb das Ziel sein. Dies ist jedoch abhängig von der Entwicklung der elektrischen Speichermedien. Viele Gründe sprechen jedoch dafür. Elektromotoren arbeiten effizienter, der Wirkungsgrad ist höher als bei Verbrennungsmotoren, wo der größte Teil der eingesetzten Energie als Wärme nutzlos vergeudet wird. Kritiker wenden ein, dass es aber darauf ankommt, wie in Zukunft die benötigte Elektrizität erzeugt wird. Das ist sicherlich ein wichtiger Punkt. Hier werden bereits große Anstrengungen unternommen, zunehmend regenerative Stromerzeugung zu realisieren. Der Umbau der Mobilität kann aber nicht erst beginnen, wenn dieses Problem endgültig gelöst ist. Die Entwicklung von Kraftfahrzeugen benötigt eine lange Zeit, erst recht wenn revolutionäre Antriebssysteme entwickelt werden müssen. Die Entwicklung der Hybridantriebe ist der logische erste Schritt in eine elektrische Zukunft des Automobils.

Hybrid wird eine wichtige Rolle spielen

Es spricht vieles dafür, dass die Hybridantriebe in der nahen Zukunft eine große Rolle spielen werden. In relativ kurzer Zeit haben viele Hersteller marktreife Konzepte entwickelt, die jetzt in Serie gehen. Einige sind schon seit Jahren mit dem Hybridantrieb sehr erfolgreich. Man kann also davon ausgehen, dass die nahe Zukunft nicht mehr ohne Hybridfahrzeuge auskommt. Die Verbraucher sind mittlerweile genauso daran interessiert, nicht ohne Grund. Seit Jahren steigen die Kraftstoffkosten und jeder versucht, diesem entgegenzuwirken. Sparsame Autos, die dennoch eine uneingeschränkte Mobilität anbieten, werden immer gefragter. Hybridantrieben gehört die nahe Zukunft, dem der reine E-Antrieb folgen wird.

Unerschöpfliche Energieträger

Eine Form der alternativen Energiegewinnung ist die Nutzung unerschöpflicher Energiequellen. Die wichtigste und weltweit meist genutzte alternative Energie ist die Wasserkraft. Diese Energie wird durch die Fließgeschwindigkeit des Wassers erzeugt und ist unbegrenzt verfügbar. Diese Energiequelle wird nicht geringer, ist also unerschöpflich. Die am längsten genutzte natürliche Energie ist die Windkraft. Sie wird seit mehreren tausend Jahren genutzt. Besonders in den letzten zehn Jahren hat sich die Nutzung der Windenergie jedoch sehr verstärkt. Die weltweit eingespeiste Energie aus Windkraft hat sich in diesem Zeitraum mehr als verzehnfacht. Daran kann schon erkannt werden, welche Wertigkeit diese Energiequelle in der Gesellschaft angenommen hat. Eine als unerschöpflich zu bezeichnende Energiequelle ist die Geothermie. Diese Geothermie besteht aus der Restwärme aus der Entstehung der Erde und wird durch den radioaktiven Zerfall ständig erneuert. In manchen Ländern, wie zum Beispiel Island, ist die Geothermie der hauptsächliche Energieträger. Island erzeugt mehr als 50 Prozent der benötigten Energie aus dieser Quelle.

Regenerative Energiequellen

Diese Energiequellen unterscheiden sich von den unerschöpflichen Quellen darin, dass sie sich selbst über einen gewissen Zeitraum erneuern. Dazu gehört zum Beispiel die Energiegewinnung durch das Verbrennen von Holz und Biogasen. Zu diesen Biogasen zählt insbesondere das durch Biomasse erzeugt Gas Bioethanol. Diese Stromerzeugung wird von vielen landwirtschaftlichen Betrieben bereits seht intensiv genutzt um den eigenen Betrieb mit Strom zu versorgen und auch überschüssige Energie in das lokale Stromnetz einzuspeisen. Aus der Biomasse lässt sich jedoch nicht nur Strom oder Wärme erzeugen. Besonders als alternativer Treibstoff wird die Biomasse derzeit intensiv genutzt.

Eine sehr wichtige regenerative Energiequelle ist die Sonnenenergie. Hierbei handelt es sich um eine Strahlenenergie, die durch die Photovoltaik oder Solartechnik nutzbar gemacht wird. Diese Solarenergie gehört zu den am umstrittensten Energiequellen, da die Erzeugung einen recht geringen Wirkungsgrad besitzt.

Die Machbarkeit

Die natürlichen Ressourcen an fossilen Energieqellen zu entlasten gehört zu den wichtigsten Entwicklungsaufträgen der Gesellschaft. Ein blinder Aktionismus ist jedoch nicht hilfreich. Umfangreiche Machbarkeitsstudien sind ebenso notwendig wie der politische Wille der Entscheidungsträger. Innovativen Strukturen und das finanzielle Potenzial sind bereits vorhanden. Die sehr starke Öl- und Kernenergielobby wird nicht mehr lange den Ausbau der regenerativen Energiegewinnung behindern können. Der öffentliche Druck steigt stetig. Jeder Verbraucher kann auch seinen eigenen Beitrag zu diesem Thema leisten, indem er die angebotenen Ökotarife bucht und damit seinen Versorger zwingt in die “grüne Energie” zu investieren. Denn unsere Erde geht uns alle an.

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