Das Märchen von der Brennstoffzelle!

By Gordian Hense
Photo by Carl Nenzen LovenPhoto by Carl Nenzen Loven

Wasserstoff ist die Verlängerung der Verteilungskriege um Öl und Gas!

Wasserstoff verlängert den Verteilungskrieg um Öl und Erdgas. Genau den Verteilungskrieg, der seit Jahrzehnten Millionen von Todesopfern fordert und ganze Kontinente an einer natürlichen, wirtschaftlichen Entwicklung hindert. Der Nahe-Osten, mit rund 500 Millionen Einwohnern, so viel wie die EU auch Einwohner hat, könnte aufgrund seiner Bodenschätze eine blühende Wirtschaftsregion sein. So wie die EU. Sie könnte mit uns Handel treiben, zu unserem beiderseitigen Vorteil. Europa natürlich mehr als die USA. Nur durch die Verteilungskriege der USA und Europa – um eine wirtschaftliche Vormachtstellung auf der Welt zu geniessen – wird diese Entwicklung sabotiert. Und das nur wegen Öl und Gas!

Das aktuelle Beispiel der US-Sanktionen, um die Pipeline North-Stream 2 in der Ostsee, zeigt wie brisant das Thema ist und wie weit Politiker gehen, um ihren Vorteil in diesem „Krieg“ um Ressourcen und den Verkauf der Produkte zu behaupten. Die USA erlassen Sanktionen gegen die EU, weil sie ihr Erdgas an die EU verkaufen wollen und den vermeintlichen Konkurrenten Russland am Verkauf seines Erdgases behindern möchten. Die EU soll damit von den USA abhängig werden. Man kann sich leicht vorstellen, wenn Wasserstoff flächendeckend aus Erdgas gemacht wird, woher dann die grossen Mengen an Erdgas kommen sollen / werden! Damit ist eine weiterer Punkt in der Rivalität zwischen den USA und Russland über Jahrzehnte vorprogrammiert.

Wettbewerber ausschalten bevor sie es werden können! Flüchtlinge kommen ja aus der Steckdose?

Das dadurch Millionen Menschen einer positiven humanitären Entwicklung beraubt werden, will im Westen keiner sehen und auch keiner die Verantwortung dafür übernehmen. Fast die gleichen Verantwortlichen aber schimpfen über Flüchtlinge aus dieser Region, die genau deshalb entstanden sind, weil sie selber regelmässig Benzin oder Diesel an den Tankstellen kaufen oder Öl und Gas in ihren Heizungen verbrennen. Die Menschen flüchten vor einer aussichtslosen Situation, die andere ihnen – wegen Gas und Öl – eingebrockt haben. Wer das nicht sehen will, hat den Kopf im Sand oder betreibt ein unmenschliches Spiel. An dieser humanitären Katastrophe will ich mich nicht beteiligen.

Aus 3 Kg Erdgas werden nur 1 Kg Wasserstoffgas das ein Volumen von 12 Kubikmeter hat – so gross wie ein Würfel von ca. 2,3 Meter Kantenlänge!

Wasserstoff wird heute vornehmlich aus Erdgas hergestellt. Dazu braucht man Energie die erst einmal anders hergestellt werden muss. Zum Beispiel mit Kohlekraftwerken die viel CO2 produzieren. Aus 3 kg Erdgas werden dann 1 kg Wasserstoff, dass heisst, man braucht drei mal so viel Erdgas um die gleiche Menge Wasserstoff herzustellen. Dabei entstehen nicht unerhebliche Mengen an weiterem CO2. Das freut die Öl- und Gas – Konzerne sicher sehr. 1 Kg Wasserstoffgas nimmt im unverdichteten Zustand 12 Kubikmeter Platz ein. Also einem Würfel mit einer Kantenlänge von ca. 2,3 Metern! Erst mit sehr grossem Energieaufwand kann es unter Druck in ein kleineres Volumen gepresst werden. Schon bis zu diesem Zustand wird so viel Energie verbraucht, dass der Wirkungsgrad auf unter 50 % gefallen ist.

Wirkungsgrad Wasserstoff in Fahrzeugen

Wirkungsgrad Wasserstoff in Fahrzeugen

Wasserstoff aus Wasser eine Utopie! 9 Liter Trinkwasser für 1 Kg Wasserstoff!

Der Wunsch vieler ist Wasserstoff aus Wasser mit nachhaltiger Energie zu gewinnen. Das würde die Verteilungskriege reduzieren, weil man kein Erdgas dafür braucht. Wasser ist ja reichlich auf dem Planeten vorhanden? Ups, nein, denn man benötigt natürlich klares, nicht salzhaltiges Wasser, also kein Meerwasser. Süsswasser ist natürlich nicht in rauen Mengen vorhanden. Vielleicht bei uns – ist der Zusammenhang gewollt? Aber selbst hier beklagen die Bauern jedes Jahr dass sie nicht genug Wasser haben um ihre Felder zu wässern. Also auch ein Mangelgut, dass um so teurer wird, je mehr Nachfrage da ist und je weniger auf dem Markt vorhanden. Mich würde dann mal interessieren, wie die Menschen dann in Zukunft reagieren, wenn das Trinkwasser immer teurer würde, weil man daraus lieber Wasserstoff macht? Viele wissen, dass bestimmte Kreise Wasser zu einem kostenpflichtigen Produkt machen wollen. Die Wasserstofftechnologie fördert diese Entwicklung stark.

Woher soll das Wasser kommen? Trinkwasser zu einem teuren Produkt machen!

2018 wurden in der Schweiz Brennstoffe mit einem Heizwert von 830.880 Terrajoule verbraucht. Wasserstoff liefert pro 1 Kg 141,8 Megajoule Heizwert. Das wären rund 6 Mio. Kg Wasserstoff, die man benötigen würde um den Brennstoff zu ersetzen, für den man rund 53 Mio. Liter Wasser benötigt. Nur um mal die Vorstellung von den Grössenordnungen zu bekommen. Deutschland benötigt die zehnfache Mengen, also 530 Mio. Liter Wasser, Frankreich auch und so weiter. In Europa würde ein unvorstellbarer Wassermangel stattfinden, wenn wir alles mit Wasserstoff ersetzen. In der Schweiz wird schon seit Jahren über einen Mangel an Trinkwasser geklagt. Die Bürger und Bauern werden, vor allem in den Sommermonaten, aufgefordert weniger Wasser zu verbrauchen, da nicht genug da ist. Was würde wohl passieren, wenn man im grossen Stiel aus Wasser Wasserstoff machen würde? Der Mangel würde natürlich noch grösser und der Preis für einen Liter Wasser würde stark steigen. Vielleicht ist es dass, was Politiker auch damit erreichen wollen? Trinkwasser zu einem teuren Produkt machen?

Der Wirkungsgrad bei Wasserstoff aus Wasser sinkt auf unter 30 %

Wie im obigen Beispiel dargestellt, benötigt es sehr viele energieaufwändige Stufen, um aus Wasser Wasserstoff herzustellen. Bis dann aus dem Wasserstoff Energie in einem Auto am Reifen erzeugt, sind es nur noch 30 %. Man hat also einen Verlust von rund 70 % der Energie bis man sie gebrauchen kann. Genau so schlecht / viel wie bei der Well-to-Wheel Berechnung von Benzin oder Diesel. Seit über vierzig Jahren forschen nun alle Autohersteller und Mineralölkonzerne weltweit um diesen Wirkungsgrad zu erhöhen. Vollkommen ohne Erfolg. Aber morgen haben sie bestimmt eine Lösung, wie durch Hexerei, oder?? Wer’s glaubt, glaubt auch an den Weihnachtsmann!

Politische Abhängigkeiten erhalten

Und schwups, da haben wir es wieder. Die Machterhaltung der alten Kontinente! Wenn Europa und die USA Wasserstoff aus Wasser oder Erdgas herstellen können, kann man den Wasserstoff wieder, wie Öl und Erdgas, an die anderen Länder – meist Entwicklungsländer genannt – nebst den Fahrzeugen und aller Infrastruktur dafür, verkaufen. Denn sie werden es nicht können, das Know-How besitzen ja nur wir! Es geht dabei also um Wirtschaftsmacht. Die natürlich bei dezentralen Stromerzeugung durch z.B. Windkraft und E-Autos total entfallen würde. Dieser Plot, ist aber nun bei den „Entwicklungsländern“ auch schon angekommen. Man kann sich vorstellen, wem sie also den Zuschlag geben?! Einem China, das Windräder für dezentrale Stromerzeugung und günstige E-Autos liefert, oder den USA und Europa, die sie vom Wasserstoff genau so abhängig machen wollen, wie von Öl und Gas?

Geopolitische Ziele in Kombination mit Konzerngewinnen die die Bürger zahlen

Für die Konzerne, die bisher schon Öl und Gas aus den Regionen „förderten“, ist Wasserstoff die Chance auf die Verlängerung ihres Geschäftes mit Gas und Öl. Beides ist miteinander so verstrickt, dass man es nicht trennen kann. Bei der Suche nach Öl und Förderung von Öl, ist Erdgas fast ein Abfallprodukt. Die Politik in den Ländern, der Erdöl- und Gas-Konzerne unterstützen diese Entwicklung, da sie dann ihre Macht in diesen Regionen weiter aufrecht erhalten können. Damit können sie ihre geopolitischen Ziele erreichen – z.B. andere Länder daran hindern ausreichend Öl- und Gas für die wirtschaftliche Entwicklung zu bekommen. So z.B. USA vs. China. Dem Steuerzahler kann man damit auch die immensen Kosten für Kriege, Soldaten und Material erklären. „Wir brauchen das Öl/Gas, weil …“! Mit BEV’s (batteriebetriebenen Fahrzeugen) und dezentraler, lokaler, nachhaltiger Stromerzeugung ist das alles nicht möglich! Da entscheiden dann die Bürger, wer Macht hat und zwar ganz lokal.

Umweltschützer lassen sich einwickeln

Besonders in Europa wird das Wasserstoff-Thema stark vorwärts getrieben. Das liegt an den festgefahrenen Strukturen. Man hat sich in der Politik und Wirtschaft nicht darauf eingestellt, dass es einmal zu einer Disruption des gesamten Automobil-, Energie- und Mineralöl-Sektors kommen könnte. Die durch (BEV’s) batterieelektrische Fahrzeuge bereits da ist. Da man nicht flexibel ist und somit nicht reagieren kann, versucht man die Not zur Tugend zu machen.

Wasserstoff der rettende Not-Strohalm aus der Misere

Da ist Wasserstoff der einzige rettende Strohhalm, um die vorhandenen Strukturen nebst politischen Zielen zu retten. Mit all den oben aufgezählten Nachteilen für „die Anderen“. Aktiven Umweltschützern wird eingeredet, dass Wasserstoff das kleinere Übel sei und unbedingt notwendig zur Erreichung der CO2-Ziele, die sich alle gesteckt haben. Millionen an Euro/Franken werden über die Bürger hinweg (so z.B. von der Migros und Coop) in Wasserstoff gesteckt, deren Kosten die Bürger mit jedem Rappen beim Einkauf natürlich mit bezahlen müssen. Die Aussichten für einen Erfolg sind aber düster. Denn BEV’s (batteriebetriebene Fahrzeuge) sind auch kostengünstiger in der Anschaffung und dem Verbrauch. Langfristig sind die Millionen für Wasserstoff in den Sand gesetzt. Sicherlich gibt es auch kleine Anwendungsfälle, in denen Wasserstoff als Energieträger Sinn ergibt. Aber das kann auch durch ganz normale Nachfrage im Markt genügend Gelder freisetzen um dann ganz normal marktwirtschaftlich zu handeln, ohne den Steuerzahler bluten zu lassen.

Speicher sind keine Argumente!

Als weiteres Argument für Wasserstoff wird immer wieder die Speicherung von Energie, für Strom, genannt. Man könnte den überschüssigen Strom, den man nicht durch das Leitungsnetz zu den Verbrauchern bringen kann oder will, wenn er ihn braucht, nutzen um damit Wasserstoff zu erzeugen und dann später daraus wieder Strom. Um den Kunden dann zu beliefern, wenn er es braucht. Wer aufgepasst hat kann sicher rechnen? 30 % Wirkungsgrad. Dazu kommt aber noch die Lagerung in teuren grossen Tanks, die gekühlt werden müssen und technisch sehr aufwändig sind um die Sicherheit zu gewährleisten. Wasserstoff ist sehr leicht entzündlich. Die Unterhaltskosten sind sehr teuer und müssen dann auf den Wasserstoff – Preis addiert werden.

Wenn man den überschüssigen Strom in Batterien speichert, so wie das Tesla bereits bei vielen Großprojekten, die ganze Inseln versorgen, gemacht hat, hat man viele grosse Vorteile gegenüber Wasserstoff. Der Aufwand grosse Batterien oder Wasserstofftanks in entlegenen Gebieten aufzustellen ist gleich gross. Somit ist das auch kein Argument. Tesla hat die Mobilität der grossen Batterie-Speicher z.B in Containern schon lange in der Serienfertigung im Griff. Die Stückkosten für die Batteriezellen sinken mit jedem E-Auto, mit jeder Wall-Box, mit jedem lokalen Speicher-Container der produziert wird. Und die gehen bereits in die Millionen. Die technische Entwicklung für Batterien hat erst richtig begonnen. Die Lernkurve ist sehr steil, das heisst die Kosten für die Speicherung von einer kWh sinkt rapide. In Zukunft werden die Batteriezellen immer kleiner und leichter und bieten eine höhere Energiedichte.

Wasserstoff vs. BEVs

Wasserstoff vs. BEVs

Da unter dem Strich die Speicherung von Wasserstoff, einen höheren Aufwand erfordern und auch keine Kostensenkungen durch Stückkostendegression zu erwarten ist, wird das immer unwirtschaftlich bleiben. Deshalb können die Speicher auch nicht als Argument für Wasserstoff herhalten.

Wasserstofferzeugung produziert CO2

So lange Wasserstoff aus Erdgas oder anderen fossilen Rohstoffen erzeugt wird, wird bei der Umwandlung CO2 freigesetzt. Und diese ist nicht unerheblich, vor allem wenn sie in einer grossen Dimension für viele Abnehmer durchgeführt werden muss. Eine CO2-freie Erzeugung von Wasserstoff (aus Wasser), gibt es, aber benötigt viel grössere Energiemengen, die mit in eine Kalkulation von Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit einbezogen werden muss. Um einen Kg Wasserstoff herzustellen benötigt man 9 Liter Wasser.

Die von der Brennstoffzelle benötigte Gesamtmenge an Primärenergie und die bei der Stromherstellung nach dem „EU-Strommix“ anfallende CO2-Emission beträgt somit sage und schreibe 870,0 g/km (entspricht 870 Kg pro 1.000 Km) für das Brennstoffzellen-Fahrzeug auf 1.000 km Fahrt, da wegen der hohen H2-Umwandlungsverluste eine ca.10-fache Menge an Primärenergie Strom eingesetzt werden muß um die beispielhaften 1.000 km zu fahren.

Quelle: Vergleich Voll-Elektroauto zu Brennstoffzellen-Elektroantrieb

Fazit – Die Wasserstofftechnologie ist ein Märchen, das niemals Früchte tragen wird, warum:

  • Wasserstoff fördert die Weiterführung der Verteilungskriege um Gas und Öl – Batterien nicht
  • Auch fördert Wasserstoff die politische Abhängigkeit bestimmter Länder und Regionen (Know-How)
  • Die Wasserstofftechnologie wird für geopolitische Ziele eingesetzt – Ausspielung gegeneinander wegen Gas/Öl
  • Zentralistische Strukturen grosser Konzerne werden durch Wasserstoff gefördert – kaum Wettbewerb
  • Damit kann auch die Lernkurve nicht steil sein, also können die Kosten nicht sinken – so wie bei Batterien
  • Wasserstoff fördert weiterhin, direkt den Verbrauch von fossilen Ressourcen (Erdgas / Öl)
  • Wasserstoff wird als Machterhaltung gegenüber Schwellenländern verwendet
  • Wenn aus Wasser Wasserstoff gemacht wird, wird Trinkwasser knapp und teuerer
  • Wenn aus Wasser Wasserstoff gemacht wird, sinkt der Wirkungsgrad unter Benzin/Diesel
  • Der Wirkungsgrad von Wasserstoff aus Erdgas ist nur leicht besser wie bei Benzin/Diesel, aber viel tiefer als bei BEV
  • Wasserstoff ist auch kostentechnisch keine Konkurrenz zu BEV – Systemen
  • Selbst die oft erwähnten Speicher für Überschussstrom sind mit Akkus effizienter und kostengünstiger betrieben
  • Wasserstofffahrzeuge sind schwer und müssen das hohe Eigengewicht transportieren, wenig Platz für Ladung
  • Wasserstofftanks sind gefährlich, weil die ständigen Temperaturunterschiede die Schweissnähte belasten
  • Wasserstofftanken benötigt fast genau so viel Zeit wie ein BEV aufzuladen, wobei bei BEV’s die Zahl sinkt, eine Optimierung aber bei Wasserstoff technisch nicht möglich ist
  • Seit vielen Jahrzehnten wird die Wasserstofftechnologie erforscht, ohne einen Durchbruch zu erlangen, warum sollte sie es in den nächsten Jahrzehnten?
  • Eine Konzentration auf Ladeinfrastruktur und Akkus mit nachhaltiger lokaler Stromerzeugung wäre besser
  • Die Milliarden die für Wasserstoff eingesetzt werden, fehlen bei einer dezentralen BEV-Förderung

Die Situation ist zu brisant um weiterhin den Kopf in den Sand zu stecken oder politische Spielchen zu betreiben. Wer den Ausbau der Ladeinfrastruktur für BEVs zu Gunsten einer idealistischen Wasserstoffzukunft vernachlässigt, der schadet damit dem Volk und der Wirtschaft. Und das langfristig. Schon jetzt ist Europa in ein Hintertreffen bei der Entwicklung dieser Themen geraten, welche es nicht mehr aufholen kann. Die USA und China, aber auch andere Länder, haben bald einen enormen Vorteil was Kosten und Flexibilität für Transport angeht, welche sich in niedrigen Kosten für Produkte und Dienstleistungen widerspiegelt. Die Infrastruktur für Transport ist die Achillesferse einer Volkswirtschaft. Sind die Kosten hoch, die Systeme ineffizient und abhängig von wenigen Anbietern, wird die gesamte Volkswirtschaft darunter leiden. Und das ist bei Wasserstoff definitiv vorprogrammiert. Dagegen bieten BEV/BE-Grids – Systeme noch enorme Potenziale für Kostensenkung, Dezentralisierung, Optimierung und Nachhaltigkeit obwohl sie schon jetzt weit vor Autos mit Brennstoffzellen liegen.

Quellen:

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Über den Autor

Gordian Hense
Gordian Hense, Dipl. Wirtschaftsingenieur (FH) war lange Jahre in der Deutschen Automobilindustrie tätig und beschäftigt sich seit dem mit diesem Thema. Neben Fahrzeugen aller Art begeistern ihn auch die Themen Software, Internet, Online-Marketing, Politik, Wirtschaft und Gesundheit. Journalist, Mitglied im Verband Europäischer Fachjournalisten.

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