Wasserstoff-Basics: Wie kann man Wasserstoff herstellen?

Wasserstoff-Basics: Wie kann man Wasserstoff herstellen?

Copyright Abbildung(en): shutterstock / Lizenzfreie Stockillustrations-Nummer: 1771574972

Eine interessante Sache: Die Eigenproduktion seiner benötigten Energien würde in jedem Haushalt das Leben der Bewohner um eine hohe Summe bereichern. Keine Sprit-, Heiz- und Stromkosten. Es ergäben sich Summen, die leider fern der Realität angesiedelt sind. Ein Wunschtraum, der aber andere Ziele verfolgt. Nämlich emissionsfreie Produktion und Leistbarkeit der gebrauchten Energie für jedermann. Denn je weiter die weltweite Diskussion zur Eindämmung von CO2 fortschreitet, umso fraglicher wird für den Bürger: Wie lange kann der Individualverkehr in seiner jetzigen Form noch aufrecht erhalten werden?

Gerade deshalb befindet sich die Bedeutung von Wasserstoff in einem rapiden Anstieg – sei es für die Industrie oder auch Private. Und ein Verständnis für den Prozess als solchen sollte heute als Basiswissen gelten. Ist es im Grunde auch. Wir können zumindest auf durchschnittliche Kenntnisse aus der Pflichtschule zurückgreifen. Die Formeln aus der Physik und Chemie werden wir zwar kaum noch parat haben. Aber das müssen wir auch nicht.

Rohstoffe von Wasserstoff

  • Alternativ Erdgas, Methan, andere Kohlenwasserstoffe, Biomasse oder Wasser und andere wasserartige Verbindungen.
  • Dazu muss Energie hinzugefügt werden. Das kann thermische, chemische, elektrische oder auch solare Energie sein.

Wasserstoff: Die Herstellungsverfahren im Jahr 2019/ 2020

Die unterschiedliche Verwendung von Wasserstoff begründet auch völlig andere Herstellungsverfahren. Teilweise findet die Wasserstofferzeugung schon längst in der Industrie Anwendung aber die gesamten Potenziale sind längst nicht erreicht. Außerdem ist das Interesse sehr abhängig von der jeweiligen Branche. Das bedeutet, dass manche Einsatzmöglichkeiten noch gar nicht erforscht wurden, bei anderen hingegen schon ausgereift und etabliert sind. Wieder andere Bereiche befinden sich in ihren „Kinderschuhen“. Ein allgemeingültiges „Rezept“ kann es daher gar nicht geben.

Gemeinsam ist allen Arten bei der Herstellung von Wasserstoff die Verbindung von einem der genannten Rohstoffe mit einer der angeführten Form von Energie. Das drückt sich in jener Formel am besten aus, welche der Eine oder Andere doch noch aus dem Schulunterricht mitgenommen hat. Zur Erinnerung: Wasserstoff wird dabei als H2 bezeichnet. Hier muss aber niemand ein Hantieren mit unzähligen Kürzeln aus der Physik befürchten – zur Nachvollziehbarkeit genügt etwas Grundverständnis und vor allem Interesse an der Sache. Eine etwaige Wissenserweiterung ist ohne viel Aufwand mit Hilfe des Internets möglich und bringt gewiss mehr als ein Auswendiglernen von Formeln. So findet man online sogar das eine oder andere Demo-Video, etwa am Beispiel der gängigen Resonanz-Elektrolyse.

Jeder Brennstoffzelle liegt ein eigenes Verfahren zugrunde, welche spezifische Vor- und Nachteile mit sich bringt. Zur Erlangung von Marktbeständigkeit steht jedem Innovator dieselbe Chance zur Verfügung. Aus heutiger Sicht ist doch eine gewisse Rentabilität für denjenigen zu erwarten, der seine Forschung ernsthaft vorantreibt. Ob allerdings ein Autobauer hierfür in die Tasche greifen sollte, ist angesichts seines eigentlichen Kerngeschäfts wohl kritisch zu hinterfragen. Zumindest ist das Entwickeln neuer Technologien nicht kurzfristig rentabel.

Heute werden an Verfahren einige als etabliert angesehen, welche in ihrer Bezeichnung leider für den Endanwender nichtssagend klingen. Trotzdem hat jedes Procedere für sich genommen solche Eigenschaften, die auch für ihn interessant oder gar relevant sein könnten. Es handelt sich um folgende Arten:

  • Dampfreformierung
  • Partielle Oxidation
  • Autotherme Reformierung
  • Gasaufarbeitung
  • Elektrolyse von Wasser
  • Biomasse
  • Kvaerner-Verfahren
  • Thermochemische Verfahren
  • Photochemische Herstellung
  • Photobiologische Herstellung
  • Wasserstofferzeugung auf Basis alternativer Energiequellen

Wer zu den einzelnen Verfahrensarten Näheres wissen möchte, ist selbst als Laie mit der Lektüre von chemie.de ganz gut bedient. Dort erfährt man Hintergründe, die typische Verwendung der jeweiligen Herstellungsweise, deren Schwachstellen und für welche Zwecke überhaupt eine Eignung gegeben ist.

Der aktuelle Entwicklungsstand – Wasserstoff-Herstellung

Wo Deutschland und die Welt heute in etwa stehen, wurde im April 2019 unter Bezugnahme auf den „Energiespeicher“, einem Standardwerk von Professor Michael Sterner von der OTH Regensburg und Ingo Stadler vom IET der Fachhochschule Köln, unter folgendem Link sehr schön aufbereitet. Insbesondere der Stellenwert der Wasserelektrolyse und thermischen Verfahren als Standardprozesse wird dort anschaulich begründet. Auch der Kostenaspekt wird durchleuchtet und der Reformierung aus Erdgas die Stellung als Spitzenreiter zugesprochen. Dieser Prozess befinde sich mit einem Euro pro Kilogramm außerhalb jeder ernsthaften Konkurrenz.

Welches Verfahren setzt sich durch?

Mutmaßungen über diese Frage sind fehl am Platz. Leider orientieren sich manche Analysen an gewünschten Ergebnissen und lassen den Leser ratlos zurück. Zu Beginn des Jahres 2019 widmete sich dieser Frage ebenfalls die fachlich hochkarätig besetzte Redaktion der EUWID Europäischer Wirtschaftsdienst GmbH in Gernsbach mit einem Erklärvideo. Ein kleiner Abgleich mit der tatsächlich eingetretenen Entwicklung lässt sich mit Jahreswechsel 2019/20 bereits durchführen und steht dem hobbymäßigen Prognostiker online zur Verfügung.

Besonders interessant erscheint es, ältere Artikel zur „künftigen Entwicklung“ damit abzugleichen – das Netz ist voll davon. Mit Sicherheit aber können weder die Staaten, noch ihre Hersteller die Augen davor verschließen und diese Technologie vernachlässigen. Immerhin zeigt uns die Fahrzeug-Industrie schon heute, dass und wie es funktionieren kann. Ein Blick nach Japan beschert uns auch die Erkenntnis, demnach neben dem CO2-berüchtigten Individualverkehr auch die Heizmöglichkeiten von Gebäuden revolutionierbar sind und wie es geht.

Schon 2018 trumpfte das Heimatland von Toyota mit der Ansage auf, demnach Wasserstoff die Zukunft sei – dort wie da. Der „Vater des Mirai“, dem Wasserstoff-Auto des Produzenten, ist zumindest zu diesem Zeitpunkt noch wesentlich zuversichtlicher hinsichtlich der künftigen Entwicklung als die deutsche Bundesregierung. Tokio fördert sie mit Milliarden – immer auch ohne Beschränkung auf den Auto-Markt, sondern als zentrales Element der gesamten Energieversorgung im Land. Den Deutschen wird dabei unisono eine gewisse „Durchbruchskultur“ abgesprochen, welche auf diesem Weg als unabdingbar galt.

Und doch: Ein Vergleich mit dem Rest Europas relativiert diese Sichtweise und begründet doch eine gewisse Zuversicht.

Über den Autor

Sebastian hat Elektroauto-News.net im Juni 2016 übernommen und veröffentlicht seitdem interessante Nachrichten und Hintergrundberichte rund um die Elektromobilität. Vor allem stehen hierbei batterieelektrische PKW im Fokus, aber auch andere Alternative Antriebe werden betrachtet.

Newsletter

Erhalte jeden Montag, Mittwoch und Freitag aktuelle Themen wie „Wasserstoff-Basics: Wie kann man Wasserstoff herstellen?“ sowie die neusten Informationen aus der Welt der Elektromobilität kostenfrei direkt ins eigene Postfach. Kuratiert aus einer Vielzahl von Webseiten und Blogs.
Ja, ich möchte den gratis E-Mail-Newsletter von Elektroauto-News.net abonnieren. Die Datenschutzerklärung habe ich gelesen. Die Einwilligung zum Versand des Newsletters kann jederzeit widerrufen werden. Hierzu reicht es auf den Abmeldelink zu klicken, welcher sich in jedem Newsletter befindet.

Fakten & MeinungenDiskutiere mit der E-Community

Abonnieren
Benachrichtige mich bei
8 Comments
Oldest
Newest Most Voted
Inline Feedbacks
View all comments

Damit aber immer noch das Problem woher die Energie kommen soll die Millionen Liter Wasserstoff Produziert…
Man benötigt 4x soviel Energie gegenüber Batterien…
Japan als Beispiel zu nennen ist momentan eher Kontraproduktiv denn die Importieren seit 2020 Wasserstoff aus China und Australien aus Kohlekraftwerken da Sie selbst nicht genug Produzieren…
Und das bei gerade mal 90000 Fahrzeugen…
Und Energie zu verschwenden haben wir nicht wenn wir mit Grüner Energie klarkommen wollen…
Und Atomkraft ist keine Lösung solange wir Tonnen an Strahlendem Material Einlagern müssen und keiner weiß wohin damit weil Grundwasser beeinträchtigt werden könnte…

Bei den Herstellungsmethoden kann man bestimmt einiges zusammen fassen.
Z.B. macht Elektrolyse ohne EE keinen Sinn. D.h. die Punkte ‚Elektrolyse von Wasser‘ und ‚Wasserstofferzeugung auf Basis alternativer Energiequellen‘ sind eigentlich einer.

‚Dampfreformierung‘, ‚partielle Oxidation‘ und ‚Autotherme Reformierung‘ kommt mir vom Begriff her auch sehr ähnlich vor.
Bei der Autothermen Reformierung wird ein Einsatzstoff aus gasförmigem Kohlenwasserstoff mit Sauerstoff und Dampf partiell oxidiert und anschließend katalytisch reformiert. Ich weiss nicht, wo da der Unterschied zur Dampfreformierung ist. Vielleicht der Katalysator.
Jedenfalls sind das alles auch ‚Thermochemische Verfahren‘, weil ein grosser Einatz von Wärme notwendig ist und sich der Kohlenwasserstoff chemisch zu Wasserstoff und Kohlendioxid umwandelt.

Biomasse alleine erzeugt auch keinen Wasserstoff, höchstens Methan. Da muß also noch der eigentliche Prozeß dazukommen, z.B. das Methan reformiert werden.

Vielleicht kommt daher die Verwirrung von Laien, wenn sie sagen, ‚man müsse doch in alle Richtungen forschen‘.

Last edited 10 Monate zuvor by Silverbeard

Ich muß mich korrigieren, bei der partiellen Oxidation wird ein Teil des zugeführten Erdgases direkt im Prozeß verbrannt, währen bei der Dampfreformation der Teil des Erdgases für die Wärme ausserhalb des Prozesses verbrannt und nur die Wärme zugeführt wird.

In diesem Zusammenhang auch interessant ist diese Meldung:

https://boerse.ard.de/aktien/alternative-tuerkiser-wasserstoff100.html

: was für ein belangloser „Text-Quark“.

Die unterschiedliche Verwendung von Wasserstoff begründet auch völlig andere Herstellungsverfahren. Teilweise findet die Wasserstofferzeugung schon längst in der Industrie Anwendung aber die gesamten Potenziale sind längst nicht erreicht. Außerdem ist das Interesse sehr abhängig von der jeweiligen Branche. Das bedeutet, dass manche Einsatzmöglichkeiten noch gar nicht erforscht wurden, bei anderen hingegen schon ausgereift und etabliert sind. Wieder andere Bereiche befinden sich in ihren „Kinderschuhen“. Ein allgemeingültiges „Rezept“ kann es daher gar nicht geben.

Dieser Text und auch andere Stellen sind eine Zumutung – sorry.

Welches Verfahren setzt sich durch?

Mutmaßungen über diese Frage sind fehl am Platz. Leider orientieren sich manche Analysen an gewünschten Ergebnissen und lassen den Leser ratlos zurück.

Genau wie dieser Artikel – das Thema wäre interessant gewesen, der Text ist es nicht.

Obwohl ich von der Wasserstofftechnik überzeugt bin, ist dieser Artikel leider kein sinnvoller Beitrag. Deshalb muss ich leider Daniel W. rechtgeben.

Zum Thema Wasserstoff als Hausheizung für 1-2-Familienhäuser mit Stromversorgung und Luftwärmetauscher in Verbindung mit Solarmodulen.

Es gibt eine Firma – http://www.homepowersolutions.de – die so ein Produkt, also mit Elektrolyse, Brennstoffzelle, Luftwärmetauscher, 25-kWh-Batterie-Kurzzeitspeicher, Steuertechnik und Wasserstoffspeicher (min. 350 kWh) in Stahlflaschen für 60.000-90.000 Euro anbietet.

Wenn man bei meiner Zukunftsvision (PV-Anlage, Pufferbatterie und Erdwärmepumpe) nur mit 375 kWh (25 kWh Batterie + 350 kWh als Wasserstoff) rechnen würde, dann wären für Batterien nach heutigen Batterieverkaufspreisen (208 Euro / kWh) 78.000 Euro erforderlich – in 3-5 Jahren nur noch 7.800 Euro – mit Wärmepumpe, Warmwasserspeicher, Steuertechnik usw. ca. 28.000-38.000 Euro.

Bei 4-facher Menge an Wasserstoff (25 kWh + 1400 kWh) wären es 1.425 kWh – als Batterien knapp 300.000 Euro bzw. knapp 30.000 Euro in 3-5 Jahren – mit Wärmepumpe, Warmwasserspeicher, Steuertechnik usw. ca. 50.000-60.000 Euro, also durchaus machbar – und Strom für ein kleines E-Auto wäre wohl auch noch drin. Netzanschluss wäre überflüssig.

In 10-15 Jahren könnten die Batterieverkaufspreise evtl. bei 8.000 Euro für 1.425 kWh liegen und dann wäre auch ein Batteriewechsel alle 10-15 Jahre kein Problem – und mit Batterien aus E-Autos noch billiger.

Nachtrag:

Nach einem Video der Firma sind 3m² Fläche im Aussenbereich für die Wasserstofflagerung in Stahlflaschen für ein normales Einfamilienhaus erforderlich, das wären nach meinen bisher gefundenen Infos ca. 1.100 kWh x 208 Euro (heutiger kWh-Batterieverkaufspreis) = knapp 230.000 Euro.

In 3-5 Jahren noch ca. 23.000 Euro für die Pufferbatterie – plus PV-Anlage, Erdwärmepumpe, Steuerungsanalage usw. dann billiger als die Wasserstoffkomplettanlage der oben verlinkten Firma.

Und falls nach 10, 15 oder 20 Jahre eine neue Batterie erforderlich wird, dann wäre die als neue Batterie aus der Fabrik mit 6.000 Euro (oder weniger) sehr günstig – aus den E-Autos garadezu spottbillig.

Die Firma und deren Inhaber, offensichtlich ein Wasserstoffbefürworter, hat mir jetzt ein starkes Argument für meine Zukunftsvision (autarke Strom- und Energieversorgung für Gebäude mit PV-Anlage, Pufferbatterie und Erdwärmepumpe) geliefert. Wasserstoff in E-Autos und Gebäuden nur ein kurze Episode.

Zum Trost für Wasserstoff-Fans – für die Antriebe von Weltraumraketen, in der Stahlindustrie als Kohle-Ersatz und für bestimmte Prozesse in der Industrie bleibt der Wasserstoff noch längere Zeit.

Diese News könnten dich auch interessieren:

Kia EV6: Die pure Hochspannung – Unsere Eindrücke
Rekordfahrt im VW ID.3: Mit einer Batterieladung über 15 Pässe
VW-Konzern kann E-Auto-Absatz mehr als verdoppeln
8
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x

Deine Anmeldung zum Newsletter:
Ein letzter Schritt fehlt noch.

Vielen Dank für deine Anmeldung zum Newsletter von Elektroauto-News. Du erhältst in Kürze eine E-Mail, in der sich ein Link zur Freischaltung deiner E-Mail-Adresse befindet. Erst durch die Bestätigung des Links dürfen wir deine E-Mail-Adresse zum Versand unseres Newsletter freischalten (Double-Opt-In).