Stärken und Schwächen von Energieträgern
2022-03-09
Wie man jede Energie dort einsetzt, wo sie Stärken hat. Und was von Wasserstoff erwartet werden kann.
Jeder Energieträger hat seine Stärken und Schwächen. So gibt es gute Gründe, warum sich Erdöl in den letzten 150 Jahren zum weltweit häufigsten Energieträger entwickelt hat. Öl hat viele Vorteile:
- vielseitig einsetzbar/umwandelbar (Benzin, Diesel, Kerosin, Schmierstoffe, Kosmetik, Kunststoffe, Fasern für Kleidung, usw.
- langzeit- und sicher lagerbar, leicht zu transportieren und zu portionieren
- hoher Energieinhalt pro Liter, brennt mit hoher Temperatur und ist dabei leicht regelbar
- billig herzustellen, noch.
Leider hat Öl auch signifikante Nachteile:
- es beinhaltet viel CO2 und trägt stark zum Klimawandel bei
- es schädigt bei Verbrennung die Umwelt durch seine Abgase und Feinstoffe. Es ist giftig.
- es wächst nicht nach und wird deswegen unangenehm teuer werden und.
Und so ist es mit allen Energieträgern. Jeder hat seinen begünstigten Einsatzort.
Wertigkeit der Energieträger
Aus Sicht der maximalen Temperatur und der Verfügbarkeit auf der Erde können die Energieträger eingeteilt werden in eine fünfstufige Pyramide. Je höher die maximal erreichbare Temperatur, umso kostbarer ist ein Energieträger. Dies gilt speziell für unzählige Industrieprozesse: um einen Hochofen zu betreiben, braucht man etwa 2.000°C. Das schafft man nicht mit Holz.
Die Basis der Pyramide
5. Am Häufigsten (quasi unendlich) verfügbar ist Umweltwärme. Erdreich, Grund- & Seewasser, Umgebungsluft sind unendlich verfügbar, haben aber nur eine geringe Temperatur von 5 bis 30°C.
4. Mit speziellen Sonnenkollektoren (Vakuumröhren) kann bereits eine Temperatur von 150°C erreicht werden. Auch hiervon steht ein riesen Potential zur Verfügung.
Die Mitte der Pyramide
3. Biomasse brennt mit etwa 800°C, umgewandelt in Holzkohle schafft man rund 1.000°C. Aber Biomasse muss bereits bewirtschaftet werden. Es steht nicht mehr unendlich zur Verfügung, Raubbau ist möglich und passiert auch.
2. Es folgen Erdöl, Erdgas, Kohle welche mit biszu 2.000°C verbrennen und für viele Industrieprozesse essenziell wichtig sind. Von allen dreien wissen wir aber, dass sie nur endlich verfügbar sind. Sie werden irgendwann extrem teuer werden.
Die Spitze der Pyramide
1. Die Spitze der Pyramide bildet Strom. Strom kann alles (Wärme, Kälte, Licht, ziehen, schieben, heben, usw.). Temperaturen bis 3.000°C sind erreichbar. Aber: Strom muss immer zuerst aus den anderen Energieträgern (verbunden mit Verlusten) hergestellt werden.
Noch beachten wir Konsumenten diese Pyramide der Energie-Wertigkeit nicht. Viele Verbraucher nutzen Erdgas, um damit Vorlauf für ihre Heizung mit 40°C herzustellen – was man aber auch mit einem Sonnenkollektor schaffen würde. Das ist Volkswirtschaflich reine Verschwendung, wenn man bedenkt, dass viele Betriebe ihre Produkte nur mit kostbarem Erdgas herstellen können.
Solidarisches Handeln des Einzelnen ist gefragt. Es liefert dem Einzelnen sogar einen Gewinn!
Um aus der Abhängigkeit von Energieimporten zu entrinnen, muss sich jeder Energieverbraucher fragen, ob er selber die "niederwertigste" Energie für seine Anwendung verwendet. Der Gedanke lautet: Ich selber verwende freiwillig kein Öl, um damit 40°C-Vorlauf meiner Heizung zu erzeugen, damit der Nachbar, dessen Industrieprozess auf Öl angewiesen ist, noch länger damit produzieren kann".
Das ist ein völlig neuer Gedanke in einer Welt voller Individualisten. Einen individuellen Vorteil hat man aber trotzem: Wer keine Import-Energie benötigt, führt ein resilienteres Leben - ist also besser gerüstet gegen unbekannte Gefahren der Zukunft.
Wasserstoff und synthetisches Heizöl
In letzter Zeit tauchen neue Energieträger am Horizont auf. Dabei ist immer die Frage zu beantworten, wieviel Energie braucht man, um 1 kWh Wasserstoff herzustellen. Denn Wasserstoff liegt nicht natürlich vor, er muss mit technischen Verfahren hergestellt werden. Wieviele Umwandlungsschritte (mit jeweiligem Verlust) sind letztlich notwendig, um mit Wasserstoff zB. den Antrieb für ein Auto zu bewerkstelligen. Hier taucht wieder die graue Energie der Vorkette auf.
Die zweite Frage ist: Woraus wird der neue Energieträger hergestellt? Synthetisches Heizöl stammt aus Palmöl. Palmöl stammt aus Afrika und nimmt den Menschen die Ackerflächen für ihre Nahrung weg. Wollen wir das?
Letzlich wird sich ein Endkundenpreis für Wasserstoff und synthetisches Öl einstellen. Und dann muss man abwägen, ob die negativen Auswirkungen oder die Vorteile überwiegen.
Grüner Wasserstoff wird seine Nische finden
Es entsteht also ein neuer Energieträger mit neuen Vor- und Nachteilen und Kosten. Wir gehen davon aus, dass zB. Wasserstoff seine Nische finden wird. Vielleicht im Hochofen in der Stahlerzeugung. Vielleicht wird man im Sommer mit Photovoltaik-Überschuss Wasserstoff erzeugen, damit man im Winter daraus Strom gewinnen kann.
Wahrscheinlich wird man aber damit nicht Autofahren und Häuser heizen.
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Bei Fragen zum Artikel:Markus Kaufmann
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