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Technologietreiber Gas

Die Zukunft der Energie

Wohl noch nie war seit den Nachkriegswintern Abfallholz als Brennholz so begehrt wie heute
Wohl noch nie war seit den Nachkriegswintern Abfallholz als Brennholz so begehrt wie heute

Foto: Junior Libby, Lizenz CC0 Public Domain, via PublicDomainPictures.net

Spaziert man durchs Dorf, dann hört man noch öfter als sonst zu dieser Jahreszeit bestimmte Geräusche: Das Knattern einer Kettensäge, das Kreischen einer Kreissäge oder das Summen der Hydraulik eines Holzspalters illustrieren das Thema dieser Wochen und Monate: Energie.

Heizen mit Holz und niedrige Temperaturen in der Wohnung sind keine Dauerlösung

Allerdings kann das Heizen mit Holz für viele nicht die Dauerlösung sein – und wer weder Ofen noch eigene Holzvorräte hat, muss sich wohl soundso stärker denn je aufs Energiesparen versehen. Hintergrund sind die generell hohen Kosten für Energie, die die sächsischen Städte, Gemeinden und Landkreise bereits Mitte September 2022 zu einem Appell an die Bundes- und Landespolitik veranlasst hatten.

An Energiespar-Ratschlägen mangelt es indes nicht. Ein Grad Celsius Raumtemperatur weniger, das spart sechs Prozent Energie und damit Heizkosten, sagt man. Nur ist dieses Sparpotential schnell ausgereizt und wer Kinder hat oder hochbetagt ist, für den kommt diese Form des Sparens im Grunde nicht infrage.

Elektrischer Strom und Gas als Energieträger 

Wo die Energie der Zukunft herkommen soll, darüber wird aktuell viel diskutiert und wer würde es wagen, eine als weitgehend sicher geltende Prognose abzugeben? Auch wenn vieles für eine zunehmende Bedeutung der Elektroenergie spricht, von dezentraler Stromerzeugung bis hin zum Heizen mit Wärmepumpen, scheint das Potential gasförmiger Energieträger längst nicht ausgereizt. Dabei ist die künftige Nutzung des Erdgasnetzes für Wasserstoff nur ein Aspekt.

Mit Wasserstoffantrieb Kohlendioxid aus der Luft holen

In Görlitz wird etwa an Wasserstoff als Fahrzeugantrieb geforscht. Jedoch ist der Ansatz, den die Metaliq GmbH, angesiedelt aus dem Görlitzer Siemens Innovationscampus, verfolgt, zweifelsohne ungewöhnlich: Der Wasserstoff wird erst unterwegs im Fahrzeug erzeugt. Bei der chemischen Reaktion, die der Görlitzer Anzeiger in einem Beitrag beschrieben hat, wird sogar das klimaschädliche Kohlendioxid aus der Luft geholt – und zwar umso mehr, desto mehr Wasserstoff erzeugt wird. Auf den Punkt gebracht: Wer mit solch einem Antrieb Auto fährt, holt mehr Kohlendioxid aus der Luft, je schneller er fährt.

Dem Erdgas Wasserstoff beimischen

Ein konkreter Beitrag, Erdgas einzusparen, wäre die Beimischung von Wasserstoff im Erdgasnetz. Das ist freilich nur dann so richtig sinnvoll, wenn zu diesem Zweck grüner Wasserstoff – gewonnen durch Elektrolyse aus Wasser – zur Verfügung steht. Auf jeden Fall würde ein Wasserstoffanteil im Gas die Kohlendioxid-Emissionen weiter senken. Durch die Wasserstoffbeimischung sinkt allerdings auch der Brennwert des Erdgases, es müssten folglich größere Mengen transportiert werden. Dennoch würde der Vorteil eines bestehenden, gut ausgebauten Erdgasnetzes genutzt und mit dem Gas können dezentral Wärme und elektrischer Strom erzeugt werden.

Ammoniak, das sind Wasserstoff und Stickstoff für die Abgasentgiftung und als Düngergrundlage für die Landwirtschaft

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Eine weitere Möglichkeit ist es, Wasserstoff mit Stickstoff chemisch zu Ammoniak zu verbinden. Das heute großtechnisch angewendete Verfahren dafür haben die deutschen Chemikern Fritz Haber und Carl Bosch zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelt. Ammoniak ist die Grundlage – nicht nur die Markersdorfer Landwirte wissen das –  für alle Stickstoff-Düngemittel und übrigens auch für Harnstoff. Harnstoff ist zu 32,5 Prozent im Diesel-Abgasreiniger AdBlue zu finden, der Rest ist Wasser. AdBlue wird direkt ins Diesel-Abgas eingespritzt, wo der Harnstoff Ammoniak freisetzt, das im Katalysator mit Stickoxiden zu Stickstoff und Wasserdampf reagiert.

Ammoniak als Wasserstoffträger für Transport und Lagerung

Allerdings eignet sich Ammoniak  auch, um einen großen Nachteil von Wasserstoff auszugleichen: Weil Wasserstoff bezogen auf das Volumen nur eine geringe Energiedichte besitzt, lässt er sich nur teuer transportieren und kaum im nennenswerten Umfang lagern. Sollen jedoch beispielsweise Schiffe mit Wasserstoff angetrieben werden, bietet sich Ammoniak an: Es hat eine hohe volumenbezogene Wasserstoffdichte und ist völlig frei von Kohlenstoff. Um aus flüssigem Ammoniak wieder Wasserstoff zu gewinnen, wird dieses erhitzt. In einem Reaktor entsteht dann ein Wasserstoff-Stickstoff-Gasgemisch, aus dem der Stickstoff abgeschieden wird.

Gasnutzung als Technologietreiber

Beim Gedanken, zukünftig noch mehr als bisher auf elektrischen Strom zu setzen, wird bereits die Frage diskutiert, wie nachhaltig Kupfer ist und wie der Mehrbedarf an diesem Buntmetall gedeckt werden soll. Gegenüber fossilen Kraftwerken brauchen Solaranlagen und noch stärker Windkraftanlagen nämlich ein Mehrfaches an Kupfer pro Megawatt installierter Leistung, der Elektro-Pkw benötigt deutlich mehr als doppelt so viel Kupfer wie ein Verbrenner.

Während die Elektrotechnik in ihrer Entwicklung weitgehend ausgereizt scheint, erweist sich Gas als Technologietreiber, allein in Bezug auf den Einsatz von Wasserstoff von der Erzeugung bis hin zur Brennstoffzelle. Ein weiterer Punkt im High-Tech-Bereich der Gastechnologien ist die hochpräzise eingriffsfreie Durchflussmessung von Gasen. Dabei werden außen am Rohr Sensoren angebracht, von denen der eingriffsfreie Gasdurchflussmesser per Ultraschall gewonnene Daten erhält.

Was man jetzt tun kann

Bei der Bereitstellung von Gas als Rohstoff oder Energieträger sind dem einzelnen Unternehmen oder Privathaushalt die Hände gebunden, auch sind die Anwendungstechnologien nicht unbedingt in der Breite verfügbar; gewöhnlich ist der Heizungs- beziehungsweise Gasinstallateur der richtige Ansprechpartner.

Anders im Elektrobereich: Auf Solarstrom setzen können viele bereits heute, selbst wenn es sich nur um ein sogenanntes Balkonkraftwerk – anzeigepflichtig, aber genehmigungsfrei – von maximal 600 Watt Leistung handeln sollte. Wer heftige Verbraucher wie etwa die Waschmaschine bevorzugt während der Sonnenstunden laufen lässt, kann das Einsparpotential gut ausreizen, die Anschaffung amortisiert sich binnen weniger Jahre.

Ein Beitrag der Redaktion markersdorf.de

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