Donnerstag, 12. August 2010

Wasserstoff ist kein Ersatz für Erdöl

Die grünen Propagandisten behaupten, dass Wasserstoff die fossilen Energieträger ersetzen könnte. Wir wollen uns hier etwas näher ansehen, zu welchem Preis das möglich wäre.

Die Verbrennung von Wasserstoff ergibt einen Wärmewert von 33 kWh/kg. Benzin und Diesel haben nur einen Nettowärmewert von 12 kWh/kg. Dieser Vergleich ergibt einen großen energetischen Vorteil von Wasserstoff, er berücksichtigt aber nicht die Raummenge, die für die Speicherung eines Kilos der jeweiligen Energieträger erforderlich ist.

Es sind etliche Verfahren zur Isolierung von Wasserstoff bekannt, aber technisch ausgereift ist nur der Einsatz von Strom, wobei man Wasserstoff entweder durch die Elektrolyse von Wasser oder als Nebenprodukt einer chlor-alkalischen Elektrolyse gewinnt. Um 1 kg Wasserstoff auf elektrochemischem Wege aus Wasser zu erhalten, muss man theoretisch 33 kWh aufwenden. Die gegenwärtigen Elektrolysegeräte haben aber nur einen Wirkungsgrad von höchstens 65% des theoretischen Maximums. Das bedeutet, dass in der Realität 51 kWh für die Produktion von 1 kg Wasserstoff einzusetzen sind.

Man muss also zur Herstellung von Wasserstoff fast doppelt so viel Energie aufwenden, wie dann im fertigen Produkt steckt. Im Gegensatz dazu verbraucht die Förderung von Rohöl und seine Weiterverarbeitung zu Benzin/Diesel nur 6% der Primärenergie des geförderten Erdöls.

In einer Wasserstoffwirtschaft entstehen aber noch viele weitere Kosten. Um den Wasserstoff in irgendeiner praktischen Form nutzen zu können, müsste er verflüssigt werden. Das erfordert weitere 10 kWh je kg Wasserstoff. Es wäre auch der Einsatz von hoch komprimiertem Wasserstoff möglich, allerdings zu noch höheren Kosten und Risiken, da man mit einer Druckkraft von 200 bis 400 Bar arbeiten müsste.

Ein zusätzlicher Energieaufwand ist erforderlich für:


  • Die Produktion von gereinigtem Wasser für die Elektrolyse.

  • Die Produktion der Chemikalien, die für die Elektrolyse benötigt werden.

  • Die Schaffung und Aufrechterhaltung einer Infrastruktur zur landesweiten Verteilung des Wasserstoffs.

  • Den Ausgleich der Verluste durch Entweichen und Verdunsten des Wasserstoffs. In Autotanks beträgt der Verdunstungsverlust bis zu 1 - 2 Volumenprozent täglich je nach Umgebungsverhältnissen und Nutzungsdauer.



In Deutschland werden täglich circa 150.000 Tonnen Benzin und Diesel verbraucht, um die Fahrzeugflotte, die Binnenschiffe und stationär installierte Motoren anzutreiben. Um den Wasserstoff herzustellen, der die fossilen Energieträger im deutschen Transportwesen ersetzen könnte, müsste man 88 Kraftwerke mit einer jeweiligen Kapazität von 1.600 MW ununterbrochen gleichzeitig betreiben. Diese Strommenge wäre das 2,3 fache dessen, was heute in Deutschland an Elektrizität produziert wird. Oder man müßte 46% des elektrischen Stroms verwenden, den alle Kernkraftwerke der Welt zusammen erzeugen, um den flüssigen Wasserstoff allein für das deutsche Transportwesen bereit zu stellen.

Wie oben bereits ausgeführt, ist der Energiegehalt von Wasserstoff mit 33 kWh/kg um 2,7 mal höher als der Energiegehalt von Benzin/Diesel mit 12 kWh/kg. Man muss in diesem Zusammenhang aber auch das spezifische Gewicht von Wasserstoff berücksichtigen, das mit 0.071 kg/l weniger als ein Zehntel des spezifischen Gewichts von Benzin beträgt, das sich auf 0.75 kg/l beläuft. Das sich daraus ergebende Volumenverhältnis von 1:10,56 ergibt in Bezug auf den Energiegehalt ein Energieäquivalenzverhältnis von 1:3,84. Das bedeutet für ein Auto, das auf Wasserstoff umgestellt werden soll, ohne an Reichweite einzubüssen, dass sein bisheriger Tank für 60 l Benzin durch einen Tank von mindestens 230 l für flüssigen Wasserstoff ersetzt werden müsste.

Auch Sicherheitserwägungen sprechen gegen Wasserstoff, dessen Zündenergie nur ein Zehntel derjenigen von Benzin beträgt. Die Temperatur der unsichtbaren Wasserstoffflamme beträgt 2.045° C. In Verbindung mit Luft bildet Wasserstoff eine explosive Mischung. Die Explosionsgefahr ist in dem sehr weiten Bereich von 4 - 75 Volumenprozent gegeben. Das ist weitaus mehr als das Explosionsspektrum von Benzindampf. Im Bereich von 18 - 59 Volumenprozent detoniert Wasserstoff mit vernichtenden Folgen. Eine derartige Explosion erzeugt Schockwellen, die sich mit einer Geschwindigkeit von 1,9 Kilometer pro Sekunde ausbreiten, also erheblich schneller als der Schall. Der Druck derartiger Wellen kann bis zu 14 Bar betragen. Keine Mauer und schon gar kein Mensch in weitem Umkreis könnten eine solche Explosion überstehen.

Ausserdem ist zu beachten, dass Wasserstoff sich extrem ausbreitet. So kann dieses Element sogar dicke Stahlwände diffundieren. Für alle, die die unregelmäßig anfallenden erneuerbaren Energien wie Wind und Sonne zur Erzeugung von Wasserstoff nutzen wollen, stellt sich damit ein nicht lösbares Speicherproblem. Der von grüner Seite oft gemachte Vorschlag der Lagerung von Wasserstoff unter hohem Druck in unterirdischen Höhlen ist äußerst verantwortungslos, denn auch das festeste Gestein könnte den Wasserstoff nicht zurück halten.

Quelle:
Otto Wildgruber: Hydrogen As Energy Source - An Introduction, ENERGY & ENVIRONMENT, Volume 17, No. 2, 2006, MULTI-SCIENCE PUBLISHING, Brentwood, UK, pp. 275-279.

Mittwoch, 4. August 2010

Das Erdölleck im Golf von Mexiko

Die Explosion der von BP betriebenen Erdölbohranlage Deepwater Horizon am 20. April dieses Jahres war ein schrecklicher Arbeitsunfall, bei dem 11 Arbeiter ums Leben kamen. Das nach dem Unglück unkontrolliert aus dem Bohrloch ausströmende Erdöl hat im Golf von Mexiko einige Umweltschäden angerichtet. Glücklicherweise sind diese aber erheblich geringer, als von Politikern und Mainstreamjournalisten behauptet.

Präsident Obama nannte den Erdölaustritt "the worst environmental disaster America has ever faced". Die Massenmedien sprechen vom "Disaster in the Gulf" und für die grünen Verbände ist sowieso das Ende nahe. Die Realität in der betroffenen Region sieht aber anders aus.

Es ist jetzt, drei Monate nach dem Vorfall, noch nicht möglich, seine Langzeitfolgen einzuschätzen, aber es ist bereits absolut klar, dass die von den Machthabern angekündigte Katastrophe ausgeblieben ist. Sehen wir uns die Schäden im einzelnen etwas näher an:


  • Die Anzahl der bis jetzt gefundenen toten Vögel beträgt weniger als 1% dessen, was nach dem Untergang des Erdöltankers Exxon Valdez vor der Küste von Alaska im Jahre 1989 an Opfern in der Vogelwelt zu beklagen war. Man hat im Golf 3.000 tote Vögel vorgefunden, weniger als die Hälfte davon war sichtbar ölverschmiert. Demgegenüber kostete der Untergang der Valdez 435.000 Vögeln das Leben.

  • Es gab Horrorgeschichten über verölte Delphine, aber bis jetzt haben die staatlichen wildlife-response teams nur die Überreste von 3 Meeressäugetieren angetroffen, die sichtbar Spuren von Erdöl zeigten. Man fand 492 tote Meeresschildkröten, aber nur 17 von ihnen waren sichtbar verölt.

  • Der Fisch- und Krabbenfang wurde von der Regierung in weiten Teilen des Golfes verboten, aber bis jetzt ist kein Erdöl in diesen Beständen nachweisbar. Sogar die alarmistischen Behörden der Regierung Obama sehen sich nunmehr gezwungen, zumindest einen Teil der von ihnen auferlegten Beschränkungen wieder zurückzunehmen, siehe: NOAA Reopens One-Third of Closed Gulf Fishing Area, wo festgestellt wird, dass "No oil has been observed for 30 days in 26,388 square miles to be re-opened for fishing".

  • Die tiefliegenden Marschgebiete an der Küste von Louisiana sind nicht wie angekündigt vom Erdöl überzogen worden, sondern bis jetzt fanden die staatlich eingesetzten Bewertungsteams dort nur 142 Hektar, die verölt sind. Das ist sicher ein ärgerlicher Schaden, aber er ist gering im Vergleich zu den 6.000 Hektar Küstenmarschen, die Louisiana jährlich an das Meer verliert, weil der Mississippi seit seiner vollständigen Regulierung nur noch wenige Sedimente in seinem Delta absetzt. In den letzten hundert Jahren hat dieser Bundesstaat insgesamt 5.000 Quadratkilometer Marschland an die See abgeben müssen.



In einer Stellungnahme für das TIME Magazine sagte Ivor van Heerden, ein ehemaliger Professor für Meereswissenschaften der Louisiana State University: "There's just no data to suggest this is an environmental disaster. I have no interest in making BP look good ... but we're not seeing catastrophic impacts ... There's a lot of hype, but no evidence to justify it."

Die Gründe dafür hätte jedermann von Anbeginn an wissen können:


  1. Das Deepwater Erdöl ist leicht und biologisch gut abbaubar. Deshalb lösten sich die Ölflecken im Golf schnell auf.

  2. Das Wasser im Golf von Mexiko ist so warm, dass dort ölabbauende Bakterien sehr gut gedeihen können.

  3. Die großen Wassermengen, die der Mississippi in den Golf transportiert, haben das Öl größtenteils von der Küste ferngehalten.

  4. Die Natur ist widerstandsfähiger, als die grünen Propagandisten behaupten. So wächst in den von Öl verunreinigten Marschgebieten neues Gras der Gattung Spartina und man kann dort Mangroven sehen, die neue Blätter austreiben, welche von Erdöl schwarz sind.



Der Deepwater Horizon Unfall zeigt wieder einmal das Wesen der Umweltpolitik: übertreiben und Ängste schüren bis zur Hysterie, um diese Emotionen dann als Waffe gegen den Kapitalismus zu verwenden. Präsident Obama hat nach der Explosion der Bohrinsel ein sechsmonatiges Verbot der Tiefwasserförderung von Erdöl verfügt. Nach einer Untersuchung des Institute for Energy Research verursacht dieses Verbot den Verlust von 12.000 Arbeitsplätzen sowie von 2,1 Milliarden Dollar Umsatz in der Erdölwirtschaft und bei ihren Zulieferern. Dazu kommen die Kosten unnötiger Verbote für die Fischerei, der durch die Panikmache hervorgerufene Rückgang im Tourismus und sinnlose Ausgaben für aktionistische Schutzmaßnahmen, die sich als überflüssig herausgestellt haben. So hat z. B. die Regierung von Louisiana 350 Millionen Dollar für Ölsperren auf See ausgegeben, die niemals benötigt wurden. Insgesamt hat die Reaktion der Politiker auf dieses Unglück mehr Schaden angerichtet, als dieses selbst.