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Woher bekommt die Brennstoffzellen-Heizung eigentlich den Wasserstoff?

von Viessmann ‎09-02-2015 18:00 - bearbeitet ‎09-02-2015 18:12 (44.114 Ansichten)

Brennstoffzelle.jpgWie kommen Heizungen und Brennstoffzellen eigentlich zusammen? Die Brennstoffzellentechnologie kennt man eher aus der Raumfahrt, oder aus dem Automobilsektor, wo schon seit Jahren daran geforscht wird. So kündigte z.B. Toyota kürzlich die Markteinführung des ersten brennstoffzellenbetriebenen Fahrzeugs an – ein großer Schritt für die Brennstoffzellentechnologie. Doch hier stellt sich für den Fahrer eines solchen Autos eine recht entscheidende Frage: Wo kann ich eigentlich Wasserstoff tanken? In Deutschland gibt es derzeit 16 Wasserstofftankstellen – sicherlich noch ausbaufähig.


Brennstoffzellen werden aber nicht nur in der Raumfahrt und im Auto verbaut, sondern auch als Anwendung im Haus. Ähnlich wie ein Motor produzieren Brennstoffzellen Energie, genaugenommen Strom und Wärme. Da im Haushalt beides benötigt wird, erscheint es sinnvoll, Brennstoffzellen auch im Haus einzusetzen. Ein Auto soll in erster Linie fahren. Entstehende Wärme wird kaum, bis gar nicht benötigt. Im Haus kann sie jedoch zur Unterstützung der Heizung und zur Erwärmung des Trinkwassers genutzt werden. So kann auch im Sommer Strom produziert werden, ohne das die Wärme „weggeworfen“ wird.


Aber Moment: Brennstoffzellen brauchen Wasserstoff und es gibt doch nur 16 Tankstellen dafür? Wenn ich nicht zufällig in der Nähe einer dieser Tankstellen wohne, habe ich doch das gleiche Problem wie das Brennstoffzellenauto, oder? Hier haben Brennstoffzellenheizgeräte, wie z.B. die Vitovalor 300-P von Viessmann eine Lösung parat, damit jeder Haushalt von den Vorzügen des eigenen „Kraftwerks im Keller“ profitieren kann. Dieses Gerät wird nämlich mit Erdgas betrieben.

 

Brennstoffzelleneffekt.jpg

Die Brennstoffzelle funktioniert natürlich immer noch mit Wasserstoff, dieser wird jedoch aus dem Erdgas gewonnen. Erdgas – genauer genommen Methan – besteht nämlich aus Kohlenstoff (chemisches Symbol C) und Wasserstoff (chemisch H) im Verhältnis 1:4. Chemisch ist Methan also CH4. Bevor das Erdgas in die Brennstoffzelle kommt, wird diese Verbindung in einem sogenannten Reformer gelöst. Mittels heißem Wasserdampf (chemisch H2O) entsteht aus dem Erdgas Wasserstoff (H2) und Kohlendioxid (CO2). Mit diesem Gemisch aus den Gasen Wasserstoff und CO2 wird dann die Brennstoffzelle betrieben und erzeugt direkt aus dem Gas Strom und warmes Wasser, ohne eine Verbrennung.


In diesem Video ist der Prozess sehr anschaulich dargestellt:

 

 

Wasserstoff als Kraftstoff wird zukünftig eine wichtige Rolle spielen. Ob als Treibstoff für PKWs, zur Stromerzeugung, als Energiespeicher oder eben zum Betrieb einer stationären Brennstoffzelle in einem Heizgerät – die technischen Innovationen weisen hier klar in diese Richtung. Auch regenerativ erzeugter Strom kann zur Herstellung von Wasserstoff aus Wasser dienen. So kann bei Stromüberschuss Wasserstoff als Energieträger produziert werden und bei zu wenig Wind und Dunkelheit aus Wasserstoff wieder Strom (und Wärme) produziert werden. Durch regenerativen Strom erzeugter Wasserstoff lässt dann Autos und Stromkraftwerke emissionsfrei werden.

Kommentare
von NoDoubts
am ‎09-05-2019 11:55

"Mittels heißem Wasserdampf (chemisch H2O) entsteht aus dem Erdgas Wasserstoff (H2) und Kohlendioxid (CO2). "

 

Was passiert denn eigentlich mit dem CO2? Geht das dann trotzdem in die Atmosphäre? Wie unterscheidet sich der CO2-Ausstoß?

von Viessmann
am ‎13-05-2019 10:26

Hallo NoDoubts, 

CO² ensteht immer bei der Verwendung von Kohlenwasserstoffen, wo auch das Erdgas zu zählt. Das Erdgas hat einen CO² Faktor von 228 g/kWh. Dagegen hat der deutsche Verdrängungs-Strom-Mix (Strom aus Kohle und Gas) einen CO² Faktor von 798 g/kWh. Im Vergleich hat die dezentrale Versorgung "Strom aus Erdgas" zu gewinnen mehr Einsparungspotential.

Der Vergleich:

Zentrale Stromerzeugung & dezentrale Wärmeerzeugung 1kWh Wärme +  0,75 kWh Strom
228 mg CO² für die Wärme durch ein Gas-Gerät  
598,5 mg CO² für den Strom aus dem Netz
826,5 mg CO² in Summe

Brennstoffzelle Vitovalor 
2 kWh Gaseinsatz für 1 kWh Wärme und 0,75 kWh Strom
entspricht 456 mg CO² (228mg/kwh x 2) 

456 mg / 826,5 mg = 55%

Fazit: Mit der Brennstoffzelle Vitovalor sind 45% CO² Einsparung gegenüber der zentralen Stromerzeugung möglich.

Beste Grüße °ro

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