1.Was ist Wasserstoffenergie?
Wasserstoff, das Element Nummer eins im Periodensystem, hat die geringste Anzahl an Protonen – nur eins. Das Wasserstoffatom ist zudem das kleinste und leichteste aller Atome. Wasserstoff kommt auf der Erde hauptsächlich in gebundener Form vor, am häufigsten in Form von Wasser, der im Universum am weitesten verbreiteten Substanz.
Wasserstoff hat einen sehr hohen Brennwert. Vergleichen Sie die Wärmemenge, die bei der Verbrennung der gleichen Masse Erdgas, Benzin und Wasserstoff freigesetzt wird:
Unter den gleichen Bedingungen
Beim Verbrennen von 1 Gramm Erdgas entstehen der Messung zufolge etwa 55,81 Kilojoule Wärme;
Beim Verbrennen von 1 Gramm Benzin werden etwa 48,4 Kilojoule Wärme freigesetzt.
Beim Verbrennen von 1 Gramm Wasserstoff werden etwa 142,9 Kilojoule Wärme freigesetzt.
Bei der Verbrennung von Wasserstoff entsteht 2,56-mal so viel Wärme wie bei Erdgas und 2,95-mal so viel Wärme wie bei Benzin. Aus diesen Daten lässt sich leicht erkennen, dass Wasserstoff die grundlegenden Eigenschaften eines idealen Kraftstoffs besitzt – einen hohen Brennwert!
Wasserstoffenergie gehört hauptsächlich zur Sekundärenergie. Entscheidend ist, ob ihre Logik, Technologie und Wirtschaftlichkeit die Bedeutung und den Wert für ökologisches Gleichgewicht, Umweltmanagement und Klimawandel berücksichtigen. Sekundärenergie stellt das Bindeglied zwischen Primärenergie und Energieverbrauchern dar und lässt sich in zwei Kategorien unterteilen: Prozessleistungsquelle und Körperenergie. Zweifellos ist elektrische Energie die am häufigsten genutzte Prozessleistungsquelle, während Benzin, Diesel und Kerosin die am häufigsten genutzten Energiequellen sind.
Da sich „Prozessleistungsquellen“ nur schwer in großen Mengen direkt speichern lassen, können moderne, hochmobile Transportfahrzeuge wie Autos, Schiffe und Flugzeuge logischerweise keine großen Mengen elektrischer Energie aus Kraftwerken nutzen. Stattdessen können sie nur große Mengen „energiehaltiger Energie“ wie Benzin, Diesel, Flugkerosin und Flüssigerdgas nutzen.
Traditionen sind jedoch nicht immer von Dauer und nicht immer logisch. Mit dem Aufkommen und der Entwicklung von Elektro- und Hybridfahrzeugen kann die „Prozessleistungsquelle“ auch die „energiehaltige Energie“ ersetzen. Logischerweise werden die Ressourcen durch den kontinuierlichen Verbrauch fossiler Energiequellen irgendwann erschöpft sein, und es wird unweigerlich neue „energiehaltige Energie“ entstehen, deren wichtigster Vertreter Wasserstoff ist.
Wasserstoff kommt in der Natur in großen Mengen vor und macht schätzungsweise 75 Prozent der Masse des Universums aus. Er ist in Luft, Wasser, fossilen Brennstoffen und allen Arten von Kohlenhydraten weit verbreitet.
Wasserstoff zeichnet sich durch gute Verbrennungseigenschaften, einen hohen Zündpunkt, einen breiten Brennbereich und eine hohe Verbrennungsgeschwindigkeit aus. Aus Sicht des Heizwerts und der Verbrennung ist Wasserstoff zweifellos eine hochwertige und effiziente Energiequelle. Darüber hinaus ist Wasserstoff selbst ungiftig. Neben der Bildung von Wasser und einer geringen Menge Wasserstoffnitrid bei der Verbrennung entstehen keine umweltschädlichen Schadstoffe und es entsteht kein Kohlendioxidausstoß. Daher gehört Wasserstoffenergie zu den sauberen Energien, die für die ökologische Umweltpolitik und die Reduzierung der Kohlendioxidemissionen von großer Bedeutung sind.
2. Die Rolle der Wasserstoffenergie
Wasserstoffenergie verfügt über eine riesige industrielle Kette, die die Wasserstoffaufbereitung, -speicherung, -transport und -betankung, Brennstoffzellen und Terminalanwendungen umfasst.
Bei der Stromerzeugung kann Wasserstoffenergie zur sauberen Stromerzeugung genutzt werden, um den Strombedarf auszugleichen und den Engpass bei der Stromversorgung während der Spitzenzeiten zu beheben.
Beim Heizen kann Wasserstoffenergie mit Erdgas gemischt werden, das eine der wenigen kohlenstoffarmen Energiequellen ist, die in Zukunft mit Erdgas konkurrieren kann.
Im Luftfahrtsektor, der jedes Jahr mehr als 900 Millionen Tonnen Kohlendioxid ausstößt, ist Wasserstoffenergie der wichtigste Weg zur Entwicklung einer kohlenstoffarmen Luftfahrt.
Im militärischen Bereich können Wasserstoffbrennstoffzellen eingesetzt werden, da sie den Vorteil haben, leise zu sein, Dauerstrom zu erzeugen und eine hohe Energieumwandlung zu ermöglichen, was eine wichtige Voraussetzung für die Tarnung von U-Booten ist.
Wasserstofffahrzeuge zeichnen sich durch eine gute Verbrennungsleistung, schnelle Zündung, einen hohen Heizwert und reichlich Reserven aus. Wasserstoffenergie verfügt über ein breites Spektrum an Quellen und Anwendungen, wodurch der Anteil fossiler Energieträger effektiv reduziert werden kann.
Die Verbesserung des Niveaus sauberer Entwicklung und die Entwicklung von Wasserstoffenergie sind wichtige Voraussetzungen für den Aufbau eines sich aus mehreren Energien ergänzenden Energieversorgungssystems und eine wichtige Triebkraft für die Energieumwandlung und -modernisierung.
Veröffentlichungszeit: 19. April 2023