{"id":22082,"date":"2020-06-02T10:15:05","date_gmt":"2020-06-02T08:15:05","guid":{"rendered":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/?p=22082"},"modified":"2024-02-21T10:55:12","modified_gmt":"2024-02-21T09:55:12","slug":"die-energie-der-zukunft","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/branchen\/heizung\/die-energie-der-zukunft_22082\/","title":{"rendered":"Die Energie der Zukunft"},"content":{"rendered":"

Zu einer Zeit, als Kohle noch der Brenn\u00adstoff Nr. 1 war und die Diskus\u00adsion um erneu\u00ader\u00adbare Ener\u00adgien in weiter Ferne lag, prophe\u00adzeite Jules Vernes in seinem 1874 ver\u00f6f\u00adfent\u00adlichten Roman \u201eDie geheim\u00adnis\u00advolle Insel\u201c: \u201eDas Wasser ist die Kohle der Zukunft. Die Energie von morgen ist Wasser, das durch elek\u00adtri\u00adschen Strom zerlegt worden ist. Die so zerlegten Elemente des Wassers, Wasser\u00adstoff und Sauer\u00adstoff, werden auf unab\u00adseh\u00adbare Zeit hinaus die Ener\u00adgie\u00adver\u00adsor\u00adgung der Erde sichern.\u201c Knapp 150 Jahre nachdem der fran\u00adz\u00f6\u00adsi\u00adsche Schrift\u00adsteller diese Zeilen schrieb, hat sich seine Vision noch lange nicht erf\u00fcllt. Doch ange\u00adsichts der Heraus\u00adfor\u00adde\u00adrungen durch den Klima\u00adwandel und der Suche nach neuen Ener\u00adgie\u00adquellen erlebt Wasser\u00adstoff als Ener\u00adgie\u00adlie\u00adfe\u00adrant in Politik, Wissen\u00adschaft und Indus\u00adtrie eine immer gr\u00f6\u00dfere Aufmerk\u00adsam\u00adkeit. Der Vorteil liegt schlie\u00df\u00adlich auf der Hand: Bei der Verbren\u00adnung entsteht kein klima\u00adsch\u00e4d\u00adli\u00adches Kohlen\u00adstoff\u00addi\u00adoxid \u2013 nur Wasser.<\/p>\n

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Der Einsatz von Wasser\u00adstoff f\u00fcr das Heizen kann einen wesent\u00adli\u00adchen Beitrag zum Klima\u00adschutz leisten.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Der Nach\u00adteil: Wasser\u00adstoff kommt auf der Erde nahezu nur in gebun\u00addener Form vor. Um es zu gewinnen, ben\u00f6\u00adtigt man viel Energie. Wie schon von Jules Vernes umrissen, l\u00e4sst sich das Element mittels Elek\u00adtro\u00adlyse gewinnen. Bei diesem Verfahren wird mittels Strom das Wasser in seine Bestand\u00adteile Wasser\u00adstoff und Sauer\u00adstoff zerlegt. Klima\u00adneu\u00adtral bleibt der Brenn\u00adstoff also nur, wenn auch die Elek\u00adtri\u00adzit\u00e4t aus umwelt\u00adfreund\u00adli\u00adchen Quellen stammt. Hier kommen erneu\u00ader\u00adbare Ener\u00adgien ins Spiel.<\/p>\n

Durch deren Ausbau wird es immer wich\u00adtiger, \u00fcber\u00adsch\u00fcs\u00adsige Energie, die nicht sofort ins Netz einge\u00adspeist werden kann, auch \u00fcber l\u00e4ngeren Zeit\u00adraum zu spei\u00adchern. Wind und Sonne halten sich eben nicht an die Nach\u00adfrage. In soge\u00adnannten Power to Gas-Anlagen l\u00e4sst sich dieser klima\u00adfreund\u00adliche Strom nutzen, um beispiels\u00adweise Wasser\u00adstoff zu produ\u00adzieren. Da Haus\u00adhalte einen gro\u00dfen Anteil am CO2<\/sub>-Aussto\u00df haben, k\u00f6nnte der Einsatz von Wasser\u00adstoff f\u00fcr das Heizen einen wesent\u00adli\u00adchen Beitrag zum Klima\u00adschutz leisten. Noch ist die Herstel\u00adlung recht kosten\u00adin\u00adtensiv, doch die Heiz\u00adtechnik\u00adbranche steht in den Start\u00adl\u00f6\u00adchern.<\/p>\n

Wasser\u00adstoff ist auf dem Vormarsch<\/h2>\n

Bild 1: Das Grund\u00adprinzip der Brenn\u00adwer\u00adtherme funk\u00adtio\u00adniert auch mit Wasser\u00adstoff. Aber nur wenn die Kompo\u00adnenten entspre\u00adchend ange\u00adpasst werden. Der Wasser\u00adstoff brennt anders als Erdgas. (Foto | ebm-papst)<\/p><\/div><\/div>\n

Bereits heute ist es erlaubt, in Abh\u00e4n\u00adgig\u00adkeit von den Gaskenn\u00adwerten nach DVGW Arbeits\u00adblatt G260 Erdgas mit 4\u2008bis 10 % Wasser\u00adstoff anzu\u00adrei\u00adchern. Doch w\u00e4re es m\u00f6glich, ganz auf Wasser\u00adstoff umzu\u00adsteigen? Momentan laufen mehrere Projekte, um genau das heraus\u00adzu\u00adfinden. So hat die briti\u00adsche Regie\u00adrung mit \u201eHy4Heat\u201c ein Programm aufge\u00adsetzt, das pr\u00fcfen soll, welche tech\u00adni\u00adschen und logis\u00adti\u00adschen H\u00fcrden zu nehmen sind, um den Wasser\u00adstoff\u00adan\u00adteil nach und nach zu stei\u00adgern. In Gro\u00df\u00adbri\u00adtan\u00adnien ist mit 80 % der Anteil der Haus\u00adhalte, die auf Gas setzen, im inter\u00adna\u00adtio\u00adnalen Vergleich beson\u00adders hoch, der posi\u00adtive Effekt w\u00e4re damit beson\u00adders sp\u00fcrbar.<\/p>\n

Die dritt\u00adgr\u00f6\u00dfte Stadt des Landes Leeds plant, einen Teil ihres Gasnetzes mittel\u00adfristig auf 100\u2008% Wasser\u00adstoff umzu\u00adstellen. Auch auf dem Fest\u00adland, genauer gesagt in den Nieder\u00adlanden, gehen die \u00dcber\u00adle\u00adgungen in eine \u00e4hnliche Rich\u00adtung. Dort kommt hinzu, dass die Ressourcen der Erdgas\u00adfelder bald ausge\u00adsch\u00f6pft sind. In Rozen\u00adburg bei Rotterdam laufen bereits Feld\u00adtests mit einer Wasser\u00adstoff\u00adan\u00adrei\u00adche\u00adrung von 100\u2008%. Deutsch\u00adland wiederum ist f\u00fchrend, wenn es um Power-to-Gas-Anlagen geht. Die Forscher unter\u00adsu\u00adchen in Test\u00adan\u00adlagen, wie sich mit mini\u00admalem Ener\u00adgie\u00adein\u00adsatz m\u00f6glichst viel Wasser\u00adstoff erzeugen l\u00e4sst. Und es gibt diverse Studien zur Umwand\u00adlung von Gaspipe\u00adlines zu Wasser\u00adstoff\u00adpipe\u00adlines. Kurz: Der Markt ist in Bewe\u00adgung.<\/p>\n

Heraus\u00adfor\u00adde\u00adrungen f\u00fcr Hersteller<\/h2>\n

Etliche Hersteller arbeiten daher daran, ihre Brenn\u00adwert\u00adge\u00adr\u00e4te auf den sauberen Ener\u00adgie\u00adlie\u00adfe\u00adranten vorzu\u00adbe\u00adreiten (Bild\u20081). Ziel ist es, dies mit m\u00f6glichst wenigen tech\u00adni\u00adschen und konstruk\u00adtiven \u00c4nde\u00adrungen zu schaffen. Die gute Nach\u00adricht: Das bishe\u00adrige Funk\u00adti\u00adons\u00adprinzip kann bestehen bleiben. Aufgrund der Eigen\u00adschaften von Wasser\u00adstoff m\u00fcssen hier jedoch im Wesent\u00adli\u00adchen folgende Aspekte ber\u00fcck\u00adsichtig werden: die Leckage-Anfor\u00adde\u00adrungen, die Mate\u00adri\u00adal\u00adver\u00adtr\u00e4g\u00adlich\u00adkeit und vor allem das Brenn\u00adver\u00adhalten.<\/p>\n

Stich\u00adwort Leckage: Wasser\u00adstoff ist das leich\u00adteste aller chemi\u00adschen Elemente mit der nied\u00adrigsten Dichte, es besitzt eine h\u00f6here Permea\u00adbi\u00adlit\u00e4t als Erdgas durch Elas\u00adto\u00admere und Kunst\u00adstoffe hindurch und hat wegen der etwas klei\u00adneren dyna\u00admi\u00adschen Visko\u00adsit\u00e4t eine gering\u00adf\u00fcgig h\u00f6here Leckage als Erdgas. Die Dich\u00adtig\u00adkeit der Kompo\u00adnenten in der Brenn\u00adwert\u00adtherme muss entspre\u00adchend ange\u00adpasst und mit entspre\u00adchenden Pr\u00fcf\u00adver\u00adfahren kontrol\u00adliert werden. Eben\u00adfalls gilt es, die Vertr\u00e4g\u00adlich\u00adkeit der Mate\u00adria\u00adlien zu \u00fcber\u00adpr\u00fcfen.<\/p>\n

Beson\u00addere Aufmerk\u00adsam\u00adkeit erfor\u00addert das Brenn\u00adver\u00adhalten (siehe Tabelle). So ist die Flam\u00admen\u00adge\u00adschwin\u00addig\u00adkeit achtmal h\u00f6her als bei Methan. Dementspre\u00adchend k\u00f6nnen Hersteller nicht mit den bishe\u00adrigen Bren\u00adnern arbeiten, der Druck\u00adver\u00adlust steigt und die Leis\u00adtung der Gebl\u00e4se muss opti\u00admiert werden. Vor allem muss darauf geachtet werden, dass die Z\u00fcndung nicht zu sp\u00e4t erfolgt. Wasser\u00adstoff ist n\u00e4mlich sehr reaktiv und z\u00fcndet wesent\u00adlich besser als Methan. Der Feue\u00adrungs\u00adau\u00adtomat muss deshalb gerin\u00adgere Z\u00fcnd\u00adzeiten ber\u00fcck\u00adsich\u00adtigen. Ein weiterer Knack\u00adpunkt ist, dass f\u00fcr die Kontrolle und \u00dcber\u00adwa\u00adchung der Verbren\u00adnung die g\u00e4ngigen Flam\u00admen\u00admess\u00adver\u00adfahren mittels Ioni\u00adsa\u00adtion nicht m\u00f6glich sind. Heiz\u00adge\u00adr\u00e4\u00adte\u00adher\u00adsteller m\u00fcssen also neue Sensoren oder Ther\u00admo\u00adele\u00admente erproben.<\/p>\n

Tabelle: Vergleich der Stoff\u00addaten von Wasse\u00adar\u00adstoff, Methan und Propan.<\/p><\/div><\/div>\n

Ein entschei\u00addender Punkt ist zudem: Wasser\u00adstoff hat zwar einen gerin\u00adgeren Heiz\u00adwert als Methan, der f\u00fcr den Austausch von Brenn\u00adgasen wich\u00adtige Wobbe\u00adindex ist jedoch ann\u00e4\u00adhernd gleich hoch. Um eine opti\u00admale Vermi\u00adschung im Venturi zu reali\u00adsieren, muss der Gas-Luft-Verbund\u00adregler entspre\u00adchend ange\u00adpasst werden. Dem Zusam\u00admen\u00adspiel von Gasge\u00adbl\u00e4se, Venturi und Gasventil kommt dementspre\u00adchend eine wich\u00adtige Bedeu\u00adtung zu.<\/p>\n

NRV 118 bereit f\u00fcr H2<\/sub><\/h2>\n

Bild 2: Der \u201eNRV 118 \u2013 Hydrogen\u201c ist f\u00fcr den Wasser\u00adstoff\u00adein\u00adsatz bestens geeignet. (Foto | ebm-papst)<\/p><\/div><\/div>\n

Der NRV 118 (Bild 2) von ebm-papst ist ohne \u00c4nde\u00adrungen bereits f\u00fcr den Einsatz mit einem Wasser\u00adstoff\u00adan\u00adteil von bis zu 10 % ausge\u00adlegt. Die Inge\u00adnieure des Lands\u00adhuter Stand\u00adorts haben das etablierte Verbund\u00adsystem NRV 118 nun in mehreren Unter\u00adsu\u00adchungen und ersten Feld\u00adtests auf die Wasser\u00adstoff\u00adtaug\u00adlich\u00adkeit \u00fcber\u00adpr\u00fcft. Das Ergebnis: Mit einigen \u00c4nde\u00adrungen l\u00e4sst sich das Verbund\u00adsystem auf den Einsatz mit 100 Prozent Wasser\u00adstoff anpassen. Das betrifft beispiels\u00adweise die Dich\u00adtig\u00adkeit von Gasventil und Gebl\u00e4se, f\u00fcr die die Anfor\u00adde\u00adrungen erh\u00f6ht wurden. Die verwen\u00addeten Kunst\u00adstoffe und Metalle wurden auf ihre Eignung \u00fcber\u00adpr\u00fcft.<\/p>\n

Ein weiterer Plus\u00adpunkt: Dank spezi\u00adeller Vormi\u00adsch\u00adein\u00adrich\u00adtung ist der NRV 118 bestens f\u00fcr den Wasser\u00adstoff\u00adein\u00adsatz geeignet. Das \u201epre-fan-mix\u201c-Gasgebl\u00e4se kompen\u00adsiert den nied\u00adri\u00adgeren Wobbe\u00adindex und Heiz\u00adwert von Wasser\u00adstoff im Saug\u00adbe\u00adtrieb. Kompli\u00adzierte Steu\u00ader\u00adlei\u00adtungen sind nicht erfor\u00adder\u00adlich. Zudem k\u00f6nnen h\u00f6here Modu\u00adla\u00adtionen gefahren werden, da sich das Gasventil durch den Unter\u00addruck optimal ansteuern l\u00e4sst.<\/p>\n

Bild 3: Noch ist es eine Vision. Aber Wasser\u00adstoff k\u00f6nnte in Zukunft das Erdgas abl\u00f6sen und als klima\u00adneu\u00adtraler Brenn\u00adstoff die W\u00e4rme\u00ader\u00adzeu\u00adgung \u00fcber\u00adnehmen. (Illus\u00adtra\u00adtion | ebm-papst)<\/p><\/div><\/div>\n

Unterm Strich k\u00f6nnen Hersteller damit auch bei einem Einsatz von 100 % Wasser\u00adstoff auf den \u201eNRV\u2008118 Hydrogen\u201c setzen. Es wird noch einige Zeit dauern, bis der saubere Brenn\u00adstoff fl\u00e4chen\u00adde\u00adckend zum Heizen einge\u00adsetzt werden kann (Bild\u20083). Aber wenn die Entwick\u00adlungen in Wissen\u00adschaft, Politik und Indus\u00adtrie so weiter\u00adgehen, k\u00f6nnte Jules Vernes Vision in nicht allzu ferner Zukunft aus dem Reich der Fiktion in die Realit\u00e4t treten.\u2002<\/p>\n

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Was f\u00fcr Hersteller von Brenn\u00adwert\u00adthermen bei der Umstel\u00adlung auf Wasser\u00adstoff wichtig ist<\/h3>\n
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  1. Die Flam\u00admen\u00adge\u00adschwin\u00addig\u00adkeit ist achtmal h\u00f6her als bei Methan. Die Gebl\u00e4se m\u00fcssen auf den h\u00f6heren Druck\u00adver\u00adlust der Brenner ange\u00adpasst werden.<\/li>\n
  2. Wegen der gering\u00adf\u00fcgig nied\u00adri\u00adgeren dyna\u00admi\u00adschen Visko\u00adsit\u00e4t muss auf die Leckage geachtet werden.<\/li>\n
  3. Wasser\u00adstoff hat eine hohe Permea\u00adbi\u00adlit\u00e4t. Es m\u00fcssen geeig\u00adnete Elas\u00adtomer-Werk\u00adstoffe verwendet werden.<\/li>\n
  4. Flammen-Mess\u00adver\u00adfahren mittels Ioni\u00adsa\u00adtion ist bei 100% Wasser\u00adstoff nicht m\u00f6glich. Hersteller m\u00fcssen andere Sensoren oder Ther\u00admo\u00adele\u00admente erproben.<\/li>\n
  5. Z\u00fcnd\u00adbe\u00adlas\u00adtungen und Z\u00fcnd\u00adzeiten m\u00fcssen bei reinem Wasser\u00adstoff m\u00f6glichst niedrig gehalten werden.<\/li>\n
  6. Der Heiz\u00adwert von Wasser\u00adstoff ist im Vergleich zu Methan geringer. Umso wich\u00adtiger ist ein perfekt abge\u00adstimmter Gas-Luft-Verbund.<\/li>\n<\/ol>\n<\/div>\n

     <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Zu einer Zeit, als Kohle noch der Brenn\u00adstoff Nr. 1 war und die Diskus\u00adsion um erneu\u00ader\u00adbare Ener\u00adgien in weiter Ferne lag, prophe\u00adzeite Jules Vernes in seinem 1874 ver\u00f6f\u00adfent\u00adlichten Roman \u201eDie geheim\u00adnis\u00advolle Insel\u201c: \u201eDas Wasser ist die Kohle der Zukunft. Die Energie von morgen ist Wasser, das durch elek\u00adtri\u00adschen Strom zerlegt worden ist. Die so zerlegten [\u2026]<\/p>\n","protected":false},"author":12,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"wp_typography_post_enhancements_disabled":false,"footnotes":""},"categories":[18,7],"tags":[],"class_list":["post-22082","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-geblaese","category-heizung"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22082","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/12"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=22082"}],"version-history":[{"count":19,"href":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22082\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":22334,"href":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22082\/revisions\/22334"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=22082"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=22082"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=22082"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}