Die Waermewende

Für Heizungszwecke energetisch ineffizient und unwirtschaftlich: Ist es in
einem regenerativen Energiesystem überhaupt sinnvoll, aus Strom Gas zu erzeugen,
nur um dieses in einer KWK wieder in Strom zurück zu verwandeln?
Perner, Unteutsch und Lövenich (2018, S. 13) dokumentieren die auf diesem
Weg zu berücksichtigenden Wirkungsgrade der verschiedenen Prozesse. Zunächst
gehen ca. 5 % der regenerativ erzeugten Primärenergie im Übertragungsnetz
verloren, mindestens weitere 30 % treten als Abwärme in der
Elektrolyse auf, so dass bestenfalls 67 % in Form von Wasserstoff verfügbar
sind. Daraus macht die Brennstoffzelle ca. 24 % Wärme und 21 % Strom, die
wieder ins Netz eingespeist werden. Ziehen wir diese 21 % von den ursprünglichen
100 % ab, so wurden durch den aufwändigen Prozess aus 79 % des
regenerativ erzeugten Stroms 24 % Wärme gewonnen. Verluste durch die
Speicherung von Wasserstoff sind dabei noch nicht berücksichtigt. Der Gesamtwirkungsgrad
liegt damit bei ca. 30 %, etwa ein Zehntel des Wirkungsgrades
einer Wärmepumpe, die auf Basis von regenerativ erzeugtem Strom
ca. 300 % Wärme bereitstellt. Beim Vergleich der Wärmepumpe mit einer mit
grünem Wasserstoff betriebenen Brennstoffzellenheizung erwarten Baldino
et al. (2021, S. 7) für die Haushalte daher Heizkosten, die knapp um den Faktor
acht höher liegen als im Fall der elektrischen Wärmepumpe. Hinzu kommt,
dass Wasserstoff als möglicher klimaneutraler Energieträger vermutlich bis
auf weiteres nur begrenzt verfügbar sein dürfte (Scientists for Future, 2022a)
und daher nur in Anwendungen zum Einsatz kommen sollte, in denen er aufgrund
seiner stofflichen Eigenschaften unverzichtbar ist. Der Einsatz von
Brennstoffzellen zur Wärmegewinnung über KWK ist daher bis auf Nischenanwendungen
nicht sinnvoll.
Wasserstoff-Brennstoffzellen in Energie-Insel-Lösungen: BHKW auch in
Form von Brennstoffzellen-Anlagen könnten u.a. bei Energie-Insel-Lösungen
eine wichtige Rolle für die lokale Netzstabilität und die Versorgungssicherheit
mit Strom spielen. KWK-Wärme fällt dann als Nebenprodukt ab. Ob dabei
Brennstoffzellen die herkömmlichen Verbrennungsmotoren ersetzen können,
hängt davon ab, ob ihr potenziell höherer Stromwirkungsgrad durch die
Entwicklung preisgünstigerer Anlagen zum Tragen kommt.
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