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Alt 14.11.2004, 11:48     #5
Albert   Albert ist offline
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4. Infrastruktur: So wird Wasserstoff gespeichert und verteilt.

Wasserstoff kann – im Gegensatz zu elektrischer Energie – auch in großen Mengen gespeichert werden, in der Regel entweder gasförmig oder flüssig. Damit ist die Möglichkeit gegeben, per Sonnen-, Wasser-, oder Windkraft erzeugte elektrische Energie zur Abspaltung von Wasserstoff zu nutzen und – anders als heute – auch zu speichern. Für sehr große Volumina werden Gasometer verwendet. Mittlere Mengen werden als Gas in Druckspeichern bei circa 30 bar gelagert. Kleinere Mengen können in Druckgasflaschen aus Stahl oder kohlefaserverstärktem Verbundmaterial mit bis zu 400 bar abgefüllt werden. Neue Tanksysteme, die mit bis zu 700 bar Druck befüllt werden können, befinden sich im Forschungsstatus.

In flüssiger Form kann Wasserstoff bei –253 Grad Celsius gespeichert werden. Da diese Speicherform gegenüber der Speicherung als Gas bei 700 bar eine etwa um den Faktor 1,78 höhere Energiedichte pro Volumen aufweist, wird von BMW der Einsatz von Flüssigwasserstoff für die Speicherung in Fahrzeugen favorisiert: Denn je mehr Energie in einem bestehenden Tankvolumen mitgeführt werden kann, desto höher ist die Reichweite des Fahrzeuges. Um die gleiche Energiedichte wie Flüssigwasserstoff zu erreichen, müsste komprimierter Wasserstoff mit 1250 bar gespeichert werden.

Eine weitere Speichermöglichkeit sind sogenannte Hydridspeicher, bei denen Wasserstoff durch Druck in Metallpulver eingelagert und durch Wärmezufuhr wieder freigegeben wird. Hydridspeicher können etwa zwei Prozent ihres Eigengewichts an Wasserstoff aufnehmen, was für den Einsatz im Automobil nicht ausreicht.

Darüber hinaus wird die Speicherung von Wasserstoff in sogenannten Nanofaserstrukturen oder Alanaten (d. h. chemischen Wasserstoffverbindungen) erforscht. Sollten diese Technologien zum Tragen kommen, so würden sie neue Perspektiven für die Energiespeicherung des Wasserstoffs eröffnen.

Transport per Pipeline, Schiff und Lkw ist Alltag.

Für den Ferntransport von gasförmigem Wasserstoff existieren bereits heute Pipelinenetze in Gebieten, in denen die chemische Industrie konzentriert ist. Grundsätzlich sind dafür auch Erdgasleitungen geeignet, vorausgesetzt, sie erfüllen die entsprechenden technischen Ansprüche z. B. an die Dichtheit. Für den überwiegenden Teil des europäischen Gasnetzes ist dies gewährleistet.

Wasserstoff ist auch in der kommunalen Nutzung nicht unbekannt: Das frühere Stadt- oder Leuchtgas war Synthesegas, das zur Hälfte aus Wasserstoff bestand. Bis in die zweite Hälfte des vergangenen Jahrhunderts diente es in vielen Städten beispielsweise zur Straßenbeleuchtung.

Auch der interkontinentale Transport von Wasserstoff ist bereits Alltag und technisch auf breiter Ebene lösbar. Da flüssiger Wasserstoff nur etwa ein Zehntel des Volumens von auf 30 bar komprimiertem Gas einnimmt, sind Schiffe und Lkw für kryogenen, tiefkalten Wasserstoff ausgelegt. Als Behälter dienen, ähnlich wie für Stickstoff, Sauerstoff oder Argon, hochvakuumisolierte Tanks in Doppelmantel-Bauweise.

Damit ist es möglich, Wasserstoff von der Produktionsstätte bis ins Auto zu bringen: Das Gas wird unmittelbar nach seiner Gewinnung auf –253 Grad heruntergekühlt. Schiffe und Tanklaster transportieren den jetzt flüssigen Wasserstoff bis zur Tankstelle, wo er ebenfalls kryogen gespeichert wird. An den Zapfsäulen fließt der Wasserstoff dann entweder flüssig in entsprechende Fahrzeugtanks, oder man lässt ihn sich erwärmen und presst ihn dann mit dem gewünschten Druck in Drucktanks. Beides ist an ein- und derselben Tankstelle machbar. Die Tankstelle der Zukunft hält also neben Benzin und Diesel auch gasförmigen und flüssigen Wasserstoff für die Autofahrer bereit.
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