Der Wasserstoff-Knall

Unsere Regierung hat in Sachen Umwelt ihre Versprechen nicht nur gebrochen, sie hat konsequent das Gegenteil dessen geliefert, was vereinbart war.

Es hieß, „die Sonne schickt keine Rechnung“ und jetzt haben wir den teuersten Strom der Welt; wir wollten Vorreiter der „Dekarbonisierung“ sein und haben – mit 10 Tonnen – Europas höchsten CO2-Abdruck; man versprach, die Ressourcen des Planeten zu schonen und nun raubt man ihr tonnenweise die ohnehin schon „seltenen Erden“, weil die Windkraft das fordert; man predigt Nachhaltigkeit, doch die Rotoren schlagen tot was ihnen in die Quere kommt und wir werden bekommen, was mit DDT nicht gelungen ist: eine Welt ohne Insekten.

Man versprach uns sanfte Technologien und stellt Monster auf, die das Wohnen im Umkreis von 2 km unmöglich machen. Man installiert für viele Milliarden Photovoltaik und merkt erst nachher, dass die Sonne nachts nicht scheint. Man schaltet die Kernkraft ab und merkt dann, dass man im Netz keinen Strom speichern kann.

Doch jetzt kommt ein „weißer Ritter“ der die Energiewende zu epochalem Triumph führen wird. Mit hellen Fanfarenklängen und ohne falsche Zurückhaltung wird er angekündigt: „Eine neue Energie-Ära beginnt, sogar die Bundesregierung denkt bei dem Thema jetzt groß. Deutschland soll Weltmarktführer werden; nicht auf irgendeinem Gebiet, sondern in einer absoluten Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts: der Wasserstofftechnik.“ („Die Welt“ vom 10.6.2020)

Auch Politiker sparen nicht mit starken Worten: Jetzt sei nicht die Zeit für Bedenkenträgerei, jetzt müsse geklotzt werden. Auch der Dümmste müsse verstehen, dass Wasserstoff die Zukunft sei, denn Wasser ist ja genug vorhanden. Dieser Beitrag soll ein Urteil ermöglichen, das auf eigener Erkenntnis basiert und nicht von smarten Meinungsmachern geliefert wurde. Dazu müssen wir etwas wissenschaftlich werden. Aber keine Sorge, wir schaffen das.

Hätte Holland mehr Berge...

Wasser verhält sich zu Wasserstoff wie Kohlendioxid zu Kohlenstoff. Beides sind Verbrennungsprodukte. Man könnte Wasser auch als Wasserstoffoxid bezeichnen. Verbrennungsprodukte sind im Allgemeinen keine guten Energiequellen, und dennoch gibt es seit langer Zeit Wasserkraftwerke. Wir schauen uns das mal an, das hilft uns dann, die „Wasserstofftechnik“ besser zu verstehen.

Das Wasser in einem Stausee im Gebirge hat „potenzielle“ Energie, d.h. es könnte Arbeit verrichten, wenn man es nur ließe. Dazu muss man es bergab fließen lassen, um ein Mühlrad oder eine Turbine anzutreiben. Quelle dieses Antriebs ist dabei die Schwerkraft der Erde. Je weiter weg vom Erdmittelpunkt, desto mehr potenzielle Energie verleiht sie einer Masse. Für ein Wasserkraftwerk brauchen wir also mehr als nur Wasser, wir brauchen auch Berge. Hätte Holland mehr Berge, es wäre ein Dorado der Wasserkraft, denn Wasser gäbe es genug.

Von Holland machen wir einen Abstecher in ein Wasserstoff-Atom. Das besteht aus einem Kern – der uns hier nicht weiter interessieren soll – und einem Elektron, das sich dank seiner elektrischen Anziehungskraft in der Umgebung des Kerns aufhält, und zwar so nah dran wie möglich.

Schon vor langer Zeit fanden die Wasserstoffatome nun heraus, dass, wenn sie sich paaren und einen Zweier-Haushalt gründen, dass sie dann noch näher an ihre Kerne kommen können. Damit verringern sie ihre potenzielle Energie. So wie Wasser das tiefst mögliche Energieniveau einnimmt, zu dem es Zugang hat, so machen es auch die Atome.

Wenn Sie sich also auf die Suche nach einzelnen Wasserstoff-Atomen machen sollten: viel Glück. Sie werden nur Moleküle finden, genannt H2. Aber auch die sind nicht leicht zu finden, denn sie neigen dazu, ein Sauerstoff-Atom zu sich in den Zweier-Haushalt aufnehmen. Das macht die potenzielle Energie aller Beteiligten dann noch niedriger. Voila: Diese „Menage a Trois“ ist das Wassermolekül H2O.

Dann geht die Post ab

Nach Sauerstoff braucht man nicht lang zu suchen, er ist ja in der Luft. Würden wir also H2 und O2 Moleküle mischen, dann würden die nichts lieber tun, als gemeinsame Sache machen. Dazu müssten sie aber erst ihre eigenen kleinen Zweier-Haushalte verlassen, und dazu brauchen sie einen Schubser, aber dann aber geht die Post ab.

Der Schubser kann etwa ein Funke sein; da gibt es dann einen riesen Knall und aus der H2 / O2 Mischung wird Wasser. Dieses Gasgemisch heißt zu Recht Knallgas. Eine Explosion dieser Art trat übrigens im havarierten Kernkraftwerk von Fukushima auf. Da hatte sich in einem Abklingbecken Knallgas gebildet und die Decke des Gebäudes abgesprengt. Das hatte nichts mit Kernenergie zu tun, es hätte ebenso in einer chemischen Fabrik passieren können.

Statt nun sie Übergangsenergie der Elektronen in das niedrigere Niveau in einem Knall verpuffen zu lassen, kann man sie freundlich bitten, durch einen Draht zu laufen, und dabei sinnvolle Arbeit zu verrichten. Das ist so, wie man am Berg das Wasser nicht einfach runterplätschern lässt, sondern durch Rohre leitet und eine Turbine antreibt.

Die Höhe der Energieniveaus in den Atomen und Molekülen wird übrigens in Volt gemessen, wir haben es hier ja mit elektrischen Feldern zu tun. Wir reden hier maximal von ein paar Volt.

Besagten Energiegewinn beim Übergang der Elektronen in ein niedrigeres Niveau können wir in einer geeigneten Vorrichtung ernten, genannt Brennstoffzelle. Hier findet die kontrollierte Reaktion von H2 mit O2 statt und es entstehen ca. 0,7 Volt Spannung. Eine Kombination vieler solcher Zellen könnte dann genügend Strom liefern, um eine Maschine anzutreiben, etwa ein Auto. Und offensichtlich entsteht bei der ganzen Geschichte nichts als reinstes Wasser. Wir haben also die perfekte, saubere Energiequelle gefunden – Halleluja.

Vorne Strom rein und hinten kommt nur noch die Hälfte raus

Die Brennstoffzelle wurde übrigens vor 200 Jahren erfunden. Warum fand die H2-Revolution nicht schon längst statt? Es gibt da noch ein kleines Problem: Woher sollen wir den Wasserstoff nehmen? Den haben wir ebenso wenig, wie die Holländer Berge haben. Aber halt! Aus dem Wasser können wir den doch holen. Und davon gibt es doch genug. Wir brauchen ja nur den Vorgang unserer Brennstoffzelle umzukehren, und dann könnten wir aus Wasser wieder Wasserstoff und Sauerstoff machen!

Auch das ist ein erprobter Vorgang, genannt Elektrolyse. Alles was wir tun müssen, ist, den Elektronen 1,2 Volt anbieten, und sie werden sich aus dem Wassermolekül verabschieden. Als aufmerksame Leserin werden Sie nun einwenden, dass das ein schlechtes Geschäft sei: Wir stecken 1,2 Volt in die Elektrolyse und bekommen nur 0,7 Volt in der Brennstoffzelle zurück.

Aber genauso ist es. Wir haben es bei diesem Spiel mit drei verschiedenen Energie-Niveaus zu tun: ganz oben, auf 1,2 Volt, sind die einzelnen H-Atome, auf der mittleren Stufe, bei 0,7 Volt, sind die H2 Moleküle und H2O liegt auf Niveau null. Bei der Elektrolyse geht es von ganz unten nach ganz oben. Dann verbinden sich die H-Atome spontan zu H2. In der Brennstoffzelle aber bekommen wir nur noch die 0,7 Volt Differenz von Mitte bis nach unten zurück.

Wozu soll das gut sein? Vorne steckt man Strom rein und hinten kommt nur noch die Hälfte raus. Wer würde so etwas wollen? Und tatsächlich bekommt man nur ein Drittel zurück, da neben der Physik auch noch die technische Umsetzung ihre Reibungsverluste hat.

Die Architekten unserer Energiewende möchten trotzdem so etwas haben. Wind und Photovoltaik bringen zwar nicht immer den Strom, der gerade gebraucht wird, dafür liefern sie zu anderen Zeiten des Guten zu viel. Diesen Überschuss könnte man verwenden, um Wasserstoff herzustellen, den man gut aufhebt und erst dann wieder zu Strom macht, wenn Wind und Sonne schwächeln.

Aber nicht nur das. Man könnte flächendeckend unsere Autos mit H2-Tanks und Brennstoffzellen ausstatten und sie elektrisch betreiben – total karbonfrei. Und auch die Luftfahrt könnte man auf Wasserstoff umstellen – trotz der schlechten Erfahrungen, die man bei der Hindenburg gemacht hat. Wird das kommen?

Die windigen Glücksritter

Prinzipiell ist H2 also der verzweifelt gesuchte Stromspeicher, wenn auch mit katastrophal schlechtem Wirkungsgrad. Damit sich das Modell technisch rechnet, müsste der Überschuss an alternativer Energie in Hoch-Zeiten – über Wochen und Monate gemittelt – dreimal so hoch sein wie der Mangel in Flaute-Perioden.

Davon ist man heute weit entfernt. Aber ist es unmöglich? Nein – aber es wäre wirtschaftlicher Selbstmord, denn dieses Vorgehen würde den Strom noch teurer machen, als er ohnehin schon ist. Man müsste Wind und Solar aggressiv ausbauen, damit der Überschuss bei Sonne gesteigert und der Mangel bei Flaute verringert werden. Wird das geschehen?

Ich habe keine Zweifel. Das wird der finale Akt im Drama namens Energiewende; einer Tragödie, geprägt von mutwilliger Blindheit gegenüber ökonomischen Realitäten, getrieben von Ideologie und Rechthaberei, frei von Logik und Professionalismus. Und mit diesem letzten Vorhang endet dann auch die Erfolgsgeschichte der deutschen Industrie – „Not with a Bang, but with a Whimper“ – Nicht mit einem Knall, sondern einem Wimmern.

Für Insider allerdings gibt es bis dahin ein noch ein sehr lukratives „Win-Win“-Geschäft: Deutschland wird endlich flächendeckend bis in den letzten Winkel mit Wind und Solar zugebaut. Das bringt weitere Milliarden auf einem etablierten Geschäftsfeld zwischen gut eingespielten Partnern. Parallel dazu wird die neue H2-Industrie aufgebaut, die ähnlich gigantische Ausmaße haben wird (“Sogar die Bundesregierung denkt bei dem Thema groß“). Das wird dann eine zweite, neue Goldmine, in der die Steuergelder der wehrlosen Bürger mit großen Baggern geschürft werden.

Hatten wir oben gesagt „ein schlechtes Geschäft?“… Nicht für jeden!

 

Dieser Beitrag erschien zuerst bei www.think-again.org und im BuchGrün und Dumm“ 

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Leserpost

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Franz Klar / 21.06.2020

Wehrlose Bürger ? Ich empfehle die Lektüre von ” Herr Keuner und der hilflose Knabe ” ( 2 Minuten ) . Man ersetze ” rufen ” durch ” wählen ” . Vom Kommunisten lernen , solange es noch etwas nützt ... .

Karel Broda / 21.06.2020

Thank you, Herr Dr. Hofmann-Reinecke. Klip und klare Logik von einem Wissenschaftler.  Beeindruckend! Hoffentlich werden es die grüne Verrückten und die Regierung-Bürokraten lesen;  verstehen kann man es schon. Hi, from Oregon.

Gerald Schwetlik / 21.06.2020

Der Autor scheint Chemiker zu sein mit sehr viel Meinung. Nett gemacht, aber es lenkt die Aufmerksamkeit auf die falschen Baustellen. Womit will der Autor denn in Zukunft den Individual Verkehr antreiben? Kleine Atomreaktoren? Thoriumzellen für alle? Doch nicht etwa mit Strom!? Da passiert nämlich genau das gleiche, es finden enorme Transport und Reibungsverluste statt. Außerdem ist Strom kein diskretes sondern ein fließendes Medium. Einsperren geht nur mit üblen chemischen Zubereitungen, Batterien genannt. Sowohl in der Herstellung als auch der Entsorgung eine Umweltkatastrophe. Schaut man sich die Natur an, so fährt die seltsamerweise mit Wasserstoff. Überall. Sowohl physikalisch in der Sonne als auch in sämtlichen biologischen Maschinen. Es wird letztendlich immer Wasserstoff verbrannt. Das wird wohl daran liegen, dass wir auf einem Wasserplaneten leben. Wieso also nicht die Natur imitieren? Wegen der Energieverluste bei der Spaltung des Wassers? Wer Energie ernten will, muss sie vorher reinstecken. Das ist eine Binsenweisheit. Irgendwann ist Öl, Gas und Kohle verbraucht. Auch dort wurde die Energie gespeichert. Praktischerweise für lau. Die Chinesen, Koreaner und Japaner sind längst da angekommen, wo wir noch ein paar Jahrzehnte rumnörgeln. Dort sind Pläne verabschiedet den Wasserstoff durch Atomkraft (welche Form auch immer) CO2 neutral herzustellen. Verwendet man Thorium als Treibstoff und neue Techniken, werden wir in etwa 500000 Jahre mit ausreichend Energie versorgt sein. Solche Rechnungen halte auch ich für idiotisch, aber in diesem Fall zeigen sie zumindest die Dimension. Was natürlich nicht funktionieren wird, ist den Spalt-Strom mittels Hamsterrad zu produzieren. Das ist so wenig, dass man sich Verluste in der Tat nicht leisten kann. Aber wirklich berechnen kann auch das niemand. Natürlich bleibt die Tatsache unberücksichtigt, dass die Menschheit bei all ihrer Verrücktheit und den ganzen Kernwaffen ehe keine 100 Jahre mehr Strom oder Energie benötigt.

Heiko Stadler / 21.06.2020

Der Wasserstoff soll angeblich im sonnenreichen Nordafrika produziert werden, dem Erdteil, der bekannt für seine stabilen politischen Verhältnisse und seine Facharbeiter ist. Auch der Transport von Afrika nach Deutschland dürfte kein Problem sein. Da bieten sich gleich zwei Transportmittel an: Der gute alte Zeppelin, gefüllt mit Wasserstoff und zweitens die Saturn-5-Mondrakete, die ja auch damals mit Unmengen an flüssigen Wasserstoff gefüllt war. Diese Rakete verzichtet einfach auf den Umweg zum Mond und trudelt dann dank der Abkürzung mit noch halb vollen Tank im Land des Wasserstoff-Weltmarktführes, Verzeihung, im Land der Weltmarkt-Führerin, ein.

giesemann gerhard / 21.06.2020

Wasserstöffchen, ach was. Wir machen wieder nach alter Väter Sitte Stadtgas, indem man Wasserdampf über glühende Kohle leitet, man erhält so CO und H2 – und daraus machen wir dann Methanol, also CH3OH (CO + 2 H2 liefert CH3OH). Natürlich katalytisch. Mit Methanol kann man Brennstoffzellen betreiben. Methanol siedet bei 56°C, ist also gut handhabbar in jedem Tank. Nicht saufen, ist ein Blindmacher. Man kann allerdings auch das H2 aus dem Stadtgas entfernen wegen Explosionsgefahr, mit dem CO die Bevölkerung dezimieren – und schon brauchen wir kaum noch Sprit. Vorteil: Die CO-Leichen sehen sehr gut aus, mit rosaroten Bäckchen, richtig gesund. Das ist gut für diejenigen, die übrig bleiben und sich das schließlich mit ansehen müssen. Der Grund dafür ist: Das CO bildet mit dem Hämoglobin einen sehr schönen, stabilen Lack, der dann durch die Haut der Hellhäutigen rubinartig hervor schimmert. Tut auch nicht weh, der/die/das Glückliche merkelt nix, dämmert einfach gemütlich dahin ins Nirwa(h)na – jenem wunschlosen Zustand, den wir alle anstreben sollten. Fast so gut wie die Politik der Weiberwirrtschaft in Berlino. Kein Tippfehler.

Manuela Pietsch / 21.06.2020

Das ist doch nur die nächste Sau in punkto “Energiewende”, die durchs Dorf getrieben wird, die nächste schnellgestrickte (grüne) Socke, an der die Ferse schief ist und vorn der Zeh rausguckt. Man hat festgestellt, dass die teure Energiewende nicht das Gelbe vom Ei ist und wirft schnell was nach, um das ganze noch irgendwie weiterhin rechtfertigen zu können.

Dr. Joachim Lucas / 21.06.2020

Die Gesetze der Physik gelten auch für die, die nicht dran glauben wollen. Die Gesetze der Ökonomie ebenfalls. Dauert nur bei letzterem etwas länger bis zum bitteren Ende. Das alles läßt sich nur mir grenzenloser Dummheit, Hybris und blinder Ideologie erklären. Man ist nur noch fassungslos.

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