Wasserstoff - ein im höchsten Maß umweltschädlicher Stoff

  • Um es gleich vorauszuschicken: reiner Wasserstoff ist völlig unschädlich, ebenfalls der in oxydierter Form, Wasser.
    Im höchsten Maße klimaschädlich ist er aber, wenn er an Kohlenstoff gebunden ist, um ein Vielfaches schädlicher als CO2.


    Wasserstoff, an Kohlenstoff gebunden, finden wir in allen Lebewesen, vor allem Pflanzen, damit auch in Kohle, Braunkohle, Erdöl und Erdgas. Es ist vordringlich, dafür zu sorgen, dass diese nicht in die Atmosphäre gelangen: wir sollten diese oxydieren, sprich, thermisch nutzen.
    Bei Kohle können wir uns noch Millionen Jahre Zeit damit lassen, dort ist das Entweichen des Wasserstoffs, in Form von Erdgas, ein hinreichend langsamer Prozess.
    Nicht so bei organischen Abfällen, sowohl Ernteabfällen, wie auch Klärschlamm. Dort setzt sich der enthaltene Wasserstoff großenteils in Methan und Lachgas um, die in die Atmosphäre entweichen (meist unerkannt umweltschädigend).
    NTK, Niedertemperaturkonvertierung, nennt sich das Verfahren, mit dem man aus Klärschlamm Kohle macht, dabei entstehen gleichzeitig Kraftstoffe in verflüssigbarer Form, die genutzt werden (BHKWs..)und damit unschädlich oxydiert.
    Damit dieses für die Umwelt wichtige Verfahren sich auch lohnt, ist es wichtig, auch die entstehende NTK-Kohle zu nutzen.
    Auch dafür sehe ich Möglichkeiten bei BHKWs mit Motoren mit externer Verbrennung. Bisher wurden zu diesem Zweck meist Dampfmaschinen genutzt, sowohl mit Kolben , wie auch Turbinen.
    Die Kolbenmaschinen haben meiner Meinung nach einen zu geringen Wirkungsgrad. Große Dampfturbinen auch, sie entspannen meist nur auf 0,8 bis 1 bar, infolge der sich ausbildenden "Schallmauer" = Verdichtungsstoß am zu kleinen Austrittsquerschnitt der Niederdruckstufe. Gleichzeitig wird der letzte Turbinenkranz zerstört, was unsere Monopolversorger finanziell nicht "juckt". Die Turbinen laufen Jahrzehnte unrepariert mit 10% Wirkungsgradverlust weiter. Kohle ist ja kostenlos für sie.
    Man kann mit kleinen Turbinen viel weiter entspannen, was die sonstigen Nachteile kleinerer Turbinenanlagen mehr als kompensieren würde. Aber leider werden Turbinen für BHKWs bisher viel zu stiefmütterlich behandelt. Das muss sich ändern.
    Einer, der sich immer wieder um die Vakuumexpansion bemüht , ist ein Forenteilnehmer aus Oberbayern, der auch sonst vor Wissen und außergewöhnlichen Ideen nur so sprüht. Oft so, dass sich seine oberbayrische Mundart, ohne Komma und Strich, sogar schriftlich manifestiert, was von vielen hier als unangenehm empfunden wird.
    Hier ein Beispiel aus dem Jahre 2011:


    Reithmann, NTK und Newcomen


    Endlich mal eine Originalschrift zum wirklichen Erfinder des falsch benannten Ottomotors ( 1874 von Prof.Linde). Wilhelm Reithmann war seiner Zeit zu weit voraus. Sein Kuni Ludwig II von Bayern interessierte sich mehr für seine musisch veranlagten Freunde. Die Preußen, die damals auch Köln regierten, waren da wacher.


    Dann wird in dem Thread NTK-Kohle angesprochen, was mich nachdenken ließ. Heute ist Kohle noch deutlich billiger, auch NTK-Kohle.
    Dann wird der nicht unbeträchtliche Wasseranteil von Kohle angesprochen, der immer noch nicht brennwertmäßig genutzt wird. Das wäre insbesondere bei Braunkohle erforderlich, die immer noch kostenlos ist und nass, mit 56% Wassergehalt, verbrannt wird, und bei der weder Ab- noch Verdampfungswärme genutzt werden.
    Ich meine, wenn überhaupt noch Kohle verbrannt wird, das dürfte nur noch in Heizkraftwerken geschehen, mit voller Nutzung des Brennwerts.


    Newcomen erfand die Dampfmaschine, die im Vakuumbereich arbeitet. Die hat es auch Manfred angetan. Zu Recht, denn die Vakuumexpansion wird bei unseren großen Turbinen nicht genutzt, das wäre eine Domäne für kleinere Heizkraftwerke, BHKWs.
    Auf diesem Gebiet tut sich nichts, außer in einem Ort in Oberbayern, den ich schon mehrmals deshalb aufsuchte.
    Ich würde dabei aber einzig auf Turbinentechnik setzen, endlich für BHKWs optimierte. Da sind sich unsere Siemens-Ingenieure aber zu schade für.


    Nebenbei noch bayrische Seitenhiebe eingebaut, da steigt dann mancher Nordländer aus, der noch nie bayrische Spezialitäten genossen hat.


    Also, aus diesem kurzen Thread habe ich Vieles entnommen, das zusammenpasst und mich beschäftigen wird...


    Wer nicht verstanden hat, worum es mir geht:
    Extern befeuerte Verbrennungsmaschinen, in denen auch problematische Brennstoffe umweltschonend verbrannt werden können. Diese haben bisher einen schlechten Wirkungsgrad, Brennwerttechnik wird immer noch nicht genutzt. Die Bedeutung und Entwicklungsfähigkeit mancher Erfindungen wird immer noch nicht erkannt (Newcomen...1712).

  • Gleich wie, Kohlenwasserstoffe und ihre Derivate sollten verbrannt werden, falls sie oder deren klimaschädlichen Abbauprodukte als Gas in die Atmosphäre entweichen und dort eine genügend lange Lebensdauer haben. Das gilt auch für Ernteabfälle. Wie das geschieht, ist gleichgültig. Einfach Pflanzenreste direkt zu verbrennen, ist allerdings umweltschädlich, nicht nur wegen der Rauchentwicklung.
    Die meisten organischen Abfallstoffe verbieten den Einsatz in Verbrennungsmotoren. Hier funktioniert die externe Verbrennung mit Wärmetausch. Wegen der dann stark begrenzten Maximaltemperatur funktioniert das normalerweise nur mit einem miserablem Wirkungsgrad.
    Hier bietet sich aber die Erweiterung des Temperaturbereichs unterhalb 100° Celsius an, der meist nicht genutzt wird. Sichwort: ORC
    Andere arbeiten mit Wassereinspritzung oder einfach kleineren Wasserdampfturbinen mit einem ausreichend großen Austrittsquerschnitt, sodass man unter der Schallgeschwindigkeit bleibt.
    Wir sind aber noch nicht lukrativ genug für die Turbienenentwickler der Firma Siemens. Die haben Größeres vor, im doppelten Sinne des Wortes.
    Wir betreuen unsere kleinen Kraftwerke arbeitsaufwendiger als die Großen. Deshalb können wir auch leichter Problemstoffe verarbeiten, die häufige Reinigung erfordern. Ich erinnere an die rückstandreiche Verbrennung von Stroh und von manchen pellets.
    Die Klimaschädlichkeit von Lachgas ist ca 300 mal, die von Methan etwa 25 mal stärker als die von CO2.
    Deshalb ist die Verbrennung dieser Stoffe, oder der, die diese erzeugen, überaus wertvoll für das Klima.
    Ja, wie Du auch vermutest, gleich, wie.


    NTK ist Kohle. Klimaschädlich wie jede Kohle. Aber die Erzeugung dieser Kohle verhindert das Entweichen der schlimmen Klimagase in die Atmosphäre. Das CO2 ertragen wir dabei mit Achselzucken. Hauptsache, die schlimmen Klimagase bleiben dabei auf der Strecke. Ohne NTK- Verbrennung wird deren Erzeugung aber uninteressant.


    Nebenbei ist die Verbrennung nachwachsender organischer Stoffe schon von Natur aus klimaneutral. Das ist hier aber nicht der Hauptaspekt.

  • Wie jetzt überall in der Presse gemeldet wird, wurden für Erdgasverluste in pipelines in der Vergangenheit viel zu hohe Verluste angesetzt. Den alten, gefälschten Zahlen nach wäre der Transport aus Sibirien vielmals treibhausschädlicher gewesen als die Verbrennung des ganzen, hier ankommenden Gases.
    1% soll das Verhältnisder Treibhausschädlichkeit insgesamt sein. Da Erdgas ca. 25 mal so klimaschädlich ist wie das verbrannte Gas, dürften die Leckagen von Sibirien bis zu uns nur 0,04% betragen.
    Da wir schon bei diesen in unglaublicher Weise gefälschten Zahlen sind: das letztere glaube ich auch wieder nicht.
    Vor nicht langer Zeit wurden die Verluste ca 750 mal höher eingeschätzt (30% des geförderten Erdgases).
    Wenn damit die Enfernung der anderen Gase (Kohlendioxyd, Schwefelwasserstoff und Stickstoff gemeint waren, das sind keine Verluste.


    Journalisten sind aber bekanntlich die freiesten Menschen auf diesem Erdball. Insbesondere, wenn es um technische Fragen geht. Keiner wagt, zu widersprechen.
    Die Firmen Honecker und Ulbricht wurden auch mit einer Mehrheit von 99,9% gewählt. Zweifel daran waren allerdings damals nicht erlaubt. Ich übe hiermit Kritik.

  • Moin Bernd,

    1% soll das Verhältnisder Treibhausschädlichkeit insgesamt sein. Da Erdgas ca. 25 mal so klimaschädlich ist wie das verbrannte Gas, dürften die Leckagen von Sibirien bis zu uns nur 0,04% betragen.
    Da wir schon bei diesen in unglaublicher Weise gefälschten Zahlen sind: das letztere glaube ich auch wieder nicht.

    "Bevor ich mich wundere, glaub' ich's erst gar nicht." Jedenfalls war im Internet schon vor zehn Jahren folgendes Zitat zu einer Erdgas-Studie des Wuppertal-Instituts zu finden, aus dem die Information mit den 1% wahrscheinlich stammt:

    Zitat von Prof. Hennicke (Wuppertal-Institut)

    "Die vereinzelt anzutreffenden Aussagen über hohe Gasverluste im russischen Exportleitungssystem konnten nicht bestätigt werden. Der größere Anteil der Treibhausgasemissionen entsteht nicht durch Leckagen, sondern beim Einsatz von Erdgas als Antriebsenergie für den Transport nach Westeuropa und durch Wartungsarbeiten. Insgesamt liegen die Freisetzungen in einer Größenordnung von rund einem Prozent, bezogen auf die transportierte Erdgasmenge."

    Es werden also ca. 1% des Erdgases beim Transport freigesetzt. Laut Kyoto-Protokoll entspricht das Global Warming Potential (GWP) von einer Tonne CH4 (bezogen auf 100 Jahre) dem 21fachen einer Tonne CO2. Wird eine Tonne CH4 vollständig verbrannt, entstehen daraus 2,75 t CO2. Gelangen nun außerdem beim Transport 1% CH4 (also 0,01t) direkt als Freisetzungen in die Atmosphäre, so wären das zusätzlich 21*0,01= 0,21 t CO2-Äquivalent oder 7,6% des CO2, das bei der Verbrennung entsteht. Es soll allerdings nicht verschwiegen werden, dass laut einer IPCC-Studie (bezogen auf 20 Jahre) das GWP von CH4 sogar dem 81fachen von CO2 entspricht. Damit würde das eine Prozent Methan-Verluste zusätzlich zur Verbrennung immerhin weitere 29,5% CO2-Äquivalente erzeugen.


    Selbst dieser Wert ändert nichts daran, dass beim Einsatz von Erdgas in Kraftwerken pro kWh erheblich weniger CO2-Äquivalente in die Atmosphäre gelangen als bei Stein- oder gar Braunkohle - wobei die Methan-Emissionen aus dem Kohleabbau (Grubengas, soweit es unverbrannt in die Atmosphäre gelangt) hier noch gar nicht mitgerechnet sind.


    Die Erdgas-Studie des Wuppertal-Institutes kann man sich übrigens von dessen Website runterladen: http://wupperinst.org/projekte/details/wi/p/s/pd/307/, dort rechts den Link "Publikationsserver" anklicken).


    Was ich nur nicht verstehe ist, wieso diese - eigentlich längst geklärte -Sache jetzt anscheinend in der Presse wieder hochgekommen ist. Gib doch mal eine Quelle an, dann lässt sich's leichter diskutieren.


    Gruß, Sailor

    Viessmann Vitotwin 300-W (1 kWel, 6 kWth) seit 2012

    PV-Anlage 8,45 kWp (65 x Solarworld SW 130poly Ost/Süd/West, SMA 5000 TL und 3000) seit 2010

    Solarthermie Viessmann Vitosol 300 Vakuumröhren 13,8 qm (Vorgänger Flachkollektoren 14 qm 2004-2021, davor 8 qm 1979-2003)

  • Finde den Artikel aus 2016 nicht mehr. Ja, in dem Artikel, den ich heutemorgen las, war unter anderen das Wuppertalinstitut genannt. Das heißt aber nicht, dass dieses der Urheber der neueren Einschätzung ist. Auf jeden Fall kann die Angabe, dass bei den 1% das GWP des Erdgases berücksichtigt war, nicht stimmen
    Wenn ich jetzt google, erscheinen alle möglichen, fast beliebigen Zahlen. Meist mit Der Angabe: "Neueste Messungen", "neu" , aber 10 Jahre alt. da bin ich wohl drauf reingefallen.
    Ich denke, die Abschätzungen von ca 2005 , die Du anführst, sind die eigentliche Quelle und relativ verlässlich.


    Interessant war eine andere Betrachtung, bei der mit dem Transport durch Flüssiggastanker bei etwa -165 ° C verglichen wurde, wobei praktisch überhaupt keine Verluste auftreten.
    Hinzu kommt der Aufwand zur Methanverflüssigung, der ins Gewicht fällt, aber dabei wird auch das Gas gereinigt.
    Eine andere Transport- und Speichermöglichkeit wäre die von Methanhydrat, leider mit 80% Wasseranteil.
    Ich denke mal, 0,7% Pipelineverlust, ohne Berücksichtigung des GWP, sind nicht unrealistisch.
    Das Mainzer Max-Planckinstitut war damals beteiligt.


    Der neue Artikel: auf jeden Fall eine Journalistenente.


    Zur Größenordnung der Treibhausgasemissionen , gewichtet mit GWP -Berücksichtigung:
    Treibhausgase, gewichtet


    https://www.umweltbundesamt.de…ssionen/die-treibhausgase


    Der Anteil von Lachgas und Methan aus der Landwirtschaft ist demnach erfreulich gering im Vergleich zur Verbrennung fossiler Brennstoffe! Das hätte ich viel schlimmer eingeschätzt.


    GWP von 1kg Tetrafluorethan (R134a) aus einem PKW-Klimagerät: 1430kg CO2-Äqivalent, entpricht also 10.000km Fahrt mit einem Mittelklassewagen.


    Wasserdampf enthält ebenfalls Wasserstoff und ist deshalb sehr treibhauswirksam. 95% des Treibhauseffekts entfallen auf den Wasserdampf in der Luft, andererseits führen Wolken zur Abkühlung.
    Jetzt müsste man vergleichen können: 0,04% (Volumen) CO2-Gehalt der Luft, also knapp 0,6 kg pro m² Erdoberfläche.
    Wasserdampf ist sehr unterschiedlich verteilt, deshalb schwer vergleichbar. Ich nehme mal an, 20 kg/ m²Erdoberfläche, dann wäre das GWP von Wasserdampf ca 1,7. Da bin ich wohl der Erste, der das hier mal abschätzt?
    .
    Noch mal eine Quelle, bei der die Abschätzungen sich im gleichen Artikel und mit anderen Statistiken stark widersprechen:


    Vorsicht!


    Die Landwirtschaft und die Natur kommen hier sehr schlecht weg. Fehlerfaktor: fast 10!


    Das passt nicht entfernt zu den Angaben des Bundesumweltamts. so schlimm kann unsere Natur gar nicht sein.
    Wir müssen wohl mit den Falschmeldungen leben.


    Passt auch überhaupt nicht!


    Einige Daten sind aber interessant und wohl richtig.


    Wenn sich die namhaften Institute so widersprechen, wie soll sich ein Journalist da noch zurechtfinden?
    Was habe ich anfangs behauptet? Wasserdampf sei unschädlich? Es ist das mit Abstand (63% oder 95%, je nachdem, welche Statistik mehr gefällt) wirksamste Treibhausgas und mit der Erderwärmung erhöht sich der Wasserdampfgehalt der Luft! Sprich, auch hier unterscheiden sich die Angaben für den gleichen Stoff auf der gleichen Erde um das mehr als 7fache: (1-63%)/(1-95%) = 7,4


    Fazit: Die Klimalüge ist perfekt! Wem kann man noch glauben?


    Bemerkung: Ich habe jetzt wahllos google-Ergebnisse herausgepickt.