BHKW mit Wasserstoff: Was ist "Stand der Technik"?

  • Guten Tag Zusammen.


    Ich stelle mich kurz vor: Ich bin Anfang 20, komme aus Baden-Württemberg und fahre einen Polo86 ^^


    Einige Themen habe ich hier schon gelesen und bin über das Wissen von manchen Nutzer wirklich verblüfft. Hut ab!


    Warum ich ein Thema erstelle?

    Ich soll im Rahmen des Schulprojektes eine Recherche über den aktuellen Stand der BHKW machen (auch die, bei denen WASSERSTOFF zum Einsatz kommt). Auf diversen Seiten habe ich schon die Top-Hersteller usw. gefunden wie EC-Power, Giese, Honda, Otag, Remeha, SenerTec und Viessmann.

    Laut meiner Recherche gibt es keine BHKW der Wasserstoff als Zusatzeinspeisung benutzt, d.h. BHKW läuft mit Erdgas und Wasserstoff wird dann beigemischt.


    Diverse Untersuchungen gab es schon von DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie, Gas- und Wärme-Institut Essen e. V. und E.ON Metering die ich mir durchgelesen habe. Nur ist das nicht was ich genau brauche.


    Wie ist die Entwicklung in diesem Bereich?

    Wie wird sich der Umstieg von Erdgas auf Wasserstoff bei den BHKW auf die Umwelt auswirken? Ist es überhaupt möglich? (meine Recherche nach: Nein, denn mit grüner Strom herstellter Wasserstoff muss gespeichert und transportiert werden. alles nur kosten, die in die Höhe gehen)

    Ist das Erdgasnetz für den Transport von Wasserstoff geeignet? (ja, aber nur bis 10 % - > meine Recherche wieder)


    Könnt Ihr mir da bitte helfen? Wie würdet ihr Stand der Technik in so einem Fall aufbauen, erklären und vorzeigen?


    Ich möchte nicht dass mir einer jetzt alles Schritt für Schritt erklärt oder sonst was. Möchte nur einige Hinweise, Tipps, Vorschläge sowie Ratschläge. Dann erledige ich alles selbst. Danke jetzt schon mal für die hilfreichen Informationen.


    Gruß, PoloFahrer86

  • Ich würde den Wasserstoff nicht komplett abschreiben, es gibt sogar Wasserstofftankstellen die ihren Wasserstoff selbst herstellen, und zwar nur mit dem Überschussstrom aus Windkraft (der ansonsten abgeregelt werden würde).


    Klar muss man den Speichern, aber da gibt es z. B. eine Firma die das mit Feststoffspeichern macht. Und die Kosten werden wie damals bei der PV drastisch sinken wenn der Markt erstmal große Stückzahlen fordert. Also alles nur eine Frage der Zeit.


    Allerdings ist auch die Frage wieso du dich auf BHKW begrenzt, BSZ sollte man wenn es um Wasserstoff geht nicht vergessen!

  • Danke für die Antwort.

    Wir haben bei uns in der Schule (Technische Schule in Heidelberg) im Maschinenraum BSZ und BHKW. Ich habe damals das Thema BHKW gewählt. Und zufällig hat der BHKW Ihren Nicknamen^^ Dachs 5.5 von SenerTec

  • Moin Polofahrer,


    mal ein paar Gedanken dazu.


    Wir reden ja hier über BHKW's, die in Wohnhäusern (ggf. mit Kleingewerbe) eingesetzt und nicht von geschultem Fachpersonal betrieben werden.

    Laut meiner Recherche gibt es keine BHKW der Wasserstoff als Zusatzeinspeisung benutzt, d.h. BHKW läuft mit Erdgas und Wasserstoff wird dann beigemischt.

    Ich glaube das hat gute Gründe. Zum Einen wüsste ich nicht was das bei einem BHKW bringen sollte (Brennstoffzelle wäre ggf. was anderes). Außerdem gibt es H2-Leitungen nirgends, also müsste man H2 im Haus speichern. Technisch wäre eine Zumischung von H2 z.B. aus einem Druckbehälter wohl machbar. (Wenn ich allerdings schon H2 im Haus hätte, würde ich nicht zumischen, sondern eine Brennstoffzelle mit reinem H2 betreiben.) Aber bei dem Gedanken an solche "Wasserstoffbomben" in Privathäusern stellen sich mir – ich komme aus der Chemischen Industrie – ehrlich gesagt die Nackenhaare auf. Kann sein, dass man dafür zukünftig Lösungen findet, die auch von den Kosten her akzeptabel sind, aber derzeit sehe ich das noch nicht.


    Fürs Auto hat man schon Lösungen gefunden. Der Hyundai Nexo hat z.B. einen Speicher für 6,33 kg Wasserstoff, das bedeutet brutto ca. 210 kWh Energieinhalt (Hi). Damit kommt er 500 km weit und fährt dann zur H2-Tankstelle. Aber für den Hausgebrauch wäre ein solcher H2-Speicher zu klein, abgesehen davon dass er wahrscheinlich mehr kosten würde als ein 8000 Liter Heizöltank.

    Ist das Erdgasnetz für den Transport von Wasserstoff geeignet? (ja, aber nur bis 10 % - > meine Recherche wieder)

    So habe ich das auch gelesen, aber hier geht es um Volumen-%. Das Problem dabei ist, dass der Kubikmeter Erdgas ca. 11,2 kWh hergibt, der Kubikmeter Wasserstoff dagegen nur ca. 3,5 kWh (beides bezogen auf 1 bar und Brennwert). Die energetische Verdünnung des Erdgases wäre technisch wohl kein großes Problem, das Gemisch hätte dann halt ca. 6,9 % weniger Energieinhalt. Da müssen z.B. wir in Oberbayern (500m Höhe) jetzt schon mit weniger klarkommen. Aber das bedeutet, dass eine 10% Beimischung von H2 zum Erdgas (und das scheint ohne größere Umrüstungen die technische Obergrenze zu sein) de facto nur 3,3% des Erdgas-bezogenen Energieverbrauchs (insgesamt, nicht nur Haushalte) substituieren könnte. Das wären grob geschätzt 30 Mrd kWh im Jahr. Bei einem angenommenen Wirkungsgrad der Elektrolyse von 75% müsste bzw. könnte man dafür ca. 40 Mrd kWh (40 TWh) grünen Strom verbrauchen. Zum Vergleich: 2018 wurden etwa 5,4 TWh grüner Strom abgeregelt (2,5% der erzeugten Menge von 227 TWh). Die Idee hat also durchaus noch zusätzliches Potential, zumal der Wasserstoff bei Einleitung in das Erdgasnetz (anders als z.B. bei Anwendungen im Verkehrsbereich) kaum gespeichert oder komprimiert werden müsste. Aber energetisch ist das ein Tropfen auf den heißen Stein.

    Wie wird sich der Umstieg von Erdgas auf Wasserstoff bei den BHKW auf die Umwelt auswirken?

    Aus meiner Sicht marginal.


    Aus den o.g. Gründen glaube ich, dass BHKW's für Wohnhäuser auf absehbare Zeit am Erdgasnetz hängen werden. Ob eine 10% H2-Zumischung bei Explosionsmotoren theoretisch positive Effekte haben kann (z.B. bessere Verbrennung??) müsstest Du aus der Literatur klären. Ich befürchte nur, dass heutige Erdgasmotoren ein Gemisch mit 10% H2 einfach nicht vertragen würden. Bei LNG-Motoren für Autos gilt m.W. eine 2%-Grenze. Für 10% oder gar 100% H2 müsste man wohl neue Motoren konstruieren. Und m.E. würde das niemand machen, weil in einer Wasserstoffwirtschaft die Brennstoffzelle nun mal ohne jeden Zweifel das überlegene System ist. Sofern es jemals zu einer Umrüstung des Erdgasnetzes auf 100% H2 kommt (natürlich aus Elektrolyse mit Wind- und PV-Strom), wird es m.E. als BHKW nur noch Brennstoffzellen geben.


    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 14 qm Flachkollektoren seit 2004 (Vorgänger 8 qm 1979-2003)

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  • polo86er Hi, die 2G Energy und Jenbacher entwickeln z.Z. Wasserstoff BHKWs. Bei 2G werden 140kW el im Feld getestet. Eine Demoanlage geht nach Dubai auf die World EXPO.

    Wende dich dort hin...


    Grüsse....

    Seit 31.Jahren beschäftige ich mich mit BHKW-Anlagen von 50 kW bis 6 MW und dies weltweit...