Die Brennstoffzelle als künftiger Energielieferant
Eine Brennstoffzelle wandelt chemisch gebundene Energie in elektrische Energie um und erzeugt auf diese Weise Strom. Während dieser Stromerzeugung wird gleichzeitig auch Wärme produziert, weswegen sich für die Brennstoffzelle vielfältige Einsatzgebiete ergeben. So kann sie zur Strom- und Wärmeerzeugung im Haushalt, aber auch für das Antreiben von Kraftfahrzeugen sowie in der Raumfahrt eingesetzt werden.
Wie funktioniert die Brennstoffzelle?
Es gibt verschiedene Arten von Brennstoffzellen und damit auch leicht abweichende Funktionsweisen. Das Grundprinzip aller Brennstoffzellen ist jedoch gleich. In jedem Fall reagieren Wasserstoff und Sauerstoff in einer chemischen Reaktion zu Wasser. Beide Elemente werden durch eine protonenundurchlässige Membran voneinander getrennt. Durch ein weiteres chemisches Element wird der Wasserstoff gespalten, sodass man ein Elektron und ein Proton erhält. Die Protonen wandern nun auf die andere Seite zum Sauerstoff. Auf diese Weise entsteht ein elektrischer Ladungsunterschied, welchen man als Strom von der Brennstoffzelle ableiten kann, wenn man die beiden Elektroden miteinander verbindet. Dabei werden Energie und Wärme frei.
Anwendung findet diese Prinzip beispielsweise im Straßenverkehr, wo Autos und Busse mit Wasserstoff angetrieben werden. Man könnte Brennstoffzellen aber auch zur Wäremversorgung eines kompletten Hauses nutzen. Ein solches Heizgerät arbeitet ähnlich wie ein Blockheizkraftwerk nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung und liefert Strom und Wärme aus einem Gerät.
Wie effektiv ist eine Brennstoffzelle?
Eine Brennstoffzelle ist deutlich effektiver als herkömmliche Varianten, Energie zu gewinnen. Durch eine Brennstoffzelle werden über 60 Prozent der im Wasserstoff verfügbaren Energie umgesetzt. Nutzt man dazu noch die entstehende Wärme, kommt man auf einen Wirkungsgrad von bis zu 85 Prozent. Verglichen mit einem Kohlekraftwerk, das beispielsweise einen Energieumsatz von etwa 40 Prozent hat, ist dies überdurchschnittlich hoch. Pro Brennstoffzelle wird etwa ein Volt erzielt. Die Ausbeute kann gesteigert werden, indem man mehrere Zellen zu Stapeln zusammenfasst, um auf diesem Weg mehrere hundert Volt zu erhalten.
Wo kommt der Wasserstoff her?
Der Wasserstoff, welcher für die Brennstoffzellen genutzt wird, muss zuvor erzeugt werden. Aktuell ist dies noch aufwändig, weswegen die Brennstoffzelle noch nicht sonderlich Fuß auf dem Markt fassen konnte. Angestrebt ist eine Produktion von Wasserstoff mithilfe von Solarenergie. Die Sonnenenergie spaltet Wasser in seine Bestandteile auf und der freigesetzte Wasserstoff wird in Tanks abgeleitet. Auf diese Weise könnte man die Energie der Sonne speichern und immer dann abrufbar machen, wenn es gerade zu einem Energieengpass kommt.
Raus aus der Nische!
Die Europäische Union möchte die Brennstoffzelle nicht weiterhin in einer Marktnische sehen. Aus diesem Grund wurde ein weitläufiges Förderprogramm zur Forschung angelegt. Ziel ist das Entwickeln von Brennstoffzellen, die breit gefächert eingesetzt werden können.
Pelletheizung
Holzpellets sind eine günstige und zugleich umweltschonende Alternative. Wer auf erneuerbare Energien umsteigt, bekommt zudem Zuschüssen vom Staat. Weitere Infos rund um die Pelletheizung, finden Sie hier.
Solarenergie
Strom und Wärme selbst erzeugen? Das geht mit einer Photovoltaik-Anlage auf dem Hausdach. Ob sich die Investition lohnt, hängt von vielen Faktoren ab. Unser Rechner hilft bei der Einschätzung.
Wärmepumpe
Auch die Wärmepumpe ist eine alternative Art zu heizen. Sie gewinnt Wärme aus dem Erdreich, der Umgebungsluft oder dem Grundwasser. Zum Betrieb ist aber auch Strom nötig.
Entwicklung der Strompreise: Wie die staatlichen Abgaben wuchsen
Die Strompreise steigen seit Jahren. Über die Hälfte der Kosten machen staatliche Abgaben aus. Dieser Anteil ist seit 2006 um 13 Prozentpunkte gestiegen, berichtet das Vergleichsportal Verivox.
Energieverbrauch privater Haushalte stieg um 1,1 Prozent
Von 2018 auf 2019 ist der Energieverbrauch der Privathaushalte um rund 1,1 Prozent gestiegen, zeigt eine Auswertung des Statistischen Bundesamtes. Die meiste Energie wird für das Heizen verwendet und noch immer ist Gas hier die bevorzugte Energiequelle.
Verivox: Energiekosten sind um 18 Prozent gestiegen
Die Energiekosten fallen im Schnitt 2021 deutlich höher aus als im vergangenen Jahr. Das Vergleichsportal Verivox hat nachgerechnet, wie sich die Preise für Heizen, Tanken und Strom entwickelt haben.
ADAC sieht Spielraum für Preissenkungen an Tankstellen
Die Preise an den Tankstellen sollten Autofahrer aktuell vergleichen, empfiehlt der ADAC. Demnach verfügen die Betreiber der Zapfsäulen derzeit über Spielraum für Preissenkungen.
Staat nimmt durch CO2-Preis und Zertifikate Rekordsummen ein
CO2 in Deutschland auszustoßen, wird sowohl für Unternehmen als auch für privat Haushalte immer teurer. Das liegt an den CO2-Zertifikaten und am CO2-Preis. Für den Staat ergeben sich hieraus Rekordeinnahmen.
