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.
Heizspiegel 2020: Preise für Erdgas und Öl gestiegen
Mit dem Heizspiegel veröffentlicht die co2online GmbH eine Analyse, anhand der Verbraucher die eigenen Heizkosten mit denen anderer Haushalte vergleichen können. Für das Abrechnungsjahr 2019 dürften die Kosten demnach für viele steigen.
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Die Strompreise halten sich auch 2021 auf einem vergleichsweise hohen Niveau, berichtet Verivox. Das Vergleichsportal rechnet unter anderem vor, wie sich der Anstieg der Netzgebühren auf der Stromrechnung niederschlagen.
Lichtblick: Unterwegs Strom laden ist eine Zumutung
Beim Strom laden haben es Fahrer von Elektroautos unterwegs immer noch schwer, so das Ergebnis des vierten Ladesäulenchecks von Lichtblick. Demnach ist nicht nur der Zugang zu den Ladesäulen kompliziert, sondern auch die Abrechnungsmodelle.
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Die EEG-Umlage wäre ohne die Deckelung seitens der Bundesregierung auf über 9 Cent pro Kilowattstunde geklettert, teilten die Übertragungsnetzbetreiber nun offiziell mit. Ursache dafür seien unter anderem die gestiegenen Börsenstrompreise.
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Damit die EEG-Umlage nicht weiter ansteigt, hat die Bundesregierung eine Maximalhöhe festgelegt. 2021 liegt die Ökostrom-Umlage somit bei 6,5 Cent pro Kilowattstunden. Die Entlastung fällt eher gering aus, so die Experten von Verivox.
