Brennstoffpfade und Umwandlungsschritte

Quelle: Zukunft Brennstoffzelle ? BUND Berlin e.V.

Abb. 24 (eine Art Blockdiagramm):

Quelle: TAB-Studie

Primärenergieträger (regenerativ / erschöpflich) sind:

• Nachwachsende Rohstoffe
• Organische Reststoff (ohne Holz)
• Sonne, Wasser, Wind
• Holz
• Erdgas
• Strommix(*)
• Kohle
• Rohöl

• CO2 aus Luft/konz. Quellen(*)

• (*) = kein Primärenergieträger

Umwandlung durch:

• Fermentation
• Vergärung
• Elektrolyse
• Vergasung
• Reformer
• Raffinerie
• Synthese / Elektrolyse

es entstehen Sekundär-Energie I-Träger:

• Ethanol
• Biogas
• Wasserstoff
• Erdgas
• Methanol
• Benzin

durch erneute Reformierung entstehen Sekundär-Energie II-Träger:

• Wasserstoff / CO (HT-BZ) im Verbund mit
  
• Brennstoffzelle

Endenergie wird zur Nutzenergie:

• Strom => Kraft / Licht
  
• Wärme => Raum- / Prozesswärme

Beispiele:

Nachwachsende Rohstoffe=> Fermentation => Ethanol => Reformer => H+/Brennstoffzelle => Strom & Wärme

Organise Reststoffe (ohne Holz) => Vergärung => Biogas => Reformer => H+ / Brennstoffzelle => Strom & Wärme

Sonne, Wasser, Wind =>Elektrolyse direkte Gewinnung von Wasserstoff => H+/Brennstoffzelle => Strom & Wärme

oder

Sonne, Wasser, Wind => Synthese/Elektrolyse (+ CO2) => Methanol => Reformer => H+ / Brennstoffzelle => Strom & Wärme

Holz => Vergasung => direkte Gewinnung von Wasserstoff => H+/Brennstoffzelle => Strom & Wärme

Erdgas => Erdgas oder Reformer => Methanol => s.o.

Strommix => Elektrolyse > Wasserstoff => s.o.

Kohle => Vergasung => Methanol => Reformer => s.o.

Rohöl => Benzin => Raffinerie => Reformer => => H+ / Brennstoffzelle => Strom & Wärme

Reformer:

• eine chemisch-technische Anlage zur Herstellung von Synthesegas, siehe Dampfreformierung (engl. Steam Reforming)
• eine chemisch-technische Anlage zur Herstellung von reinem Wasserstoff aus einem Methanol-Wasser-Gemisch, siehe Methanol-Reformer
• eine chemisch-technische Anlage zur Erhöhung der Oktanzahl in Benzin, siehe Erdölraffinerie

Die Studie des TAB liefert auch hier eine umfassende Betrachtung, die im
folgenden zusammengefasst präsentiert wird.
Aufgrund der geringen Anzahl vorhandener Protoypen von Fahrzeugen mit
Brennstoffzellen-Antrieb und der fehlenden technischen und wirtschaftlichen
Erfahrung mit diesen erlauben die vorliegenden Daten nur eine erste Abschätzung.
Die folgenden Aussagen sind jedoch bereits heute ableitbar :
§ PKW-Brennstoffzellen-Antriebe haben deutlich höhere Wirkungsgrade der
Energiewandlung als konventionelle Verbrennungsmotoren, insbesondere bei
Fahrweise im Teillastbereich
§ Brennstoffzellen-Antriebe haben im Betrieb geringere lokale Emissionen als
Verbrennungsmotoren
§ Die für PKW-Brennstoffzellen-Antriebe notwendigen Treibstoffe (mit Ausnahme
der Bioenergieträger) sind jedoch bei der Herstellung nur mit wesentlich
höherem Energieeinsatz zu gewinnen und insbesondere bei aus fossilen
Quellen hergestellten Treibstoffen mit höheren Emissionen verbunden.
§ Hinsichtlich Versauerungs-, Eutrophierungs- und Photosmogpotential sind
Brennstoffzellen-Fahrzeuge mit aus fossilen Quellen gewonnenen
Energieträgern konventionellen Antrieben überlegen. ABER :
§ Für Brennstoffzellen-Fahrzeuge mit Biokraftstoffen aus Energiepflanzen gilt
dies nicht, insbesondere beim Einsatz von Bioethanol werden höhere
Emissionen frei als bei konventionellen Verbrennungsmotoren.
§ Bezüglich der Kanzerogenität der Emissionen liegen alle
Brennstoffzellenantriebe deutlich günstiger als konventionelle Antriebe.
!!!Vergleichbare Effekte lassen sich jedoch auch durch die Nutzung der
meisten alternativen Kraftstoffe in Verbrennungsmotoren erzielen.!!
Der Beitrag zum Treibhauseffekt ist für alle mit Wasserstoff und
Biokraftstoffen betriebenen Brennstoffzellen-Fahrzeuge niedriger als beim
Ottomotor, mit Ausnahme von fossil gewonnenem Wasserstoff. Die Beiträge
von Methanol, Dimethylester aus Erdgas (DME) und Benzin sind dem des
Ottomotor vergleichbar.
§ Alle Antriebsoptionen mit regenerativen Kraftstoffen sowie zentral aus fossilen
Quellen erzeugter Druckwasserstoff sind bezüglich des Verbrauchs
erschöpflicher Energieträger mit Vorteilen verbunden