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Energienews

18. Mai

Wundermittel Wasserstoff

Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft, um die Klimaziele zu erreichen. Das flüchtige Gas beheizt Häuser, treibt Flugzeuge, Schiffe oder Laster an und dient als Brennstoff in der Industrie. Doch klimaneutral erzeugter Wasserstoff ist noch rar. Wo sollte er am besten eingesetzt werden?

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Bis 2045 soll Deutschland klimaneutral werden – mithilfe von Wasserstoff. Das vielfältig einsetzbare Gas kann sich zum zentralen Baustein auf dem Weg in eine klimafreundliche Zukunft entwickeln – vorausgesetzt, der zur Produktion des Wasserstoffs verwendete Strom stammt aus erneuerbaren Energien. Die Bundesregierung setzt daher vor allem auf sogenannten grünen, also CO2-frei erzeugten Wasserstoff, um die Klimaziele zu erreichen.

Der Bedarf ist riesig: Bis 2030 sollen die Elektrolyse-Kapazitäten für grünen Wasserstoff im Vergleich zu heute bundesweit auf fünf Gigawatt steigen. Noch aber wird der meiste Wasserstoff aus Erdgas erzeugt, einem fossilen Brennstoff, bei dessen Verarbeitung unter anderem CO2 entsteht, das für einen großen Teil der Erderwärmung verantwortlich ist. Solange die Energiewende stockt, ist grüner Wasserstoff rar. Umso wichtiger ist es, ihn gezielt dort einzusetzen, wo er die effizienteste und kostengünstigste Option darstellt. Ein Überblick über die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten.

Gebäude
Zum Heizen von Wohnhäusern gibt es effizientere Varianten als Wasserstoff (H2), etwa Wärmepumpen, die mit Ökostrom betrieben werden. Allerdings eignen sie sich nicht für jedes Grundstück. Eigenheimbesitzer, die ihre bestehende Erdgasheizung weiterverwenden wollen, haben auch die Option, diese umzurüsten: Mit kleineren Anpassungsarbeiten kommen neuere Heizungen problemlos auch mit einem Erdgas-/Wasserstoffgemisch klar. Erdgas kann schon heute bis zu 20 Prozent Wasserstoff beigemengt werden. Handelt es sich um „grünen Wasserstoff“, sinkt der CO2-Ausstoß entsprechend.

Autos, LKW und Busse
BMW testete schon in den 1990er-Jahren Fahrzeuge, die dank modifizierter Motoren direkt Wasserstoff verbrennen konnten. Zudem konstruierten mehrere Hersteller Wasserstoffautos mit Brennstoffzelle. Letztlich scheiterten diese Entwicklungen an der fehlenden Kraftstoff-Infrastruktur. Derzeit herrscht in der Autobranche weitgehend Einigkeit, dass Batteriefahrzeuge aktuell der bessere Weg sind als Wasserstoff-Mobile, unter anderem wegen ihrer Energiebilanz. Wenn aber genügend umweltfreundlich erzeugter Wasserstoff verfügbar ist, könnten auch Wagen mit Brennstoffzelle wieder ins Spiel kommen.

Für Lkw und Busse könnten Brennstoffzellen eine nachhaltige Alternative zum Diesel sein. MAN schickt schon erste Versuchsmodelle mit Wasserstoff auf die Straße, die mit einer Tankfüllung rund 800 Kilometer weit kommen sollen. Die gesamte Logistik-Branche ist im Aufbruch: Mehr als 60 Unternehmen – Hersteller, Zulieferer, Speditionen und Energieversorger – arbeiten zusammen, um Wasserstofflösungen im Schwerlastverkehr anzuschieben. Bis 2030 sollen in Europa über 100 000 Wasserstoff-Lkw unterwegs sein und an 1500 Tankstellen umweltfreundlichen Treibstoff tanken.

Züge
Hätten Sie es gewusst? Nur rund 60 Prozent der deutschen Eisenbahnstrecken sind elektrifiziert. Auf dem Rest geht’s mit Dieselloks voran. Das soll sich ändern. Von 2018 bis 2020 wurden zwischen Cuxhaven und Buxtehude zwei Regionalzüge mit Wasserstoffantrieb getestet. 2022 sollen sogar 14 Wasserstoffzüge auf der 100 Kilometer langen Strecke im Linienbetrieb fahren. In Hessen gehen dieses Jahr 27 Züge der gleichen Flotte in regulären Betrieb. Ihr Treibstoff kommt aus dem Industriepark Hoechst bei Frankfurt. Der Wasserstoff fällt dort als Abfall an.

Flugzeuge
Wasserstoff statt Kerosin – diesen Ansatz verfolgt zum Beispiel Airbus mit dem Konzept „Zero E“. Bis 2035 will der europäische Flugzeugbauer Maschinen mit unterschiedlichen Antriebskonzepten auf den Markt bringen. Wohl am weitesten sind Planungen für ein Turbopropmodell – ein Propellerflugzeug für bis zu 100 Passagiere. Nicht weniger als sechs Gondeln sollen unter den Tragflächen des Fliegers hängen: jeweils mit Elektromotor, Propeller, Brennstoffzelle, Wasserstofftank und Elektronik. Größere Wasserstoffmodelle will Airbus mit Mantelstrom-Düsentriebwerken ausstatten. Batterien kommen zum Speichern der Antriebsenergie von Flugzeugen derzeit nicht in Betracht – sie sind einfach zu schwer.

Schiffe
Auch auf hoher See und in der Binnenschifffahrt tut sich was: In Kürze wird auf der Seine bei Paris ein Frachtschiff mit Wasserstoffantrieb starten. Und 2027 soll zwischen Kopenhagen und Oslo eine wasserstoffbetriebene Fähre bis zu 1800 Passagiere, 380 Autos und 120 Lkw befördern: Die Europa Seaways wäre damit die weltweit größte, mit Wasserstoff betriebene Fähre. Sie soll ausschließlich mit grünem Wasserstoff bewegt werden und so rund 64 000 Tonnen CO2 sparen.

Industrie
Die chemische Industrie verbraucht bundesweit heute schon pro Jahr 12,5 Milliarden Kubikmeter Wasserstoff. Bis 2050 soll der Bedarf auf das Sechsfache steigen. Große Hoffnungen setzen auch Zement- und Stahlindustrie auf das leichte Gas, um die Produktion klimaneutral zu gestalten und auf Erdgas und Kohle zu verzichten. Rein technisch lassen sich die Aufgaben lösen. Um aber genügend klimaneutralen Wasserstoff zu erzeugen, sind hohe Investitionen in erneuerbare Energien nötig. Für den Transport des Wasserstoffs könnte das bestehende Gasnetz genutzt werden.


11. Mai

Wohlige Wärme mit einer Hybridheizung

Das Heizen mit fossilen Energieträgern wird teurer. Der Einbau einer Erdgas-Brennwertheizung kann trotzdem weiterhin sinnvoll sein – vor allem im Altbau und in Kombination mit erneuerbaren Energien.

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Mit dem Klimaschutzgesetz 2021 will die Bundesregierung den CO2-Ausstoß drastisch senken. Um das zu erreichen, wurden im Klimapaket Preise für CO2-Emissionen festgelegt. Sie sollen einen Anreiz darstellen, dass Hauseigentümer möglichst rasch auf effizientere Heizungen umrüsten – und dabei auch erneuerbare Energien nutzen. Da Erdgasheizungen Kohlendioxid ausstoßen, müssen seit 1. Januar 2021 neben den Brennstoffkosten für jede Tonne Treibhausgas zusätzlich 25 Euro CO2-Abgabe bezahlt werden. Ab 1. Januar 2022 sind es 30 Euro, bis 2025 steigt der Preis stufenweise auf  55 Euro pro Tonne. 

Für einen vierköpfigen Durchschnittshaushalt mit einem Jahresverbrauch von 20 000 Kilowattstunden bedeutet das 2022 Mehrkosten von etwa 132 Euro, in 2025 dann 242 Euro Zusatzbelastung. Trotzdem kann sich auch weiterhin der Einbau einer Erdgas-Brennwertheizung lohnen. 

Effizienz senkt Kosten 
Je älter eine Heizung ist, umso höher ist der Verbrauch. Alte Kessel sind in deutschen Kellern immer noch in der Mehrzahl. Über die Hälfte aller Heizanlagen haben schon 20 Jahre und mehr auf dem Buckel. Hier gibt es für Hauseigentümer viel Spielraum, um langfristig ihre Heizkosten zu verringern. Denn wer eine herkömmliche Heizung auf Gasbrennwert umrüstet, senkt den Verbrauch von Primärenergie, also Gas, um bis zu 30 Prozent. Dadurch lässt sich trotz CO2-Abgabe auf Dauer eine Menge Geld sparen. 

Außerdem liegt in Heizungsmodernisierungen ein riesiges Potenzial, um die Treibhausemissionen zu verringern. Das hat die Politik erkannt und fördert den Umstieg auf CO2-arme Heizsysteme mit großzügig ausgestatteten Förderprogrammen. Voraussetzung ist allerdings, dass dabei auch ein gewisser Anteil an erneuerbaren Energien genutzt wird. Gasbrennwert-Kessel können hierbei ihre ganze Stärke ausspielen, denn sie lassen sich bestens mit Solarenergie, aber auch mit Wärmepumpen kombinieren.


4. Mai

Dringend gesucht: Ökopower

Was braucht Deutschland, um Elektroautos, Wärmepumpen und die Industrie künftig CO2-frei mit Energie zu versorgen? Mehr Strom aus Sonne und Wind.

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Deutschland ist einer der größten Ökostrom-Produzenten weltweit. 2021 erzeugten erneuerbare Energien rund 240 Terawattstunden Strom – das sind 240 Milliarden Kilowattstunden. Genug, um knapp die Hälfte des Landes mit Ökostrom zu versorgen. Vergleicht man den Weg zur Klimaneutralität jedoch mit einem Hundertmeterlauf, hat die Bundesrepublik erst 25 Meter geschafft. Der größte Teil der Strecke liegt noch vor uns.

Das liegt einerseits daran, dass die Stromversorgung noch nicht zu 100 Prozent auf erneuerbare Energien umgestellt ist. Andererseits wird der Stromverbrauch in den nächsten zwei Dekaden stark wachsen, prognostizieren Experten. Laut Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) liegt er deutschlandweit zurzeit bei gut 550 Terawattstunden pro Jahr. 2045, im Jahr der Klimaneutralität, schätzt die Denkfabrik Agora Energiewende den Verbrauch auf rund 1000 Terawattstunden. Viermal so viel, wie derzeit an Ökostrom erzeugt wird. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE geht sogar von mindestens 1250 Terawattstunden aus.

E-Autos, Wärmepumpen und grüner Wasserstoff brauchen zusätzlich Ökostrom
„Die Gründe für den steigenden Verbrauch liegen auf der Hand“, sagt Maike Schmidt vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg. „Um Klimaneutralität zu erreichen, genügt es nicht, nur die klassischen Stromkonsumenten mit grünem Strom zu versorgen. Es braucht auch eine flächendeckende Elektrifizierung im Verkehrssektor und einen breiten Einsatz von Wärmepumpen in Gebäuden. Für die Stahl-, Chemie- und Zementindustrie und für Brennstoffzellenfahrzeuge wird zudem grüner Wasserstoff benötigt.“

Für 2030 sind laut BDEW rund 15 Millionen Elektro-Pkw, fünf bis sechs Millionen Wärmepumpen und 15 Gigawatt Elektrolysekapazität zur Produktion von Wasserstoff notwendig. Bis 2045 sollen diese Zahlen noch einmal deutlich steigen. Das erfordert große Mengen Strom aus erneuerbaren Energien, um die Klimaziele einzuhalten. Wie viele Terawattstunden es am Ende wirklich sein werden, weiß niemand, daher liegen die Schätzungen auch immer wieder etwas auseinander.


27. April

Je löchriger, desto besser?

Regenwürmer, Asseln, Bärtierchen oder Springschwänze: Sie alle tragen dazu bei, dass der Boden gesund bleibt.

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Forscher aus der Schweiz ließen Unterhosen im Boden vergraben und nach einiger Zeit wieder ausbuddeln. Liefern die von Kleinstlebewesen zerfressenen Baumwoll-Schlüpfer Erkenntnisse über die Bodenqualität? Die Auswertungen laufen.

Zweckentfremdet und eingegraben: 2000 Unterhosen wanderten letztes Jahr in der Schweiz unter die Erde. „Gemeinsam mit der Bevölkerung wollten wir untersuchen, ob sich so herausfinden lässt, wie gesund unsere Böden sind“, erzählt Noemi Peter, Projektmanagerin bei „Beweisstück Unterhose“, das von der landwirtschaftlichen Forschungsanstalt Agroscope und der Universität Zürich betreut wird. Für die 1000 Bodensets bewarben sich interessierte Teilnehmer aus der ganzen Schweiz und erhielten unter anderem zwei Unterhosen aus 100 Prozent abbaubarer Biobaumwolle. Ein Stoff, den diverse Mikroorganismen mit Hochgenuss verschlingen. Sind sie zahlreich im Boden vorhanden, bleiben nur der Bund und die Nähte der Schlüpfer übrig, die aus einem synthetischen Material bestehen.

Die Laienforscher vergruben die Unterhosen auf Äckern oder in Beeten. Nach einem vorgegebenen Zeitraum buddelten sie die zersetzten Schlüpfer wieder aus, schickten sie zusammen mit einer Bodenprobe und detaillierten Informationen darüber, wie sie gärtnern oder ihren Boden bewirtschaften, an die Forschungsanstalt zurück. Bis Ende 2022 laufen nun die Auswertungen.

Einfach selber machen – so geht’s
Die Unterhosen-Aktion soll für ein wichtiges Thema sensibilisieren: „Unsere Böden sind stark gefährdet – durch Umweltverschmutzungen, flächendeckende Überbauungen oder eine zu intensive Landwirtschaft“, weiß die Forscherin: „Es ist höchste Zeit, genauer hinzuschauen!“ Und das kann jeder, denn das ungewöhnliche Experiment lässt sich leicht nachmachen: Einfach im Garten ein 30 Zentimeter tiefes, steiles Loch graben und zwei Unterhosen aus Biobaumwolle an den Rand drücken. Anschließend das Loch mit Erde auffüllen und die vergrabenen Schlüpfer jeweils mit einem Stab markieren. Die erste Unterhose nach einem Monat, die zweite nach zwei Monaten wieder ausgraben und trocknen lassen. Mit einer von den Forschern entwickelten Skala können Sie den Abbaugrad einschätzen. Weitere Infos gibt’s unter: www.beweisstueck-unterhose.ch


20. April

Das Wasser macht den Geschmack

Für eine gute Tasse Kaffee oder Tee ist nicht nur die Qualität der Bohnen und Teeblätter ­ent­scheidend, sondern auch die Wasser­qualität.

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Starten Sie morgens mit einem frisch -gebrühten Kaffee oder einer duftenden Tasse Tee in den Tag? Beiden Heißgetränken ist eines gemein: Sie bestehen zu fast hundert Prozent aus Wasser. Und dessen Qualität beeinflusst den Geschmack entscheidend. 

Mineralien schmecken 
Um alle Nuancen aus der Bohne oder den Teeblättern herauszukitzeln, braucht es frisches, sauerstoffreiches Wasser. Mineralstoffe wie ­Kalzium und Magnesium sind wertvolle Geschmacksträger: Erst durch sie kann sich das Aroma voll entfalten. Auch die richtige Temperatur ist wichtig: Bringen Sie das Wasser möglichst schnell zum Kochen und lassen Sie es bis zur gewünschten Temperatur abkühlen. Diese liegt bei Kaffee zwischen 86 und 89 Grad, bei Tee variiert sie je nach Sorte und Empfehlung. Für Schwarztee werden 95 Grad angeraten, für Grün- und Weißtee 60 bis 80 Grad. 

Hart, aber fad? 
Die Wasserhärte richtet sich nach den Kalzium- und Magnesium-Ionen im Wasser und wird hierzulande in Grad deutscher Härte (°dH) ­angegeben: Hartes Wasser hat mehr als 14 °dH, mittleres Wasser zwischen 8,4 °dH und 14 °dH, weiches Wasser weniger als 8,4 °dH. Der Härtegrad von Leitungswasser in Deutschland liegt im Durchschnitt bei etwa 16 °dH. Einige Experten empfehlen für den perfekten Kaffee- und Teegenuss eine Wasserhärte zwischen 5 °dH und 9 °dH. Härteres Wasser soll zu einem faden Geschmack führen, weicheres Wasser das Getränk zu sauer machen. Grundsätzlich können Kaffee- und Teeliebhaber aber getrost zu Leitungswasser greifen: Qualitativ ist es absolut hochwertig. 

Steinchen als Enthärter 
Wem das Wasser aus dem Hahn zu hart oder zu weich ist, der kann alternativ zu stillem Mineralwasser aus der Glasflasche greifen. Von Wasserfiltern rät die Verbraucherzentrale ab: Eine zusätzliche Aufbereitung des Wassers sei meist überflüssig. Bei falschem Gebrauch können sich zudem leicht Keime bilden. Statt mit einem Filter lässt sich Leitungswasser auch mit weißen Marmorsteinchen enthärten, die mitgekocht werden. Auch ein Spritzer Zitrone wirkt Wunder: In den Tee geben und der unappetitliche, kalkhaltige Film verschwindet. Für den optimalen Geschmack empfiehlt es sich außerdem, in einen Wasserkocher aus Edelstahl, Porzellan oder Glas statt aus Kunststoff zu investieren. Dann steht dem Tee- oder Kaffeegenuss nichts mehr im Weg.


13. April

Berlin: E-Autos an Straßenlaternen laden

Mit der Umrüstung von Straßenlaternen zu Ladepunkten soll die öffentliche Ladeinfrastruktur in Berlin schneller ausgebaut werden. Die Aktion soll im zweiten Quartal 2022 starten.

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ubitricity, Hersteller und Betreiber von Ladelösungen für E-Fahrzeuge, hat eine öffentliche Ausschreibung der Stadt Berlin für mindestens 200 Laternenladestationen im öffentlichen Raum gewonnen. Der Aufbau startet in den Bezirken Steglitz-Zehlendorf und Marzahn-Hellersdorf. ubitricity setzt hierbei seinen Ladepunkt „Heinz“ ein, der explizit für den deutschen Markt entwickelt wurde. 

Installation startet noch im zweiten Quartal 2022 
Die Installation der ersten 200 Laternenladepunkte soll in enger Kooperation mit der Berliner Senatsverwaltung für Umwelt, Mobilität, Verbraucher- und Klimaschutz bereits im zweiten Quartal 2022 starten. Die Umsetzung findet im Rahmen eines durch den Bund geförderten „Saubere Luft“-Projekts statt. Sollte es zu einer Bewilligung der bereits vom Land Berlin beantragten Projektverlängerung kommen, könnten bis zu 800 weitere Ladepunkte installiert werden. 

Bequemes Laden vor der Haustür 
Mit den Laternenladepunkten in Berlin überträgt die hundertprozentige Tochter der Shell Grupp ubitricity ihr Erfolgsmodell aus Großbritannien unter Berücksichtigung der lokalen Richtlinien nach Deutschland. Die Ladestationen mit einer Kapazität von 3,7 kW nutzen die bestehende Infrastruktur und ermöglichen allen Berlinern ohne privaten Stellplatz (in der Hauptstadt sind das rund 60%) den alltagstauglichen Zugang zur E-Mobilität direkt vor der Haustür. Der Ladepunkt wird ohne weitere Flächenversiegelung des Bürgersteigs an die Straßenlaterne montiert. 

Ökostrom aus Straßenlaternen 
Das Laden während der üblichen Parkzeit ermögliche eine kostengünstige und schnelle Errichtung wohnortnaher Ladepunkte unter Berücksichtigung bestehender Netzkapazitäten,  so das Unternehmen. Die Wahl der Standorte erfolge in enger Abstimmung mit der Senatsverwaltung für Umwelt, Mobilität, Verbraucher- und Klimaschutz sowie mit den Bezirken und berücksichtigt lokale Gegebenheiten der einzelnen Stadtteile. Alle Laternenladepunkte würden von der Shell Energy Retail ausschließlich mit Ökostrom beliefert, so ubitricity. Der Ladepunkt könne via QR-Codes ohne Anmeldung genutzt werden. Auch das Laden über den Mobility Service Providers der E-Autofahrer sei möglich, heißt es. Lediglich ein Standard-Ladekabel mit Typ 2 Stecker sei dafür erforderlich.


6. April

Photovoltaik: Speicher immer effizienter

Zum fünften Mal hat die Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW Berlin) Stromspeicher für Photovoltaik-Anlagen verglichen. Demnach verbessert sich die Effizienz der Batterien.

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Die Testsieger der Stromspeicher-Inspektion 2022 von RCT Power, Fronius und BYD belegten wie im Vorjahr die ersten drei Plätze im Ranking. Das ist das Ergebnis des aktuellen Tests der HTW Berlin, bei dem es um die Energieeffizienz von insgesamt 21 Photovoltaik-Speichersystemen für Privathaushalte ging. Marktführer seien weiterhin die Anbieter BYD aus China und Sonnen aus Deutschland.

Höhere Effizienz bei Speichersystemen
Die Energieeffizienz der Heimspeichersysteme wurde mit dem sogenannten „System Performance Index“ (SPI) bewertet. Diese Effizienzkennzahl macht PV-Speichersysteme in zwei Leistungsklassen vergleichbar. In der kleineren Leistungsklasse bis 5 kW setzte sich erneut der Hybridwechselrichter „Fronius Primo GEN24 6.0 Plus“ gemeinsam mit der „BYD Battery-Box Premium HVS 7.7“ durch. In der 10-kW-Leistungsklasse gewann zum zweiten Mal in Folge der „Power Storage DC 10.0“ von RCT Power. Die aktuellen Testergebnisse zeigten, dass viele Hersteller wichtige Stellschrauben zur Effizienzsteigerung erkannt und ihre Geräte optimiert hätten, so die HTW. Zunehmend seien mehr hocheffiziente PV-Speichersysteme am Markt erhältlich. Davon profitierten Haushalte, die sich unabhängiger von steigenden Strompreisen machen und einen aktiven Beitrag zum Klimaschutz leisten wollen. Je geringer die Effizienzverluste sind, desto höher sei der durch ein Speichersystem erreichbare Autarkiegrad.

Tipps für den Speicher-Kauf
Zur Kaufentscheidung sollten die Kosten pro kWh ermittelt werden. Sie berechnen sich aus dem Preis für den Speicher, der zwischen 1.000 und 1.800 Euro pro kWh-Speicherkapazität liegt und einmalig bis zu 2.000 Euro für die Installation. Dieser Preis muss ins Verhältnis zur praktisch speicherbaren Energiemenge gesetzt werden, die auch von den möglichen Entladezyklen abhängt, die je nach Hersteller zwischen 5.000 und 10.000 schwanken. Die Studie der HTW bestätigt zudem eine positive Entwicklung des Markts für PV-Speichersysteme. So wurden 2021 in Deutschland mehr als 200.000 PV-Anlagen mit einer Leistung bis 20 kW errichtet, mehr als doppelt so viele wie im Jahr 2019. Bereits ein Viertel der Systeme in diesem Marktsegment hatte eine Leistung zwischen 10 kW und 20 kW. Und mehr als die Hälfte der Anlagen werden auch schon mit einem Speicher kombiniert. 2019 war das nur bei einem Drittel der Fall.

So groß sollte der Speicher sein
Bei der Speicherauswahl solle laut HTW nicht nur auf eine hohe Systemeffizienz, sondern auch auf eine sinnvolle Systemauslegung geachtet werden. Ein Beispiel: Hat die PV-Anlage eine Leistung von 10 kW und liegt der Stromverbrauch bei 4.000 kWh pro Jahr, sollte die nutzbare Speicherkapazität des Stromspeichers nicht höher als 6 kWh sein. Nur bei einem doppelt so hohen Stromverbrauch mache es Sinn, die nutzbare Speicherkapazität auf bis zu 12 kWh zu erhöhen. Grund sei, dass der Autarkiegrad nur noch geringfügig steige, die Kosten rechneten sich nicht, so die Studie. Alle Ergebnisse der aktuellen Inspektion der HTW gibt es hier.


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