Hat Wasserstoff die höchste Energiedichte?

Wasserstoff: Hohe Energiedichte – aber der Teufel steckt im Detail

Die Aussage, Wasserstoff besitze die höchste Energiedichte aller Brennstoffe, ist vereinfachend und bedarf einer differenzierten Betrachtung. Während die spezifische Energiedichte – also die Energiemenge pro Masseneinheit – von Wasserstoff tatsächlich sehr hoch ist, ist die volumetrische Energiedichte – die Energiemenge pro Volumeneinheit – deutlich geringer als bei vielen anderen Energieträgern. Dieser scheinbare Widerspruch erklärt sich durch die Eigenschaften des Wasserstoffs.

Die oft zitierte hohe spezifische Energiedichte von Wasserstoff (ca. 142 MJ/kg) übertrifft die von Benzin (ca. 46 MJ/kg) oder Erdgas (ca. 50 MJ/kg) deutlich. Ein Kilogramm Wasserstoff liefert also mehr Energie als ein vergleichbares Gewicht an fossilen Brennstoffen. Diese Tatsache ist der Grund für das Interesse an Wasserstoff als Energieträger. Die Aussage, dass 1 kg Wasserstoff der Energiemenge von 2,1 kg Erdgas oder 2,8 kg Benzin entspricht, ist prinzipiell korrekt, vernachlässigt aber entscheidende Faktoren.

Das Problem liegt in der Speicherung und dem Transport. Wasserstoff ist bei Raumtemperatur ein Gas mit sehr geringer Dichte. Um ihn als Brennstoff nutzbar zu machen, muss er entweder stark komprimiert (unter hohem Druck in Tanks gespeichert) oder verflüssigt (bei -253°C) werden. Beide Verfahren sind energieintensiv und reduzieren die Effizienz des gesamten Energiesystems deutlich.

Die volumetrische Energiedichte von flüssigem Wasserstoff liegt bei etwa 10 MJ/l. Im Vergleich dazu weist Benzin eine volumetrische Energiedichte von ca. 33 MJ/l auf. Das bedeutet, um die gleiche Energiemenge zu speichern, benötigt man ein deutlich größeres Volumen an flüssigem Wasserstoff als an Benzin. Diese Tatsache macht den Transport und die Speicherung von Wasserstoff deutlich aufwendiger und teurer.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Wasserstoff besitzt eine hohe spezifische Energiedichte, was ihn als Energieträger attraktiv macht. Seine niedrige volumetrische Energiedichte stellt jedoch eine massive Herausforderung für die praktische Anwendung dar. Die gesamte Energiebilanz, inklusive der Energie, die für die Gewinnung, Verflüssigung, den Transport und die Speicherung benötigt wird, muss berücksichtigt werden, um die tatsächliche Effizienz von Wasserstoff als Energieträger realistisch einzuschätzen. Die Behauptung, Wasserstoff besitze die höchste Energiedichte, ist daher irreführend und muss im Kontext der jeweiligen Anwendung und der gesamten Energiekette bewertet werden.