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Wladimir Litwinenko: aufgrund der physikalischen Gesetze kann Wasserstoff keine Ressource für globale Energie sein

Литвиненко
Фото © Форпост Северо-Запад /

An der Tagesordnung des nächsten Treffens der Regierung der Russischen Föderation stehen Pläne für die Entwicklung der Wasserstoffenergie in Russland. Der Grund für eine solch außergewöhnliche Agenda war die vom Energieministerium unterstütze Initiative von Rosatom, dessen Empfehlung war, bis 2024 eine neue exportorientierte Industrie in unserem Land zu entwickeln.

Nicht alle Experten hielten diesen Vorschlag für rational und genau überlegt. Laut Wladimir Litwinenko, Rektor der Staatlichen Bergbau-Universität Sankt Petersburg, aufgrund des Mangels an zuverlässigen Technologien zur Lagerung und zum Transport des leichtesten Elements in der Natur sei es unmöglich, so ein großes Projekt durchzuführen. Tatsache ist, dass es ein extrem aktives Gas ist, das Metallstrukturen zerbrechlicher macht und sie allmählich zerstört.

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Фото © www.gazprom.ru

Das derzeitige Rohrleitungssystem ist nicht für die Lieferung von Wasserstoff nach Europa geeignet. Wenn es zu diesem Zweck verwendet würde, würde es unvermeidlich beschädigt, insbesondere an den Schweißnähten. Mit Rücksicht auf die Besonderheiten der Ressource erfordert der Bau einer neuen Infrastruktur enorme Kosten, die sich aufgrund der unklaren Perspektiven der Nutzung von dieser Ressource höchstwahrscheinlich nie auszahlen würden.

Im wissenschaftlichen Artikel „Hindernisse für die Umsetzung von Wasserstoffinitiativen im Kontext einer nachhaltigen Entwicklung der globalen Energie“ führt eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Wladimir Litwinenko eine Reihe von Argumenten an, die auf die Notwendigkeit eines äußerst vorsichtigen Ansatzes für dieses Verfahren hinweisen. Zum Beispiel werden die extrem hohen Produktionskosten von Wasserstoff berücksichtigt, der sowohl aus Methan als auch durch Elektrolyse gewonnen wird. Diese Studie, die in einer Reihe von sozialen Netzwerken veröffentlicht wurde, löste unter ausländischen Abonnenten eine lebhafte Diskussion aus. Die meisten der zahlreichen Leser aus der akademischen Gemeinschaft äußerten Zweifel daran, dass Wasserstoff in naher Zukunft eine bedeutende Quelle der Stromerzeugung werden könnte. Und sie glaubten, dass dies zu einem starken Anstieg der Stromkosten und zu einer Verringerung der Sicherheit von den Stromversorgungsanlagen führen würde. Darüber hinaus wurde auch die Umweltfreundlichkeit des Elements infrage gestellt.

„Infolge der elektrochemischen Reaktion, die entsteht, wenn H2 statt Diesel oder Erdgas verwendet wird, treten tatsächlich keine Schadstoffemissionen in die Umwelt auf. Bei der Wasserstoffherstellung entstehen jedoch Kohlenmonoxid aus Methan und auch CO2. Der Elektrolyseprozess erfordert wiederum eine große Menge an Elektrizität, die nicht immer ohne die Emission von Treibhausgasen gewonnen wird. Daher ist es heute nicht ganz angebracht, über die Umweltvorteile von Wasserstoff zu sprechen“, so Wladimir Litwinenko.

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Die Idee, diese Ressource im Energiesektor oder als Kraftstoff für den Verkehr zu nutzen, ist alles andere als neu. Bereits 1975 sprach Pjotr Leonidowitsch Kapiza, der berühmte Schüler von Abram Fjodorowitsch Joffe, über die Perspektiven der Wasserstoffanwendung. Auf einer wissenschaftlichen Sitzung zum 250. Jahrestag der Akademie der Wissenschaften der UdSSR stellte er in seinem Bericht über die Perspektiven der alternativen Energiequellen fest, dass "es in den vorangehenden Ländern genug Finanzierung für die wissenschaftliche und technische Forschung in diesem Bereich bereitgestellt werde". Diese Studien "werden jedoch mithilfe eines rein technischen Ansatzes durchgeführt, ohne die Wissenschaftsgesetze ausreichend zu berücksichtigen." Gleichzeitig "sind die Erzeugung, die Umwandlung und die Erhaltung von Energie grundlegende Prozesse, die von Physikern erforscht werden." Dies bedeutet, dass die Forschung viel effizienter wäre, wenn die Grundgesetze der Physik detailliert beobachtet würden.

In seiner Rede erinnerte Pjotr ​​Kapiza daran, dass "der Energieerhaltungssatz das Grundgesetz der Physik ist". Darüber hinaus spielt der Energieerhaltungssatz eine große Rolle, "indem er die Möglichkeit der Nutzung von Energieressourcen einschränkt. Nach dem Energieerhaltungssatz sollte die Zunahme der Entropie, d.h. die unumkehrbare Energiedissipation während ihrer Umwandlung und der damit verbundene Effizienzverlust, in allen Prozessen berücksichtigt werden". Die Befürworter alternativer Technologien beachten dies allerdings nicht.

„Vor mehr als 45 Jahren bewies Pjotr Leonidowitsch Kapiza überzeugend, dass die Einschränkungen bei der Nutzung alternativer Ressourcen bzw. Wasserstoff im globalen Energiesektor mit der Physik und nicht mit der Politik zu tun haben. Er bemerkte, dass die Bemühungen von Wissenschaftlern oder Ingenieuren uns nahe genug an die theoretische physikalische Grenze einer bestimmten Technologie bringen können, aber nützen sie leider nichts, wenn man versucht, eine solche Einschränkung zu überwinden. In Anbetracht der Praxis der Anwendung von Sonnenenergie, Windenergie, Geothermie, Wasserressourcen, Energie von Ebbe und Flut, sehen wir, dass Kapiza absolut recht hatte und dass der Wirkungsgrad der erneuerbaren Energien bei 15-50 Prozent liegt. Überdies bräuchte man im Falle einer Abschaltung aufgrund von Sonnen- oder Windmangel eine zusätzliche Stromversorgung und kann diese Energie nur äußerst eingeschränkt anwenden“, sagt Wladimir Litwinenko.

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Es wurde auch daran erinnert, dass Akademiker Kapiza besonders auf die Perspektiven der Entwicklung der Kernenergie achtete.

Trotz all ihrer Vorteile konnte Kernenergie Kohlenwasserstoffe nicht ersetzen, sondern besetzte nur eine bestimmte Nische auf dem globalen Energiemarkt (heute liegt der Anteil der Kernkraftwerke an der Stromerzeugung bei etwas mehr als 10%). Gleichzeitig werden die Ausfälle und Unfälle, die während der Wasserstoffproduktion in den Kernkraftwerken entstehen, ein Problem der Gegenwart, das noch nicht gelöst wird.

Der Rektor der Staatlichen Bergbau-Universität ist sicher, dass gemäß den physikalischen Gesetzen H2 keine globale Energieressource sein kann. Wasserstoff wird jedoch eine lokale Nische besetzen, in der er trotz seiner wirtschaftlichen Effizienz mit Rücksicht auf seine chemischen und physikalischen Eigenschaften eingesetzt wird. Gleichzeitig erfordert seine Verwendung die Einbeziehung hochqualifizierter Fachkräfte und die Einhaltung der höchsten Sicherheitsanforderungen für die gesamte Technologie.

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Litwinenko hält den Aufruf zur schnellsten Einführung der neuen Ressource für "voluntaristisch", denn Energie das Fundament der Wirtschaft und die Hauptantriebskraft ihrer Entwicklung ist. Führender Experte auf dem Gebiet des Kraftstoff- und Energiekomplexes erläutert die Gründe, warum er an der Erstellung des wissenschaftlichen Artikels "Hindernisse für die Umsetzung von Wasserstoffinitiativen im Zusammenhang mit der nachhaltigen Entwicklung der globalen Energie" beteiligt war, und spricht von der Notwendigkeit, "Wissenschaftler und Praktiker in das Diskussionsfeld einzubeziehen". Dies sei essenziell "für eine umfassende Diskussion des äußerst aktuellen Themas und für eine gemeinsame interdisziplinäre Forschung, ohne die es unmöglich wäre, einen integrierten Ansatz zum Verständnis der Rolle von Wasserstoff in der Zukunft zu entwickeln." Er sieht die UNESCO als Schiedsrichter im Streit zwischen alternativer und traditioneller Energie an, was durchaus logisch ist.

Der Zugang zu verhältnismäßig billigem und sauberem Strom gehört bekanntlich zu den von den Vereinten Nationen proklamierten Zielen für eine nachhaltige Entwicklung. In dieser Phase der Technologieentwicklung kann H2 weder das eine noch das andere liefern. Es wäre naiv zu leugnen, dass Wasserstoff heute ein Objekt von wissenschaftlichem Interesse und ein Bestandteil des menschlichen Fortschritts ist. Höchstwahrscheinlich wird er seine Nische auf einer bestimmten lokalen Ebene besetzen, aber nicht mehr. Es wäre also zumindest unbegründet, über die ausschlaggebende Rolle von Wasserstoff auf dem globalen Energiemarkt zu sprechen.