FAQ

Wie sicher ist Wasserstoff?
Wasserstoff ist so sicher handhabbar wie andere Energieträger wenn man seine spezifischen physikalischen und chemischen Eigenschaften berücksichtigt.

Gibt es  sicherheitstechnische Unterschiede zwischen Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen?
Viele wichtige sicherheitsrelevante Eigenschaften von Wasserstoff unterscheiden sich erheblich von denen der Kohlenwasserstoffe Methan(Erdgas), Propan, und Benzindampf: die Dichte ist viel geringer, der Auftrieb in Luft ist stark positiv, der Diffusionskoeffizient in Luft ist etwa fünfmal so groß, die Zündenergie beträgt etwa 1/10, der Bereich brennbarer Konzentrationen ist sehr breit, die Reaktionskinetik verläuft außerordentlich schnell und die Detonationsneigung ist relativ hoch. Der sichere Umgang mit Wasserstoff erfordert deshalb andere Vorsorgemaßnahmen als Kohlenwasserstoffe.

Ist Wasserstoff explosiv?
Nein. Explosivmittel wie z.B. Dynamit reagieren ohne Vorvermischung mit einem Oxidationsmittel (z.B. Luft). Wasserstoff wird erst durch Vermischung mit Luft zu einem Brenngas, das je nach Ausgangs- und Umgebungsbedingungen , unterschiedlich schnell reagieren kann.

Was ist eine Deflagration?
Unter Deflagration versteht man eine Unterschallverbrennung bei der die sichtbare Flammen-geschwindigkeit kleiner ist als die Schallgeschwindigkeit im verbrannten Gas. Die chemische Reaktion pflanzt sich hierbei durch molekulare oder turbulente Diffusion von Wärme und Radikalen in das unverbrannte Gas fort.

Was ist eine Detonation?
Unter einer Gasdetonation versteht man die  Überschallverbrennung einer vorgemischten Brennstoff-Oxidator-Atmosphäre. Der Reaktionsfortschritt läuft hierbei über adiabate Kompression des vorgemischten Gases in der führenden Stoßfront. Das Gas wird auf so hohe Temperaturen aufgeheizt, dass die Selbstzündungstemperatur überschritten wird und die chemische Reaktion (z.B. H2-O2) innerhalb von Mikrosekunden abläuft. Die Detonationsfront bewegt mit Geschwindigkeiten die typischerweise zwischen 1500 und 3000 m/s liegen.

Wie kann eine Detonation gezündet werden?
Es gibt zwei Möglichkeiten:  a) Zündung durch eine sog. „starke“ Zündquelle, b) Zündung durch eine „schwache“ Quelle. Im ersten Fall erzeugt die Zündquelle eine genügend starke Schockwelle zur direkten Initiierung einer Detonation, z.B. mit Sprengstoff. Im zweiten Fall , z.B. bedingt durch einen schwachen Funken, beginnt die Verbrennung zwar langsam, beschleunigt sich aber spontan auf Flammengeschwindigkeiten die selbst Stoßwellen erzeugen. Die Energie zur Zündung der Detonation stammt dabei  aus dem Gas selbst.

Wie schnell kann ein Wasserstoff-Luft-Gemisch brennen?
Je nach Anfangs- und Randbedingungen kann ein H2-Luft-Gemisch sehr unterschiedliche Flammengeschwindigkeiten aufweisen, der Bereich geht von weniger als 1m/s (laminare Deflagration)  bis zu ca. 2000 m/s (stabile Detonation). Die wesentlichen Einflussfaktoren sind H2-Konzentration, Ausgangsdruck und -temperatur der Mischung, Turbulenzerzeugung, Einschlussgrad der Mischung und das charakteristische Längenmaß für den Flammenweg .

Welche Konsequenzen hat eine hohe Flammengeschwindigkeit?
Flammen mit hoher Geschwindigkeit erzeugen große Überdrücke die ein erhebliches Schadenspotential für belastete Strukturen und betroffene Personen besitzen. Bei schnellen turbulenten Flammen von einigen 100 m/s liegen die Überdrücke bei einigen bar, bei Detonationen können 10 bis 20 bar erreicht werden. Ein Überdruck von 1 bar bedeutet eine Last von 10 Tonnen pro Quadratmeter, normale Gebäude sind nicht für solche Lasten konzipiert.  Bei 1 bar Überdruck ist mit Lungenversagen zu rechnen.

Was ist eine EG-Konformitätserklärung?
Jeder Hersteller von Geräten und Schutzsystemen die in explosionsgefährdeten Bereichen zum Einsatz kommen sollen, muss in einer Konformitätserklärung nachweisen, dass sein Produkt der EG-Richtlinie 94/9 und anderen relevanten Normen entspricht. Für Geräte der Kategorie 2 und 3, die in den Ex-Schutzzonen 1 oder 2 verwendet werden dürfen, kann der Hersteller das Bewertungsverfahren selbst oder mit Unterstützung einer befähigten Person durchführen. Eine benannte Stelle ist nicht erforderlich.

Ist Wasserstoff eine Energiequelle?
Nein, genauso wenig wie Strom. Beide müssen erst unter Einsatz von Primärenergie erzeugt werden. Wasserstoff ist dabei ein universell und effektiv herstellbarer Energiespeicher für fluktuierende regenerative Energien wie Wind und Sonne.

Lohnt sich die Umwandlung von erneuerbaren Energien in Wasserstoff?
Ja, wenn man die Energiespeicherfunktion berücksichtigt. Wirkungsgradvergleiche sind irrelevant weil es besser ist erneuerbare Energien mit mäßigem Wirkungsgrad in Wasserstoff umzuwandeln als sie gar nicht zu nutzen. Entscheidend für die Nutzung von H2-gespeicherter Energie wird der Endverbraucherpreis sein.

Sollte man nicht mehr in Elektromobilität als in Wasserstoff-basierte Fahrzeuge investieren?
Die zukünftigen hocheffizienten H2-betriebenen Fahrzeuge sind Elektromobile, in denen eine Brennstoffzelle chemische Energie(H2) in Strom umwandelt. Es gibt im Prinzip keine Konkurrenz. Wasserstoff und elektrischer Strom zusammen sind der erfolgversprechendste Weg zur Realisierung einer auf erneuerbaren Energien beruhenden Energieversorgung.

Wieviel Energie steckt in einem kg Wasserstoff?
Ca. dreimal so viel wie in einem Liter Benzin.

Wie kann man Wasserstoff herstellen?
Wasserstoff lässt sich im Prinzip aus Wasser unter Einsatz jeder  Form von Primärenergie herstellen (fossile Brennstoffe wie Kohle und Erdgas, regenerative Energien wie Biomasse, Photovoltaik, Wasserkraft,  Wind, und auch  nuklear erzeugter Strom). Heute wird Wasserstoff zum weitaus überwiegenden Anteil  durch Dampfreformierung von Methan gewonnen. In Zukunft werden schwankende regenerative Energiequellen (z. B. Windkraft) einen höheren Anteil an der Erzeugung von Wasserstoff (als chemischer Energiezwischenspeicher) übernehmen.