Jeder Umwandlungsschritt hat einen begrenzten Wirkungsgrad.
Wäre das anders, könnte man einen Eiswürfel in eine Kiste stecken und dann eine Wärmekraftmaschine verwenden um Unendlich Energie zu erzeugen. Eine Wärmekraftmaschine braucht ein Temperaturgefälle. Dabei ist es egal ob man kühlt oder heizt. Heizen ist aber viel einfacher, daher verbrennt man irgendwas um Kraft zu gewinnen mit der man was antreiben kann. Einen Stirlingmotor kann man sowohl mit einer Kerze als auch einem Eiswürfel betreiben.
Wäre der Wirkungsgrad 100%, dann hätte man ein wunderbares Temperaturgefälle zwischen Umgebung und Eiswürfel um z.B. einen Stirlingmotor anzutreiben. Da der aber alles in mechanische Energie umwandelt kommt keine Wärmeenergie am Eiswürfel an und der würde nie schmelzen und man könnte so unendlich viel Energie aus der Umgebungswärme erzeugen.
In der Praxis schmilzt das Eis aber sehr schnell. Deswegen können wir nicht Kraftwerke bauen die einfach mit Umgebungsluftwärme beliebig viel Strom machen können. Auch ein Auto könnte so unendlich Reichweite haben.
Verbrennt ein Kraftwerk Kohle, so hat die elektrische Energie nur etwas weniger als die Häfte der Energie die das Stück Kohle hatte. Der Rest kommt aus dem Schornstein und vor allem aus dem Kühlturm. Das bedeutet, dass man mehr als die halbe Energie bereits weg geworfen hat. Deswegen ist heizen mit Gas umweltfreundlicher als mit Strom. Denn ein guter Kessel im Keller kann bis zu 80% der Wärme nutzen, die E-Heizung verbraucht mehr als doppelt so viel Gas in einem Gaskraftwerk um das selbe zu machen!
Die Stromleitungen und Transformatoren verlieren auch wieder Energie. Die Netzbetreiber sind bemüht die Verluste auf unter 10% zu halten. kommt der Strom bei Dir Zuhause an, dann wurden über 60% der Energie der Kohle, Gas oder was auch immer bereits "weggeworfen".
Bis in die 1960er baute man sogar Kraftwerke die noch nicht mal 20% Wirkungsgrad hatten! Also 4/5 Verschwendung! Erst Ende der 1970er hat man die dann still gelegt. In den USA hat man die oft einfach stehen lassen, die haben ja genug Platz. Die sieht man dann oft in 80er/90er Jahre SiFi Filmen als Kulisse für irgendwelche High-Tech Einrichtungen, als Superschurken Basis voll mit Technik oder als Geheimlabore (z.B. in McGuyver).
Jetzt haben wir den Strom erzeugt, aber die Hälfte ist bereits Futsch!
Jetzt kommt der Wasserstoff. Das was man aus dem Physikunterricht kennt, also zwei Drähte ins Wasser und ein Löffel Salz drauf hat einen Wirkungsgrad von etwa 2%. Würde man so Wasserstoff aus Kohlekraft erzeugen, hätte man also jetzt schon 99% der Energie der Kohle weg geworfen.
Zum Glück gibt es andere Methoden. Die können bis zu 70% der Energie umwandeln! Also ist von der Hälfte der Energie die das Kraftwerk liefert wieder ein Drittel weg!
Dann kann man Wasserstoff nur sinnvoll lagern wenn er flüssig ist. Flüssiger Wasserstoff ist 660x kleiner. Mit gasförmigen Wasserstoff unter Normaldruck müsste der Tank eines Autos so groß sein wie ein Zeppelin damit es überhaupt ein paar Kilometer fahren kann. Hier setzt man den Wasserstoff unter Druck. Bei 770 Bar kann man etwa 300-Fach mehr speichern. Das reicht für ein Auto. Für einen großen Speichertank müsse man dann aber bei 700 Bar Meterdicke Stahlwände bauen. Das geht nicht! Also muss der Wasserstoff freiwillig "klein" werden und das macht der bei etwa unter Minus 250°C (genaue Zahl weiß ich nicht auswendig). Dann reicht ein dünnwandliger Tank, aber man muss ständig kühlen sonnst hat man schnell viele hundert Bar im Tank und der Platzt! Und Kühlen kostet Strom, daher hat ein kühlschrank ja auch einen Stecker, der ist nicht nur für das Licht im Kühlschrank da!
Jetzt haben wir also fast 3/4 der Energie der Kohle die im Kraftwerk verbrannt wurde vernichtet und haben erst mal Wasserstoff.
Ein Verbrennungsmotor kann dann bis zu 50% davon in mechanische Energie zurück verwandeln. Aber nur bei fester Drehzahl und konstanter Last. Im Auto hat man wie beim Benziner irgendwas zwischen 5% und 30% je nach Fahrbedingungen. Die Brennstioffzelle ist deutlich besser, die schafft maximal 60%, eine einfache Zelle nur unter 50%. Also noch mal die halbe Energie weg werfen!
Was faseln also die Politiker von Wasserstoff ist die Zukunft wenn man doch 7/8 der Energie einfach weg wirft?
Die reden von blauem Wasserstoff. Da nimmt man irgendeinen Kohlenwasserstoff, also Erdöl, Steinkohle, Braunkohle oder Erdgas und macht einfach den Kohlenstoff "ab". Übrig bleibt Wasserstoff. Saubere Sache!
AAAAAABBBBBBEEEEERRRRRRR!!!!
Die meiste Energie steckt im kohlenstoff. Man schmeißt also wieder über die Hälfte der Energie weg! Braucht also immer noch doppelt so viel Brennstoff.
Und allerschlimmste ist, dass das einzige Verfahren um das wirtschaftlich in Großen Mengen machen zu können setzt nicht nur Kohlenstoff frei sondern Kohlendioxyd! Das nennt sich grauer Wasserstoff! Da hätte man den Brennstoff gleich in einem Kraftwerk verbrennen können wie man das bisher auch immer gemacht hat. Wäre exakt das gleiche, nur praktischer und man muss nichts neues bauen.
Aber die Politiker reden von "blauen Wasserstoff". Das ist genau das selbe wie der graue, nur fängt man das CO2 ein und presst das irgendwo in unterirdische Höhlensysteme. Und hier braucht man dann ein Endlager. Bricht dann das Endlager auf, entweicht dann mit einem Schlag alles gesammelte CO2. Das ist sogar schlimmer als ein Atommüllendlager, denn Atommüll bleibt wo er ist und verflüchtigt sich nicht vollständig in die Atmosphäre. So senken wir jetzt den Klimaschaden und riskieren den gesammelten Schaden irgendwann mal auf ein mal frei zu setzen.
