Die vorliegende Bachelorarbeit analysiert das CO2-Einsparpotential der deutschen Industrie in puncto Wasserstoff als erneuerbarer Energieträger. Die Analyse wird auf Basis der Grundstoff- und spezifisch der Stahlindustrie durchgeführt. Insbesondere die Frage der Wirtschaftlichkeit wird näher erörtert. Die Beantwortung dieser Frage ist unter der Prämisse des globalen Wettbewerbs für Unternehmen essentiell. Die relevanten Forschungsfragen sind: Welche Art des Wasserstoffs kann in welchen industriellen Sektoren sinnvoll eingesetzt werden? Wie ist das ökologogische und ökonomische Potential des Wasserstoffeinsatzes in der deutschen Industrie? Wäre eine deutsche Wasserstoffproduktion finanziell und flächentechnisch machbar?
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Die Energiewende im Überblick
2.1 Herausforderungen der Energiewende
2.2 Historische Entwicklung in der Industrie
3 Grundlagen des Wasserstoffs
3.1 Einleitende Worte
3.2 Herstellungsarten
3.3 Infrastruktur und politische Rahmenbedingungen
3.4 Herausforderungen und Chancen
3.5 Anwendungsbereiche
4 Ökonomisches und ökologisches Potential in der deutschen Industrie
4.1 Stahlindustrie
4.2 Chemische Industrie und Raffinerietechnik
5 Standortanalyse
6 Förderung
7 Fazit
Zielsetzung & Themen
Diese Bachelorarbeit analysiert das CO2-Einsparpotenzial der deutschen Industrie durch den Einsatz von Wasserstoff als erneuerbarer Energieträger. Das primäre Ziel ist es, die ökologische und ökonomische Machbarkeit dieses Energieträgers unter Berücksichtigung der globalen Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Grundstoff- und Stahlindustrie zu bewerten.
- Analyse des CO2-Einsparpotenzials durch Wasserstoff in der Industrie.
- Untersuchung der Wirtschaftlichkeit und technologischen Machbarkeit.
- Bewertung politischer Rahmenbedingungen und Förderstrategien.
- Potentialanalyse räumlicher Zusammenhänge zwischen Erneuerbaren Energien und Wasserstoffproduktion.
Auszug aus dem Buch
3.1 Einleitende Worte
Der Begriff Wasserstoff stammt von dem lateinischen Wort „hydrogenium“ – „Wassererzeuger“ ab. Wasserstoff ist im Periodensystem das erste Element und hat somit die Ordnungszahl 1. Es trägt das Symbol H2 und ist das häufigste Element des Universums. Unter sog. Normalbedingungen ist Wasserstoff ein gasförmiges, geruch- und farbloses Gas. In dieser Form ist es ein zweiatomiges Molekül, das sich bei einer Temperatur von -253 Grad Celsius verflüssigt und ab einer Temperatur von -259 Grad Celsius zu erstarren beginnt. Wasserstoff ist das Leichteste aller chemischen Elemente und ist 14 mal leichter als Luft. Auf der Erde kommt es hauptsächlich gebunden vor, in allen Lebewesen, in Erdöl, Erdgas und Methan. Der größte Anteil kommt in der Verbindung Wasser vor und bedeckt 75% der Erde. Die wohl relevanteste Eigenschaft in Bezug auf die vorliegende Fragestellung ist die Energiedichte und die CO2-Emissionen. Es besitzt eine sehr hohe gravimetrische und sehr geringe volumetrische Energiedichte. Bezogen auf den Heizwert beträgt diese 33,3 kWh/kg. Vergleicht man den Heizwert mit dem von Erdgas oder Benzin, enthält 1 kg Wasserstoff genauso viel gravimetrische Energie wie 2,1 kg Erdgas oder 2,8 kg Benzin.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung beleuchtet die Rolle von Wasserstoff als Schlüsselelement für eine klimaneutrale Energieversorgung und formuliert die zentralen Forschungsfragen der Arbeit.
2 Die Energiewende im Überblick: Dieses Kapitel diskutiert die klimapolitischen Ziele der Bundesregierung sowie die historische Entwicklung und den aktuellen Beitrag der deutschen Industrie zur Energiewende.
3 Grundlagen des Wasserstoffs: Hier werden physikalische Eigenschaften, Herstellungsmethoden, Infrastrukturbedarfe sowie die Chancen und Risiken von Wasserstoff als Energieträger dargelegt.
4 Ökonomisches und ökologisches Potential in der deutschen Industrie: Eine detaillierte Potenzialanalyse für die Stahl-, Chemie- und Raffinerieindustrie, die den ökologischen Nutzen und die wirtschaftliche Umstellung thematisiert.
5 Standortanalyse: Dieses Kapitel verknüpft die Industriestandorte mit verfügbaren Flächen für erneuerbare Energien und bewertet die räumliche Eignung für eine dezentrale Wasserstoffproduktion.
6 Förderung: Eine Analyse der nationalen Wasserstoffstrategie und weiterer politischer Instrumente zur Förderung der Wettbewerbsfähigkeit bei der Umstellung auf grünen Wasserstoff.
7 Fazit: Die abschließende Zusammenfassung beantwortet die Forschungsfragen und bewertet die Rolle von Wasserstoff als entscheidenden Lösungsbaustein für die Energiewende.
Schlüsselwörter
Wasserstoff, Energiewende, Stahlindustrie, Klimaneutralität, CO2-Einsparpotenzial, Elektrolyse, Sektorenkopplung, Erneuerbare Energien, Wasserstoffstrategie, Wirtschaftlichkeit, Standortanalyse, Power to X, Dekarbonisierung, Industrie, Förderung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht das Potenzial von Wasserstoff als erneuerbarer Energieträger, um die CO2-Emissionen in der deutschen Industrie zu senken und die Klimaziele zu erreichen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die Arbeit deckt die theoretischen Grundlagen des Wasserstoffs, die spezifische Potenzialanalyse für die Stahl- und Chemiebranche, Standortfragen für die Produktion sowie politische Förderinstrumente ab.
Was ist das primäre Ziel der Bachelorarbeit?
Das primäre Ziel ist es, das ökonomische und ökologische Potenzial der Wasserstoffnutzung in der deutschen Industrie zu quantifizieren und die Machbarkeit einer Umstellung zu prüfen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt eine Kombination aus Literaturanalyse, technischer Potenzialabschätzung und komplexen Berechnungen für Wasserstoffgestehungskosten (WGK) und CO2-Einsparungen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil analysiert Herstellungsverfahren (Farben des Wasserstoffs), die Auswirkungen der Energiewende auf die Industrie, die Eignung deutscher Standorte für die Produktion sowie Förderstrategien wie CfD.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die zentralen Schlagworte sind Wasserstoff, Energiewende, Stahlindustrie, Klimaneutralität, Elektrolyse, Standortanalyse und Dekarbonisierung.
Warum ist gerade die Stahlindustrie für die Wasserstoffnutzung so relevant?
Die Stahlindustrie ist für rund 29 % der industriellen CO2-Emissionen verantwortlich, wobei die Hochofen-Route durch den Einsatz von grünem Wasserstoff ein besonders hohes Einsparpotenzial bietet.
Welche Rolle spielt die Standortanalyse für die Wasserstoffproduktion?
Da erneuerbare Energien dargebotsabhängig sind, ist die Standortanalyse entscheidend, um Industrielastzentren räumlich sinnvoll mit der notwendigen Stromerzeugung aus Wind und Sonne zu verknüpfen.
- Citation du texte
- Tobias Doil (Auteur), 2020, Wasserstoff als Lösungsbaustein für die Energiewende? Eine Potentialanalyse für die deutsche Industrie, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1010153
