5 Fragen zu Gasturbinen

Nein, bei der Verbrennung von Wasserstoff in Gasturbinen ist kein zusätzlicher Brennstoff nötig. Wasserstoff kann als alleiniger Brennstoff verwendet werden, da er bei der Verbrennung mit Sauerstoff aus der Luft eine ausreichende Menge an Energie freisetzt. Allerdings können technische Anpassungen an der Gasturbine erforderlich sein, um die Verbrennungseigenschaften von Wasserstoff zu optimieren und die Bildung von Stickoxiden (NOx) zu minimieren.

Gasturbinen werden weltweit von mehreren großen Unternehmen hergestellt und vertrieben. Zu den führenden Herstellern gehören General Electric (GE), Siemens, Mitsubishi Hitachi Power Systems (MHPS), und Ansaldo Energia. In Deutschland ist Siemens einer der Hauptakteure im Bereich der Gasturbinen. Siemens Energy, eine Tochtergesellschaft von Siemens, ist bekannt für ihre fortschrittlichen Gasturbinenlösungen und hat einen bedeutenden Marktanteil sowohl in Deutschland als auch weltweit. Weltweit betrachtet, teilen sich die Marktanteile im Wesentlichen zwischen den oben genannten großen Herstellern auf, wobei General Electric und Siemens oft als die größten Akteure angesehen werden. Der genaue Marktanteil kann je nach Jahr und Quelle variieren, aber diese Unternehmen dominieren den Markt. Für detaillierte und aktuelle Marktanteilsdaten wäre es ratsam, Berichte von Marktforschungsunternehmen oder Branchenanalysen zu konsultieren.

Der Anteil von Gasturbinen in der Stromerzeugung in Deutschland ist relativ gering im Vergleich zu anderen Energiequellen wie Kohle, Erdgas (in Form von Gaskraftwerken), Wind und Solar. Gasturbinen werden oft in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen oder als Spitzenlastkraftwerke eingesetzt, um kurzfristige Stromspitzen abzudecken. Genaue Zahlen können variieren, aber der Anteil liegt typischerweise im einstelligen Prozentbereich. Für aktuelle und detaillierte Informationen empfiehlt es sich, die Berichte der Bundesnetzagentur oder des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie zu konsultieren: - [Bundesnetzagentur](https://www.bundesnetzagentur.de) - [Bundesministerium für Wirtschaft und Energie](https://www.bmwi.de)

Der Erntefaktor, auch als Energieertragsverhältnis (Energy Return on Investment, EROI) bekannt, ist das Verhältnis der Energie, die von einem Energiesystem erzeugt wird, zur Energie, die für die Herstellung, den Betrieb und die Entsorgung des Systems aufgewendet wird. Bei Gasturbinen variiert der Erntefaktor je nach Effizienz der Turbine, dem Brennstofftyp und den Betriebsbedingungen. Moderne Gasturbinen, insbesondere in kombinierten Gas- und Dampfkraftwerken (Combined Cycle Gas Turbines, CCGT), können sehr effizient sein und einen hohen Erntefaktor aufweisen. Typische EROI-Werte für Gasturbinen liegen im Bereich von 20 bis 30, was bedeutet, dass sie 20 bis 30 Mal mehr Energie erzeugen, als für ihren gesamten Lebenszyklus aufgewendet wird. Für spezifische Informationen und genaue Werte ist es ratsam, technische Datenblätter der Hersteller oder wissenschaftliche Studien zu konsultieren.

Die Nutzung von Wasserstoff als Energieträger kann auf verschiedene Weisen erfolgen, jede mit ihren eigenen Vor- und Nachteilen. Hier sind die wichtigsten Punkte für Brennstoffzellen, Wasserstoffverbrennung in Gasturbinen, Wasserstoffverbrennung in Kolbenmotoren und Wasserstoff-Dampfkraftwerke: ### Brennstoffzellen **Vorteile:** - **Hohe Effizienz:** Brennstoffzellen haben einen hohen Wirkungsgrad, insbesondere bei der Umwandlung von Wasserstoff in elektrische Energie. - **Umweltfreundlich:** Die einzigen Emissionen sind Wasser und Wärme, keine schädlichen Abgase. - **Leiser Betrieb:** Brennstoffzellen arbeiten nahezu geräuschlos. - **Modularität:** Sie können in verschiedenen Größen und für unterschiedliche Anwendungen eingesetzt werden. **Nachteile:** - **Hohe Kosten:** Die Herstellung und die Materialien (z.B. Platin) sind teuer. - **Infrastruktur:** Es gibt noch keine weit verbreitete Infrastruktur für die Wasserstoffversorgung. - **Lebensdauer:** Die Lebensdauer von Brennstoffzellen kann begrenzt sein und erfordert regelmäßige Wartung. ### Wasserstoffverbrennung in Gasturbinen **Vorteile:** - **Hohe Leistung:** Gasturbinen können große Mengen an Energie erzeugen. - **Flexibilität:** Sie können schnell hoch- und heruntergefahren werden, was sie für den Einsatz in Spitzenlastzeiten geeignet macht. - **Bestehende Technologie:** Gasturbinen sind eine etablierte Technologie, die mit einigen Anpassungen für Wasserstoff genutzt werden kann. **Nachteile:** - **NOx-Emissionen:** Bei hohen Verbrennungstemperaturen können Stickoxide (NOx) entstehen, die schädlich für die Umwelt sind. - **Wirkungsgrad:** Der Wirkungsgrad kann niedriger sein als bei Brennstoffzellen. - **Materialanforderungen:** Wasserstoff erfordert spezielle Materialien und Designs, um sicher verbrannt zu werden. ### Wasserstoffverbrennung in Kolbenmotoren **Vorteile:** - **Verfügbarkeit:** Kolbenmotoren sind weit verbreitet und gut verstanden. - **Anpassungsfähigkeit:** Bestehende Motoren können mit einigen Modifikationen für Wasserstoff genutzt werden. - **Schnelle Reaktion:** Kolbenmotoren können schnell auf Laständerungen reagieren. **Nachteile:** - **NOx-Emissionen:** Auch hier können bei hohen Temperaturen NOx-Emissionen entstehen. - **Wirkungsgrad:** Der Wirkungsgrad ist in der Regel niedriger als bei Brennstoffzellen. - **Verschleiß:** Wasserstoff kann zu erhöhtem Verschleiß und Korrosion führen, was die Lebensdauer des Motors beeinträchtigen kann. ### Wasserstoff-Dampfkraftwerke **Vorteile:** - **Hohe Effizienz:** Kombinierte Zyklen (Kombination aus Gasturbine und Dampfturbine) können sehr effizient sein. - **Große Leistung:** Sie können große Mengen an Energie erzeugen. - **Nutzung bestehender Infrastruktur:** Bestehende Dampfkraftwerke können möglicherweise mit Anpassungen für Wasserstoff genutzt werden. **Nachteile:** - **Komplexität:** Die Systeme sind komplex und erfordern umfangreiche Anpassungen. - **Kosten:** Die Umrüstung und der Betrieb können teuer sein. - **NOx-Emissionen:** Auch hier können bei hohen Temperaturen NOx-Emissionen entstehen. Jede dieser Technologien hat ihre spezifischen Anwendungsbereiche und Herausforderungen. Die Wahl der besten Technologie hängt von den spezifischen Anforderungen und Rahmenbedingungen ab.