Ökobilanz eines Brennstoffzellensystems zur Hausenergieversorgung

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GRIN Verlag, Jul 11, 2003 - Technology & Engineering - 93 pages
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Diplomarbeit aus dem Jahr 2003 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Wirtschaftsingenieurwesen, Note: 1,3, Fachhochschule Stralsund (ZSW Ulm (Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung)), Sprache: Deutsch, Abstract: Durch die Bereitstellung nutzbarer Energie wird derzeit der größte Anteil der anthropogenen Umweltbelastungen verursacht. Neben den hohen Umweltbelastungen trägt die Endlichkeit fossiler Energieträger maßgeblich zur immer größer werdenden Bedeutung eines rationellen Umgangs und einer effiziente Nutzung der Energie bei. Zur effizienten Bereitstellung elektrischer und thermischer Energie bietet sich die Brennstoffzellentechnologie aufgrund ihrer hohen Wirkungsgrade an. Der Brennstoffzellentechnologie wird das Potenzial zugeschrieben, die Energieversorgung zu revolutionieren. [...] Durch die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Brennstoffzelle, wird die heute noch zentral orientierte Energieversorgungstruktur durch eine zukünftig stärker dezentrale Versorgung ergänzt oder verdrängt werden. Die in dieser Arbeit betrachtete Anwendungsmöglichkeit ist die dezentrale elektrische und thermische Hausenergieversorgung. Aufgrund des derzeitigen Problems der Verfügbarkeit und Speicherung von Wasserstoff wurde zur Einführung der Brennstoffzellentechnologie auch die Speicherung von Wasserstoff, insbesondere in Kohlenwasserstoffen, in Betracht gezogen. Die Bereitstellung des Brennstoffes aus fossilen Energieträgern ist jedoch mit erheblichen Umweltwirkungen verbunden, wobei die Brennstoffzelle selbst lokal nur Wasserdampf an die Umwelt abgibt. Mit dem wachsenden Verständnis der Bevölkerung für den Umweltschutz stieg auch das Interesse an Verfahren, die Umweltwirkungen, welche beispielsweise durch die Herstellung und den Verbrauch von Produkten entstehen, zu identifizieren und zu quantifizieren, um sie letztlich zu reduzieren. Eine für diesen Zweck entwickelte Methodik ist die Ökobilanz nach [DIN_14040-43], auf deren Grundlage die Bilanzierung in dieser Arbeit durchgeführt wurde. Um die Vorteile und Probleme der Brennstoffzellentechnologie unter ökologischen Gesichtspunkten zu betrachten, werden mithilfe der Ökobilanz die Umweltwirkungen der einzelnen Lebenswegphasen und Komponenten zur internen Schwachstellenanalyse transparent dargestellt. Die Bewertung der Umweltwirkungen des gesamten Systems erfolgt im Vergleich zu anderen Energiewandlungsystemen im Bereich der Hausenergieversorgung.
 

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Contents

ABBILDUNGSVERZEICHNIS
7
2GRUNDLAGEN
15
FESTLEGUNG DES ZIELS UND UNTERSUCHUNGSRAHMENS
42
ERGEBNISSE DER SACHBILANZ UND WIRKUNGSABSCHÄTZUNG
51
GESAMTBILANZ DES STATIONÄREN BRENNSTOFFZELLENSYSTEMS
72
ZUSAMMENFASSUNG
80
ANHANG
84

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Common terms and phrases

Abbildung Allokation Aluminium Anhang Anlage Anode anodenseitig Anteil Anwendung aufgrund Aufwendungen Auswertung Bauxit Bereitstellung Betrieb Betriebstemperatur bezüglich BHKW Bilanz Bilanzierung Bipolarplatten Brenngas Brennstoff Brennstoffzelle Brennstoffzellentechnologie Brennstoffzellentypen Brennwertkessel BZ-Peripherie BZ-System BZ-Systems Chloridverfahren dargestellt dezentralen DMFC Edelstahl eingesetzt Einsatz Einwohnerdurchschnittswerte elektrische Energie elektrische und thermische Elektrode Elektrolyt Emissionen Endplatten energetischer Ressourcen Energie erschöpflich Erdgas Erdgas-Vorkette Erdgasbereitstellung Eutrophierung Eutrophierungspotenzial funktionelle Einheit Gasaufbereitung Gasdiffusionselektrode Gasdiffusionslage Gutschrift Hausenergieversorgung Herstellung des Systems hohe Katalysatoren Kathode kathodenseitig Kohlefaser Komponenten Krebsrisiko Krebsrisikopotenzial Kuppelprodukte kWhth KWK-Betrieb kWth Lebensdauer Lebenswegphasen Material-Input Materialien MCFC Membran möglich nicht-energetischer Ressourcen normiert Nutzung Nutzungsgrade Nutzungsphase Ökobilanz ökologischen Otto-Motor-BHKW Oxidation Platin PrOx Referenzanlage Reformat Reformer Sachbilanz Sauerstoff SO2-Äquivalente SOFC Sommersmog Stack stationäre Strom Stromabnehmer Strommix synthetisches Grafit Technologien Teilreaktionen Temperatur thermische Energie Titandioxid Treibhauseffekt Umweltwirkungen Untersuchungsrahmens Verbrauch erschöpflicher Versauerung Versauerungspotenzial verschiedenen verursachten Umweltwirkungen verwendet Vorteil Wärme Wärmegutschrift Wasserstoff Wechselrichter Wesentlichen Wirkungsabschätzung Wirkungsgrad Wirkungskategorien Zelle zusätzlich

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