{"id":446,"date":"2024-04-17T00:03:11","date_gmt":"2024-04-17T00:03:11","guid":{"rendered":"https:\/\/hydrogentools.de\/?page_id=446"},"modified":"2026-04-12T13:23:11","modified_gmt":"2026-04-12T13:23:11","slug":"heizwert-oder-brennwert-welcher-energieinhalt-beim-wasserstoff","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/hydrogentools.de\/en\/heizwert-oder-brennwert-welcher-energieinhalt-beim-wasserstoff\/","title":{"rendered":"Hydrogen -  Higher or Lower Heating Value"},"content":{"rendered":"<p class=\"wp-block-paragraph\">Um Energieinhalte von Stoffen zu beschreiben, k\u00f6nnen zwei verschiedene Kenngr\u00f6\u00dfen herangezogen werden. Insbesondere bei Anwendungen im Wasserstoffsektor stellt sich daher des \u00d6fteren die Frage: Muss zur Berechnung des Energieinhalts von Wasserstoff der Heizwert oder Brennwert verwendet werden?<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">General Info<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der Heizwert beschreibt den Energiegehalt eines Stoffes, der sich durch <strong>einfache Verbrennung<\/strong> als W\u00e4rme nutzbar machen l\u00e4sst. Bei einer solchen \u201eeinfachen\u201c Verbrennung geht allerdings i.d.R. immer etwas an Energie \u00fcber das abgef\u00fchrte hei\u00dfe <strong>Abgas<\/strong> verloren. Wird diese im Rauchgas enthaltene Energie ebenfalls verwertet, spricht man vom Brennwert. Daher ist der Brennwert immer etwas h\u00f6her als der Heizwert.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der Heiz- bzw. Brennwert kann jeweils entweder auf ein Volumen (bei Gasen meist in kWh\/m\u00b3) oder auf ein Gewicht (kWh\/kg) bezogen werden. Mehr dazu hier: <a href=\"https:\/\/hydrogentools.de\/en\/energiegehalt\/\">Energy Density<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Wasserstoff wird jedoch nur in den seltensten F\u00e4llen direkt \u201everbrannt\u201c, sondern meist in einem elektrochemischen Prozess verwertet. Welche Energieinhaltsangabe ist im Wasserstoffsektor also f\u00fcr Berechnungen anzusetzen? Brennwert (39,4 kWh\/kg) oder Heizwert (33,3 kWh\/kg)?<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Background<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">F\u00fcr die Antwort ist der zugrundeliegende Prozess entscheidend: Bei der Umsetzung von Wasserstoff entsteht Wasser, welches je nach Art des Prozesses fl\u00fcssig oder gasf\u00f6rmig sein kann. Wenn das Wasser als Wasserdampf ungenutzt entweicht, wird der Heizwert zur Berechnung verwendet. Falls es sich jedoch innerhalb des betrachteten Prozesses verfl\u00fcssigt, wird die Verdampfungsenthalpie des Wassers mit \u201egenutzt\u201c, weshalb hier der Brennwert anzusetzen ist. Die Diskrepanz zwischen Heiz- und Brennwert entspricht also betragsm\u00e4\u00dfig der Verdampfungsenthalpie des Produktwassers.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Je nach Art und Auslastung einer Brennstoffzelle f\u00e4llt das \u201eAbgas\u201c (Wasser\/Wasserdampf) in unterschiedlicher Zusammensetzung an. In den meisten H\u2082-PKWs ist beispielsweise eine Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle verbaut, welche bei durchschnittlicher Auslastung \u00fcberwiegend Wasserdampf, aber auch fl\u00fcssiges Wasser produziert. Das fl\u00fcssige Wasser entsteht allerdings meist erst zu einem sp\u00e4teren Zeitpunkt durch Kondensation und nicht direkt im elektrochemischen Prozess, weshalb die dabei freiwerdende Verdampfungsenthalpie nicht zur elektrochemischen Stromerzeugung beitr\u00e4gt, sondern h\u00f6chstens noch als Abw\u00e4rme genutzt werden kann.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Auch bei anderen Brennstoffzellenarten kann sich das Verhalten unterscheiden, grunds\u00e4tzlich gilt jedoch, dass nur ein Teil der im Brennstoff enthaltenen Energie direkt in elektrische Energie umgewandelt werden kann.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Conclusion<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>In order to calculate the energy content that can ultimately be converted into electricity within the fuel cell, the lower heating value should therefore be used in the vast majority of cases!<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Wird z.B. ein Prozess betrachtet, bei dem auch die entstehende (Kondensations-)W\u00e4rme verwertet wird, kann je nach Aufbau der Brennstoffzelle auch der Brennwert zur Berechnung der nutzbaren Energie eingesetzt werden. Auch kann bei speziellen Brennstoffzellenarten nicht allgemein ausgeschlossen werden, dass zus\u00e4tzlich anfallende W\u00e4rme energetisch genutzt wird; eine direkte elektrochemische Nutzung der Verdampfungsenthalpie erfolgt jedoch nicht. Wichtiger f\u00fcr die Berechnung der Energieausbeute ist allerdings ohnehin die Verwendung eines passenden Wirkungsgrades (welcher im besten Falle auch den prozentualen Anteil an W\u00e4rmeenergie und elektrischer Energie beschreibt), da hier die m\u00f6glichen Schwankungen meist weit h\u00f6her sind als der prozentuale Unterschied zwischen Heiz- und Brennwert.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Hinweis:<\/strong> Bei der Erzeugung von Wasserstoff mittels Elektrolyse muss zur energetischen Bewertung mindestens der Brennwert angesetzt werden, da dieser die gesamte im Wasserstoff gespeicherte chemische Energie beschreibt und somit die theoretische Untergrenze f\u00fcr den Energieeinsatz bei einem Wirkungsgrad von 100 % darstellt.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Zusatzinfo<\/strong>: <strong>Thermodynamische Einordnung (Gibbs-Energie):<\/strong><br>Die in Wasserstoff enthaltene Energie l\u00e4sst sich thermodynamisch durch die Enthalpie (\u0394H) und die freie Gibbs-Energie (\u0394G) beschreiben. W\u00e4hrend \u0394H der gesamten bei der Reaktion freiwerdenden Energie entspricht (Brennwert), beschreibt \u0394G den Anteil, der maximal in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Die Differenz zwischen \u0394H und \u0394G ist temperaturabh\u00e4ngig und muss als W\u00e4rme abgegeben werden. Brennstoffzellen sind daher grunds\u00e4tzlich durch die Gibbs-Energie limitiert und k\u00f6nnen selbst im Idealfall nicht die gesamte Enthalpie in Strom umwandeln. Dies ist ein wesentlicher Grund daf\u00fcr, dass Wirkungsgrade \u00fcblicherweise auf den Heizwert bezogen werden.<\/p>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"596\" src=\"https:\/\/hydrogentools.de\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Heizwert-Brennwert-1024x596.png\" alt=\"Wasserstoff - Heizwert oder Brennwert Muss zur Berechnung des Energieinhalts von Wasserstoff der Heizwert oder Brennwert verwendet werden? 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Bitte kontaktieren Sie mich bei eventuellen Fehlern. Jede Benutzung erfolgt daher auf eigenes Risiko. Jegliche Rechts- oder Regressanspr\u00fcche sind ausgeschlossen.<\/em><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Um Energieinhalte von Stoffen zu beschreiben, k\u00f6nnen zwei verschiedene Kenngr\u00f6\u00dfen herangezogen werden. Insbesondere bei Anwendungen im Wasserstoffsektor stellt sich daher des \u00d6fteren die Frage: Muss zur Berechnung des Energieinhalts von Wasserstoff der Heizwert oder Brennwert verwendet werden? 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