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Was ist "weißer Wasserstoff"? Das Für und Wider von Europas neuester sauberer Energiequelle

Eine Wasserstoff-Brennstoffzellen-Fahrzeug-Hydrierungseinheit in Hangzhous erster Demonstrationsstation für die Nutzung von Wasserstoffenergie in Hangzhou, China, 23\. Mai 2023\.
Eine Wasserstoff-Brennstoffzellen-Fahrzeug-Hydrierungseinheit in Hangzhous erster Demonstrationsstation für die Nutzung von Wasserstoffenergie in Hangzhou, China, 23\. Mai 2023\. Copyright CFOTO/Sipa USA via Reuters Connect
Copyright CFOTO/Sipa USA via Reuters Connect
Von Angela Symons
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Dieser Artikel wurde im Original veröffentlicht auf Englisch

Könnte dieser natürliche Brennstoff eine Lösung für die Energiekrise in Europa sein?

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Wasserstoff wird als "Kraftstoff der Zukunft" angepriesen. Bei seiner Verbrennung werden nur Wärme und Wasser freigesetzt, was ihn zu einer attraktiven Alternative zu fossilen Brennstoffen macht.

Der größte Teil der Wasserstoffproduktion erfolgt derzeit jedoch auf der Grundlage von Gas oder Kohle in Verfahren, die viel CO2 freisetzen.

"Grüner" Wasserstoff, der mit erneuerbaren Energien hergestellt wird, ist eine vielversprechende - aber teure - Alternative. Was wäre also, wenn es einen Weg gäbe, diese Produktionsprozesse ganz zu vermeiden?

Die Erde verfügt über riesige Vorräte an natürlichem Wasserstoff, der aus dem Boden gewonnen werden könnte.

Eine große Entdeckung dieses so genannten "weißen" Wasserstoffs in Frankreich zu Beginn dieses Jahres hat die Hoffnung geweckt, dass er zu einer sauberen, billigen und erneuerbaren Energiequelle werden könnte.

Die Schweiz schloss sich der Suche bald an und entdeckte im Frühjahr im Kanton Graubünden natürlichen Wasserstoff. Im Sommer begann das Land, im Wallis nach weiteren Vorkommen zu suchen.

Könnte weißer Wasserstoff der Schlüssel zu einer sicheren und sauberen Energie sein, und warum wird er gerade erst erforscht?

Was ist weißer Wasserstoff?

Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende chemische Element auf der Erde und kommt in der Natur in allen Bereichen vor, vom Wasser bis zu den Pflanzen.

Bis vor kurzem ging man jedoch nicht davon aus, dass in der Erde nennenswerte Mengen an reinem Wasserstoffgas vorhanden sind.

Im Jahr 2012 wurde in Mali eine zufällige Entdeckung gemacht. Aus einem Bohrloch, das Jahrzehnte zuvor für einen Brunnen gebohrt worden war, trat fast reiner natürlicher Wasserstoff aus.

Seitdem experimentieren Geologen verstärkt mit der Gewinnung dieses natürlichen Gases, das vermutlich durch Wasser-Mineral-Reaktionen entsteht, aus dem Untergrund.

Im Gegensatz zu den Vorräten fossiler Brennstoffe, die Millionen von Jahren brauchen, um sich zu bilden, wird natürlicher oder "weißer" Wasserstoff kontinuierlich nachgeliefert.

Ist weißer Wasserstoff die Zukunft der sicheren und sauberen Energie?

Es ist noch nicht klar, wie sich weiße Wasserstoffvorkommen bilden und ob sie kommerziell nutzbar sind. Start-ups und Wissenschaftler erforschen diese Möglichkeit - mit einigen vielversprechenden Ergebnissen.

"Auf der Erde gibt es viele Orte, an denen die richtigen Bedingungen herrschen, um auf natürliche Weise Wasserstoff zu produzieren und zu akkumulieren, der dann für den gesellschaftlichen Gebrauch gewonnen werden kann", erklärt Dr. Michael Webber, Professor für Energieressourcen an der University of Texas, Austin, USA, gegenüber Euronews Green.

"Die gute Nachricht ist, dass diese Wasserstoffquelle wahrscheinlich viel sauberer ist als die derzeitigen Methoden der Kohlevergasung, der Methanreformierung oder der Elektrolyse von Wasser, wenn man die Erde die Arbeit für uns erledigen lässt.

Obwohl der meiste natürliche Wasserstoff wahrscheinlich in unerreichbaren Offshore-Gebieten zu finden ist, wurden Vorkommen in Australien, Osteuropa, Frankreich, Oman, Spanien und den USA sowie in Mali, Westafrika, entdeckt.

Im Mai wurde in der Region Lothringen in Frankreich zufällig ein großes Vorkommen an natürlichem Wasserstoff entdeckt. Ein Forscherteam des Labors für Georessourcen der Universität Lothringen, des Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung (CNRS) und des Energieerzeugers La Française de l'Energie stieß bei der Untersuchung des Methangehalts im Boden darauf.

Derzeit wird noch tiefer gebohrt, um die genaue Menge an Wasserstoff zu ermitteln, aber laut CNRS könnte es sich um rund 46 Millionen Tonnen handeln - das entspricht mehr als der Hälfte der derzeitigen jährlichen Weltproduktion an grauem Wasserstoff.

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Im Nordosten Spaniens hat das Explorationsunternehmen Helios Aragón nach eigenen Angaben ein Wasserstoffvorkommen von über einer Million Tonnen entdeckt, das ab 2024 bebohrt werden soll.

Er ist eine vielversprechende Alternative zu grünem Wasserstoff, der derzeit etwa 5 € pro Kilogramm kostet. Weißer Wasserstoff kostet nur 0,50 Euro pro Kilogramm, berichtet das Nachrichten- und Forschungsmagazin Science.

Welche Probleme gibt es bei der Energiegewinnung aus Wasserstoff?

Weißer Wasserstoff ist jedoch möglicherweise kein Allheilmittel für die Energiekrise.

Einige Wissenschaftler sagen, dass der Mangel an Daten über Wasserstofflecks und die möglichen Schäden, die sie verursachen könnten, ein Problem für die aufstrebende Industrie darstellt.

Wenn Wasserstoff in die Atmosphäre entweicht, kann er die Konzentration von Molekülen verringern, die dort die Treibhausgase zerstören, was seinen ökologischen Nutzen zunichte macht.

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Da es an Technologien zur Überwachung von Wasserstofflecks mangelt, könnte dies ein Problem sein.

"Wie bei anderen Wasserstoffquellen auch, muss natürlicher Wasserstoff mit Sorgfalt behandelt werden, um Sicherheitsrisiken zu verringern und Lecks zu vermeiden", sagt Dr. Webber.

Aber vielleicht ist das Umweltrisiko nicht so groß, wie manche glauben.

"Unsere Forschungsarbeit an der UT Austin, die auf der ASME IMECE-Konferenz in New Orleans vorgestellt wurde, kommt zu dem Schluss, dass die indirekte Auswirkung flüchtiger Wasserstoffemissionen auf die globale Erwärmung im Vergleich zu den Auswirkungen anderer Treibhausgase im Lebenszyklus recht gering ist, so dass die Treibhausrisiken durch unerwünschte Wasserstofflecks gering sind.

Leckagen sind jedoch nicht das einzige Problem beim Transport von Wasserstoff. In gasförmigem Zustand nimmt er viel Platz in Anspruch und muss bei einer Temperatur von -253 °C verflüssigt werden, was unerschwinglich teuer sein könnte.

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Außerdem fehlt es an Pipelines und Verteilungssystemen für Wasserstoff. Die Industrie für fossile Brennstoffe hofft, dass der Wasserstoff irgendwann durch die bestehende Infrastruktur, z. B. durch Gaspipelines, transportiert werden kann. Wissenschaftler sagen jedoch, dass Wasserstoff Metallrohre korrodieren und zu Rissen führen kann.

Wasserstoffmoleküle sind nicht nur viel kleiner und leichter als die von Methan, was ihre Eindämmung erschwert, sondern sie sind auch weitaus explosiver als Erdgas, was zu Sicherheitsbedenken führt.

Dies sind einige der Gründe, warum Wärmepumpen und batteriebetriebene Elektrofahrzeuge gegenüber wasserstoffbasierten Alternativen besser aufgestellt sind, so Science.

Der Kraftstoff könnte sich besser für schwere Fahrzeuge eignen, die nicht ohne Weiteres mit Batterien betrieben werden können, wie Lastwagen, Schiffe und Flugzeuge, sowie für die Stahlindustrie und chemische Prozesse wie die Düngemittelherstellung.

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