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Einige Wochen nach der Entdeckung eines potenziell riesigen Reservoirs in Lothringen (Frankreich) ist weißer Wasserstoff eine vielversprechende Ressource, die auf wachsendes Interesse stößt. Diese Art von natürlichem Wasserstoff könnte die Industrie, darunter die Heizungsindustrie, und den Transportsektor revolutionieren, indem sie eine grüne Alternative zu fossilen Brennstoffen bietet. Hier erfahren Sie alles Wissenswerte über diese mysteriöse Energiequelle.
Die verschiedenen Formen von Wasserstoff und ihre Umweltauswirkungen
Um den weißen Wasserstoff besser zu verstehen, kann man zunächst die anderen Arten von Wasserstoff unterscheiden:
- Grauer Wasserstoff (oder blau): Es wird überwiegend aus Kohlenwasserstoffen wie Erdgas hergestellt und bei seiner Produktion wird viel CO2 erzeugt. Man spricht von Dampfreformierung, bei der die Wasserstoffatome von den Kohlenstoffatomen des Methans (CH4) getrennt werden, wobei leider das Treibhausgas CO2 entsteht. Von blauem Wasserstoff spricht man in dem Fall, dass dieses CO2 teilweise aufgefangen und gespeichert oder wiederverwertet wird. Die Produktionsausbeute von grauem Wasserstoff dreht sich um 65%, und seine Produktionskosten werden auf 1,5€/kg geschätzt.
- Grüner Wasserstoff Wasserstoff wird durch die Elektrolyse von Wasser aus erneuerbarem Strom gewonnen und ist emissionsfrei, aber weniger energieeffizient als grauer Wasserstoff. Bei der Erzeugung durch Elektrolyse gehen ca. 30% verloren, und wenn der Wasserstoff dann über eine Brennstoffzelle zur Stromerzeugung genutzt wird, gehen weitere 30 oder 40 % verloren. Am Ende bleibt nicht mehr viel übrig. Grüner Wasserstoff macht im Vergleich zu grauem Wasserstoff einige marginale % der weltweiten Produktion aus. Seine Produktionskosten liegen bei 5 bis 10 €/kg.
- Rosa Wasserstoff : Wird wie grüner Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser gewonnen, jedoch auf der Grundlage von Atomstrom. Er hat auch weniger Auswirkungen auf die Umwelt als grauer Wasserstoff, wird jedoch weiterhin mit den Problemen der Atomenergie in Verbindung gebracht.
Was ist weißer Wasserstoff?
L'weißer Wasserstoff, auch bekannt als natürlicher Wasserstoffist das Ergebnis spezifischer geologischer und biologischer Prozesse, die es direkt in seiner molekularen Form H2 verfügbar machen. Es ist daher nutzbar, ohne dass es künstlich aus fossilen oder erneuerbaren Ressourcen hergestellt werden muss.
Prozess der Bildung von weißem Wasserstoff
Mehrere Mechanismen können zur Herstellung von weißem Wasserstoff führen:
- Serpentinisierung: Diese Reaktion zwischen Wasser und magnesium- und eisenreichem Gestein kann zur Freisetzung von Wasserstoffgas führen.
- Grundwasserreduktion: Reduktionsmittel wie Eisenmetalle oder Mikroorganismen reagieren mit sauerstoffhaltigem Wasser, um Wasserstoff zu produzieren.
- Gasemission: In bestimmten geologischen Zonen wird auf natürliche Weise Wasserstoffgas freigesetzt, z. B. in heißen Quellen, Vulkanen oder Riftzonen.
- Biologische Fermentation: Bakterien können bei der Fermentation von organischem Material Wasserstoff produzieren.
- Radiolyse: Bei dieser Reaktion werden Wassermoleküle durch ionisierende Strahlung wie kosmische oder Gammastrahlung gespalten, wobei Wasserstoffgas und andere reaktive Spezies entstehen.
Nutzung von weißem Wasserstoff: Herausforderungen und Chancen
Weltweit sind Standorte, an denen weißer Wasserstoff abgebaut wird, noch selten. In Frankreich wurden mehrere Quellen entdeckt, insbesondere in den Regionen Drôme, Côte-d'Or, Lothringen, Cotentin und Pyrénées-Atlantiques. In Mali wurde 2011 der weltweit erste Abbau von natürlichem Wasserstoff gestartet.
In Frankreich wurde dem Unternehmen TBH2 Aquitaine SAS gerade eine Genehmigung zur Suche nach weißem Wasserstoff in 66 erteilt. Die Entdeckung dieser potenziell großen Ressource an weißem Wasserstoff in Lothringen dürfte die Energien in dieser Region in den nächsten Jahren bündeln.
Die Methoden der Extraktion sind noch nicht festgelegt, sondern werden derzeit untersucht, weshalb der CO2-Fußabdruck der Extraktion von weißem Wasserstoff noch nicht bekannt sein kann. Die Methode des Fracking oder der hydraulischen Frakturierung könnte in Frage kommen.
Vorteile von weißem Wasserstoff
Weißer Wasserstoff stellt eine viel sauberere Energiequelle dar als seine grauen, blauen, grünen oder rosafarbenen Varianten:
- Es erzeugt bei seiner Herstellung keine Kohlenstoffemissionen. (Bei seiner Gewinnung wird er natürlich trotzdem erzeugt, unabhängig von der angewandten Methode).
- Seine Energieausbeute ist höher als die anderer Formen von Wasserstoff: Ein Kilogramm verbrannter Wasserstoff setzt bei gleichem Volumen etwa dreimal so viel Energie frei wie Benzin. Sein Brennwert beträgt 39,4kWh/kg, im Vergleich zu 10,66kWh pro Liter bei Heizöl und 5,4kWh/kg bei Holz.
- Experten gehen davon aus, dass die Vorräte an weißem Wasserstoff ausreichen könnten, um den weltweiten Wasserstoffbedarf zu decken. Außerdem wäre das zufällig in Lothringen entdeckte Vorkommen erneuerbar, da diese H2-Produktion das Ergebnis einer natürlichen Redoxreaktion ist, die auf die Beschaffenheit des Bodens in der Region zurückzuführen ist. Was geschöpft wird, könnte sich also innerhalb von Wochen bis Monaten erneuern (Fortsetzung folgt).
Herausforderungen bei der Nutzung von weißem Wasserstoff
Weißer Wasserstoff sieht zwar vielversprechend aus, seine Nutzung ist jedoch mit einigen Herausforderungen verbunden:
- Die derzeitigen Extraktionsmethoden müssen angepasst werden, um diese neue Ressource effizient zu nutzen.
- Die Betriebskosten und die Umweltprobleme müssen noch bewertet werden, wenn sich die Projekte weiterentwickeln. Getech ein britisches Unternehmen, das sich auf die Nutzung von Ressourcen für den Energiewandel spezialisiert hat, schätzt die Kosten für die Gewinnung von weißem Wasserstoff auf etwa 1$/kg.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieweißer Wasserstoff stellt eine Zukunftschance für die Industrie und den Verkehrssektor dar, die nach nachhaltigen Lösungen suchen. Zwar wird diese seltene Ressource noch kaum genutzt, doch könnten technologische Fortschritte und Forschungsanstrengungen schon bald dazu führen, dass ihr Energiepotenzial im Dienste des ökologischen Wandels entfaltet wird.
Julien G.
JulienDer Autor hat einen Abschluss in Maschinenbau und ist Spezialist für Klimatechnik seit 2009, hat sich zum Fachredakteur für erneuerbare Energien umgeschult, mit Expertise in Wärmepumpen und photovoltaische Sonnenkollektoren für den individuellen Wohnungsbau.
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