Sauberer Wasserstoff ist notwendig. Wir können nicht jeden Industrieprozess allein mit erneuerbarem Strom betreiben. Manche Dinge – wie die Herstellung von Stahl oder Düngemitteln – funktionieren einfach nicht direkt mit Wind oder Sonne.
Wir brauchen einen Ersatz. Wasserstoff passt. Verbrenne es und du bekommst Wasser. Keine Treibhausgase. Doch derzeit stammt fast der gesamte Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen. Es ist schmutzig. Um es grün zu machen, spaltet man Wasser mit Strom, normalerweise aus Wind oder Sonne. Teuer. Es verbraucht auch große Mengen an Energie, die wir für andere Dinge wie den Ersatz von Kohlekraftwerken benötigen.
Also schauen wir uns Steine an.
Das natürliche Problem
Die Natur produziert Wasserstoff tief unter der Erde. Manchmal bleibt es hängen. Wir könnten es wie Erdgas abbauen.
„Ich denke, es ist ein ganz besonderer Fall“, sagt Orsolya Gelencséér von der University of Texas in Austin.
Überall entweichen winzige Wasserstoffmoleküle. Es ist schwer, genug davon zu finden, um von Bedeutung zu sein. In Mali gibt es ein Dorf namens Bourkélébougou, das in winzigem Maßstab reinen natürlichen Wasserstoff gewinnt. Das ist es auch schon.
Die meisten Experten gehen davon aus, dass die natürlichen Reserven begrenzt sind. Wir können es kaum erwarten, dass die Geologie uns den Preis auf einem Tablett serviert. Wir müssen es möglich machen.
Den Topf umrühren
Die Idee ist eine „stimulierte Wasserstoffproduktion“.
Sie bohren in bestimmte Gesteinsarten – normalerweise eisenreiches Vulkangestein. Sie pumpen Wasser hinein. Das Gestein reagiert mit dem Wasser, ein Prozess namens Serpentinisierung, und erzeugt Wasserstoff.
Ganz einfach, oder?
Fügen Sie eine Drehung hinzu. Pumpen Sie mit CO2 vermischtes Wasser anstelle von klarem Wasser ein.
Die Labortests von Gelencséér deuten darauf hin, dass das CO2 eine doppelte Wirkung hat. Erstens entsteht Kohlensäure, die sich in die Gesteinsoberfläche frisst und so mehr Eisen freilegt, mit dem das Wasser reagieren kann. Mehr Reaktion bedeutet mehr Wasserstoff.
Zweitens wird das CO2 weggesperrt. Es mineralisiert zu festen Carbonaten. Sie fangen Kohlendioxid ein und verwandeln es in Gestein. Bei der Erzeugung von Wasserstoff.
Wenn die Rechnung aufgeht, ist es ein doppelter Gewinn.
Die Laborergebnisse
Sie testeten Vulkangesteinsproben in einem Druckbehälter. Simulierte Tiefe, erhitzt auf 90° Celsius.
Kontrollgruppe: Wasser mit inertem Argon.
Versuchsgruppe: Wasser mit CO2.
Auf der CO2-Seite wurde mehr Wasserstoff freigesetzt. Wie erwartet verwandelte sich das CO2 in Stein.
Aber hier liegt der Engpass.
Sie extrahierten 0,5 Prozent des theoretisch möglichen Wasserstoffs. Um wirtschaftlich sinnvoll zu sein, benötigen sie 1 Prozent. Es ist keine große Lücke, aber im Ingenieurwesen ist ein halbes Prozent einer Ressource ein großer Verlust an Gewinn.
Wie schließt man die Lücke?
Gehen Sie tiefer.
Höhere Temperaturen beschleunigen die chemischen Reaktionen. Es kostet mehr, so tief zu bohren. Aber Sie profitieren noch von einem weiteren Vorteil. Erdwärme. Sie könnten Strom erzeugen, während Sie das Gas abbauen und den Kohlenstoff binden.
Ist es realisierbar?
Weltweit gibt es diese eisenreichen Gesteine überall. Selbst bei niedrigem Wirkungsgrad könnte die Gesamtproduktion die heute produzierten 100 Millionen Tonnen Wasserstoff in den Schatten stellen.
„Es gibt kein Allheilmittel.“ — Barbara Sherwood Lollar, Universität Toronto
Lollar meint, wir sollten abbauen, was existiert. Sie weist darauf hin, dass eine Mine in Ontario bereits 140 Tonnen natürlichen Wasserstoff pro Jahr in die Luft abgibt. Wir verlieren es buchstäblich.
Patonia, eine Forscherin in Oxford, stellt fest, dass sich das Geschäftsmodell weiterentwickelt. Wenn Unternehmen Gebühren für die Bindung von CO2 bei der Produktion von Wasserstoff erheben können, wird das Projekt weniger riskant. Investoren mögen garantierte Einnahmequellen.
„Eine Reihe von Gruppen und Start-ups erforschen Variationen dieses Konzepts“, sagt Patonia.
Wir müssen schnell handeln. Die Technologie ist im großen Maßstab noch nicht erprobt. Die Kosten sind unklar.
Aber die Alternative besteht darin, beim schmutzigen Wasserstoff zu bleiben und den CO2-Ausstoß weiter ansteigen zu lassen.
Oder hoffen wir einfach nur darauf, dass die Natur uns genug Gas gibt?
Wahrscheinlich nicht. Wir bohren. Wir testen. Wir schauen, was dabei herauskommt.
