Wasserstoff im Tank ist weniger harmlos als bisher vermutet

13.06.2003

Wasserstoff als Ersatz für Erdöl wird die Stratosphäre abkühlen, mit chemischen Reaktionen die Troposphäre verändern und Interaktionen zwischen Atmosphäre und Biosphäre nachhaltig beeinflussen

Kein schöner Tag für die Anhänger der sauberen Energie aus Wasserstoff. Y.L.Yung und Kollegen vom California Institute of Technology in Pasadena berichten in Science über die globalen Auswirkungen, sollte Wasserstoff zum beherrschenden Energieträger werden. Ihre Überlegungen bringen eine vielfach unbekannte Komponente ein: Wasserstoffgas entweicht während des Transports und der Lagerung in einer Größenordnung von 10-20 Prozent. Obwohl sich die Simulationen der Wissenschaftler auf den unteren Wert beschränken, hat dieser Verlust enorme Auswirkungen.

Die schon heute beim Verbrennen der Erdölprodukte künstlich entstehende Wasserstoffmenge wird nach der Umstellung bis zum Achtfachen ansteigen. Das Szenarium geht noch weiter und berücksichtigt die natürlichen Quellen. Danach wird die jährliche Wasserstoff-Produktion für unseren Planeten auf das zwei- bis dreifache der heutigen Verhältnisse zunehmen.

Warum begeistert der Wasserstoff so rundherum? Er ist natürlich und überall. Schon in der Schule lernen wir, wie er sich in Wasser anreichert, und dass die Kohlenstoffe ohne H ein Nichts wären. Die Astronomen kommen nicht ohne die Wasserstofflinie in ihren Spektrometern aus und haben damit alle Wissenschaftler beflügelt, die sich der Entstehung des Lebens widmen: Wasserstoff makes the world go round.

Sensitivitätsanalyse für den Anstieg der Wasserbildung in der Stratosphäre. Die Konturen repräsentieren die Wasserstoffkonzentrationen in ppmv

Von den Wasserstoff-Befürwortern wird denn gerne angeführt, dass aus der Verbrennung von Wasserstoff harmloses Wasser entstünde. Genau das ist der Knackpunkt.

"Selbst wenn man außer Acht lässt, dass beim Verbrennen in unserer Stickstoffumgebung auch gefährliche Nitrate entstehen, bleibt die Erkenntnis: die Stratosphäre wird wasserreicher und kühlt ab," erklärt Y.L.Yung. Um 0,5 Grad Celsius berechnen die Forscher, sollte die Wasserstoffkonzentration um 0,5 ppmv ansteigen. Unter diesen Rahmenbedingungen beweisen sie in ihrem international anerkannten Klimamodell, daß die Regeneration der Ozonschicht leidet. Vermehrt gebildete stratosphärische Wolken sind der Luftbewegung hinderlich und werden die bisherigen saisonalen Einflüsse verstärken. Die Folge ist die Zunahme der beiden Ozonlöcher: bis zu 8 Prozent über der Arktis und bis zu 7 Prozent über der Antarktis.

Ferner ist Wasserstoff kein inertes Gas und auch nicht das einzige Gas in der Luft. Die Wissenschaftler errechnen eine 10 prozentige Zunahme von OH, dem Radikal, das bekanntermaßen mit Methan und CO reagiert. Und dann gibt es da noch unsere künstlichen Chlorfluorkarbone; auch sie sind reaktionsfreudige Partner. Wie sich niedrigere Temperatur und höhere Luftfeuchte auswirken, ist kaum vorherzusagen, weil sich die Linie vom langsamen Abbau und die Linie vom Wasserstoff, der aus der Erde aufsteigt, wechselseitig beeinflussen. Das von den Wissenschaftlern benutzte Modell beinhaltet noch kein zeitabhängigen Sensitivitätsanalysen. Y.L.Yung will deshalb Wasserstoff als Energiequelle nicht ausschließen. "Technisch müsste es möglich sein, die Emissionen zu verringern oder gar völlig einzuschränken. Allerdings wird das etwas kosten: mehr Aufwand und weitere Belastungen für die Umwelt. Beides muss gegeneinander abgewogen werden."

Beim Blick zurück auf die Historie der Wasserstoffenergie fällt die Trägheit in der Entwicklung auf. 1981 erweckte der Journalist Peter Hoffmann, jetzt Herausgeber der The Hydrogen & Fuel Cell Letter, mit seinem Buch "The Forever Fuel - The Story of Hydrogen" den Eindruck, der Durchbruch stünde kurz bevor. 20 Jahre später beschreibt er in "Tomorrow's Energy: Hydrogen, Fuel Cells, and the Prospects for a Cleaner Planet" eine Vielzahl von Produktionsmöglichkeiten und Quellen, aus denen das Gas erzeugt werden kann.

Hunderte von Forschungsprojekten weltweit haben eine gemeinsames Credo: Wasserstoff ist schön. Das Gas ist sauber und als erneuerbare Energie preiswerter zu gewinnen als Erdöl. Wer die Macht der Erdölmultis mit Argwohn verfolgt, wird die Idee vom Müll, der den Traktor des Bauern in Bewegung hält, und die Energie überhaupt dezentralisiert, aus plausiblen politischen Gründen begrüßen.

Auch sagen die Befürworter, Wasserstoff ist sicherer geworden. Das Hindenburg-Trauma, durch die Explosion des deutschen Flugschiffs Hindenburg beim Landeanflug auf New York am 6. Mai 1937, ist in Friedrichshafen längst überwunden, wenngleich das Konzept der CargoLifter vor dem wirtschaftlichen Aus zu stehen scheint.

Liegt der zähe Fortschritt an der Wirtschaftlichkeit oder an der unzureichenden Sicherheit? Die Realität, glaubt man dem Online Fuel Cell Information Center, sind 67 Tankstationen weltweit, davon 13 in Deutschland. Herbert Köhler, Umweltbevollmächtigter bei Daimler-Chrysler stellt im April dieses Jahres in der Zeit fest: "Wir werden 30 bis 40 Jahre brauchen, um eine Wasserstoff-Infrastruktur aufzubauen." Ob auch er an die Lecks gedacht hat, die technisch bisher nicht in den Griff kommen?

Eines ist sicher: sollte der Wasserstoff-Boom kommen, werden wir und alle Lebewesen auf der Erde mehr Wasserstoff atmen. Welche Auswirkungen auf unseren Organismus zukommen, ist ungewiss. Mikroben und möglicherweise auch niedere Tiere wird es freuen, weil Wasserstoff vielfach die Nahrung ist. Deshalb ist Vorsicht angesagt. Das ökologische Gleichgewicht wird durch den Wasserstoffüberschuss ebenso verändert wie es Y.L.Yung und Kollegen für den Himmel über uns berechnet haben. Die Auswirkungen, ob erfreulich oder erschreckend, sind unbekannt.

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