#3 Hoffnungs-(energie)träger

Der Bedarf an Wasserstoff in Österreich wird steigen. Schon jetzt findet das Element in der Metallerzeugung Anwendung, in Zukunft wird es auch als Treibstoff im Verkehr und als Energieträger, etwa in Gasheizungen, immer wichtiger werden. „2030 rechnen wir mit einem österreichweiten Bedarf von ungefähr zwei Millionen Tonnen“, sagt Peter Moser, Vizerektor der Montanuniversität Leoben. Dort leitet er Forschungsarbeiten zur Gewinnung von Wasserstoff und Kohlenstoff aus Methan und Erdgas.

Im Moment wird Wasserstoff zumeist noch als Nebenprodukt anderer industrieller Prozesse gewonnen. Soll er das Hauptprodukt sein, wird Wasserstoff momentan durch Elektrolyse hergestellt, bei der Wasser mittels elektrischen Stroms in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird. Der Stromverbrauch dabei ist enorm. Würde die voestalpine ihren wachsenden Wasserstoffbedarf allein durch Elektrolyse abdecken wollen, müssten drei neue Donaukraftwerke gebaut werden. Zudem bedingt jedes Kilo Wasserstoff, das bei der Elektrolyse erzeugt wird, 20 bis 30 Kilogramm CO2-Ausstoß. Die Nachfrage in den nächsten dreißig Jahren mit erneuerbaren Energien zu decken, ist also nach heutigem Stand der Technik praktisch unmöglich.

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In Leoben forschen Moser und sein Team deshalb an einer Alternative: Wasserstoffgewinnung durch Pyrolyse. Dabei werden Methan oder Erdgas mithilfe flüssiger Metalle in ihre Bestandteile, Wasserstoff und Kohlenstoff, zerlegt. Für diese Lösung spricht vieles: Die Pyrolyse braucht nur etwa ein Viertel der Energie, die für die Elektrolyse aufgewendet werden muss. Zudem lassen sich Pyrolyseanlagen in das bereits bestehende europäische Erdgasnetz einbauen. Das Gas könnte direkt aus den Pipelines in die Anlagen geleitet werden. Dort wird es in Wasserstoff, der über die Pipelines weiter an seinen Verwendungsort fließen kann, und Kohlenstoff geteilt.

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt der Montanuniversität sind die möglichen Anwendungsbereiche dieses Kohlenstoffs. „Bei dem Prozess entsteht hochreiner Kohlenstoff, der sehr porös ist“, sagt Moser. In Zusammenarbeit mit der Universität für Bodenkultur in Wien forscht das Team um Moser an Verwendungsmöglichkeiten in der Landwirtschaft. „Der Kohlenstoff könnte etwa Wasser und Düngemittel speichern. Der Dünger kann dann nicht mehr vom Regen ausgespült werden und die Wurzeln der Pflanzen könnten ihn nach Bedarf aus dem Kohlenstoff ziehen“, so Moser. Die Aufgabe der Montanuniversität ist es, den Kohlenstoff in der richtigen Konsistenz zu liefern. Außerdem könnte Kohlenstoff in der Bauindustrie angewendet werden, indem er Beton beigemengt wird und diesen leichter macht. Auch in die Wasserstoffmobilität könnte er Einzug halten, als Kraftstoffspeicher. Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Forschung ist die Frage, wie groß der CO2-Ausstoß mit der Pyrolyse sein wird. „Ganz einfach gesagt wollen wir wissen, ob wir etwas anstellen, wenn wir diesen neuen Weg gehen“, sagt Moser. „Wir wollen mit den Ressourcen, die uns zur Verfügung stehen, möglichst sparsam umgehen.“