Fossilfrei hergestellter Wasserstoff gilt als einer der wesentlichen Bausteine der Energiewende. Doch das Grüngas ist rar und teuer. Kein Wunder, dass Forschende und Bergbaukonzerne keine Mühen scheuen, um natürlich vorkommenden – womöglich günstiger zu fördernden – Wasserstoff in der Erdkruste zu finden. Knapp 20 Jahre nach einem zufällig entdeckten Wasserstoffvorkommen im Dorf Bourakébougou in Mali hat ein regelrechter Run eingesetzt. Denn aktuelle Studien haben ergeben, dass die Erdkruste potenziell so viel sauberen Wasserstoff enthält, dass Generationen von Erdbewohnern ihren Energiehunger damit stillen könnten.
„Wir finden zurzeit immer mehr mögliche Lagerstätten“, berichtet der Geochemiker Geoffrey Ellis vom US Geological Survey in einem Beitrag des Magazins Live Science. Er hat mit seinem Team die Bedingungen für die Bildung des sogenannten goldenen Wasserstoffs in tiefen Erdschichten erforscht. Die Ergebnisse sind vielversprechend: Bis zu 6,2 Billionen Tonnen elementarer Wasserstoff sind potenziell in der Erdkruste vorhanden. Mehr als 25 Mal so viel wie die weltweit vermuteten Erdölreserven.
Wo genau diese Vorräte liegen, ist noch weitgehend unklar. „Sicher ist, dass große Vorkommen tief unterhalb des Meeresbodens zu finden sind“, sagt der US-Forscher. „Die meisten Reservoirs dürften jedoch zu tief oder zu weit vor der Küste liegen, um für den Abbau geeignet zu sein.“ Zudem könnten manche unterirdischen Wasserstoffblasen zu klein sein, um wirtschaftlich sinnvoll erschlossen zu werden. Doch bereits zwei Prozent des auf der Erde natürlich vorkommenden Wasserstoffs würden die heute genutzten fossilen Energieträger rund 200 Jahre lang ersetzen können, hat sein Team ausgerechnet.
Kriterien für die Entstehung von natürlichem Wasserstoff
Im vorigen Jahr veröffentlichten die Forschenden eine Karte der möglichen Wasserstoffvorkommen auf dem Landgebiet der USA. Dabei nutzten sie Schwerefeld- und Magnetfelddaten, um die Zusammensetzung von Gesteinen in der Erdkruste zu bestimmen und daraus zu ermitteln, wo das Gas im Untergrund gespeichert sein könnte. Grundlage der Untersuchung waren sechs Kriterien, die für die Entstehung und Speicherung von elementarem Wasserstoff in der Erdkruste entscheidend sind.
Das dritte Kriterium ist die Temperatur: Sind die Quellgesteine zwischen 250 und 300 Grad Celsius warm, steigen die Reaktionsraten rapide an. Viertens muss der Boden über Speichergesteine verfügen, die den Wasserstoff aufnehmen können. Dazu zählen etwa poröse Sandsteine. Als fünftes Kriterium nennt Ellis eine undurchlässige Deckschicht, die das Gas im Reservoir einschließt. Entscheidend sei, dass diese Deckschicht bereits vorhanden ist, bevor der Wasserstoff entsteht – andernfalls entweicht das Gas in die Atmosphäre. Sechstens ist es wichtig, dass in der Bodenschicht nur minimale mikrobielle Aktivität herrscht – denn Mikroben verbrauchen Wasserstoff.
Diese sechs Kriterien werden in einigen Regionen auf allen Kontinenten erfüllt, sagt Geochemiker Chris Ballentine von der University of Oxford. Sein Team hat unlängst herausgefunden, dass sich in der kontinentalen Erdkruste im Lauf von Jahrmillionen so viel goldener Wasserstoff gebildet hat, dass der globale Energiebedarf für nicht weniger als 170.000 Jahre gedeckt werden könnte. Andere wissenschaftliche Schätzungen gehen sogar von der doppelten Menge aus.
Wo goldener Wasserstoff vorkommt
Der Run auf die saubere Energie aus der Tiefe hat in vielen Weltregionen begonnen: Erkundungsteams untersuchen derzeit eine Chromitmine in Bulqizë in Albanien, wo das weltgrößte unterirdische Wasserstoffreservoir vermutet wird. Dies könnte allerdings für einen eher zufälligen Fund in der spanischen Region Aragón ebenfalls zutreffen. Dort soll ab 2028 goldener Wasserstoff gezapft werden.
Auch unweit der deutsch-französischen Grenze, nahe Folschviller, haben Forschende kürzlich ein Wasserstoffreservoir entdeckt. Dort lagern in rund 4000 Metern Tiefe bis zu 46 Millionen Tonnen des Rohstoffs. Seit vergangenem November untersucht der Energiekonzern Française de l’Energie (FDE) den Fund mit Probebohrungen – und hat bereits große Pläne verkündet. Ab 2029 will FDE regionale Kunden, darunter die saarländische Stahlindustrie, die bis dahin über die grenzüberschreitende Pipeline Mosahyc ans europäische Wasserstoffleitungsnetz angeschlossen sein soll, mit dem fossilfrei gewonnenen Gas beliefern, sofern dessen Qualität ausreichend ist.
Denn noch ist unklar, so FDE-Sprecher Yann Fouant, ob der Wasserstoff aus dem Erdboden rein genug ist, um etwa in der Stahlproduktion oder für andere industrielle Zwecke eingesetzt werden zu können. „Das werden wir erst wissen, sobald die Ergebnisse der Bohrungen vorliegen“, sagt Fouant. Zuvor müsse man außerdem eine weitere Hürde überwinden, denn zurzeit hat FDE nur eine Forschungsgenehmigung. Daraus eine Betriebsgenehmigung zu machen, sei „ein langwieriger Prozess, der mit hohen Auflagen und viel Bürokratie verbunden ist“.
