Perspektiven für saubere Energieformen

Als der Mensch das Feuer entdeckte, begann auch seine Karriere als Umweltverschmutzer, denn seitdem reichert er die Atmosphäre mit dem Treibhausgas Kohlendioxid an. Und wir übertreffen unsere Vorfahren darin natürlich bei weitem…

Wir gehen so weit, teuer erzeugte Nahrungsmittel in Biodiesel zu verwandeln, statt sie dort einzusetzen, wo sie dringend benötigt werden. Zum Beispiel könnte mit dem Getreide, das zur industriellen Herstellung von 50 l Äthanol für Kraftstoff benötigt wird – ca. 232 kg Mais – ein Kind in Sambia oder Äthiopien ein Jahr ernährt werden.

Werbung für Atomkraft

Die Atomkraftwerksbetreiber EnBW, Vattenfall, RWE und E.ON versuchen derweil, uns mit Models, Eisbären, grünen Landschaften und dem Slogan „Atomenergie ist bärenstark“ auf unzähligen Plakaten davon zu überzeugen, dass Atomenergie ein wahrer Segen für die Umwelt sei. Die Hinterbliebenen der Opfer von Tschernobyl würden die Aussage dieser Plakate sicher interessant finden. Aber selbst ohne Super-GAU sind Atommeiler sicher nicht weniger gefährlich für die Umwelt als Kohlekraftwerke. Statt Kohlendioxid und Schwefel erzeugen sie Spaltprodukte wie das höchst gesundheitsschädliche Strontium, die zum Teil über Zeiträume sicher gelagert werden müssen, die in die Jahrtausende gehen. Ist es das, was wir unseren Kindern hinterlassen wollen?

Eine saubere Alternative

Dabei gäbe es eine saubere Alternative, wenn man schon Verbrennung zur Energiegewinnung einsetzen muss: den Wasserstoff. Bei seiner Verbrennung entsteht lediglich Wasser und keine Umweltgifte. Das galt bis jetzt aber leider nicht für die Herstellung dieses Brennstoffs. Der molekulare Wasserstoff wurde hauptsächlich durch Elektrolyse unter Einsatz unverhältnismäßig hoher Energiemengen oder aber aus hochwertigen Rohstoffen wie Glukose oder Zellulose und in relativ ineffizienten Verfahren gewonnen.

Damit wäre natürlich der Umwelt nicht geholfen und die Rohstoffproblematik wäre ebenfalls nicht gelöst. Jetzt ist aber Shaoan Cheng und Bruce E. Logan von der Pennsylvannia State University ein möglicher Durchbruch gelungen. In einer von ihnen neu entwickelten Brennstoffzelle wird mit Hilfe von speziellen Bakterien aus menschlichem Abfall –     z. B. Klärschlamm oder organischem Industrieabfall – reiner Wasserstoff gewonnen. Dazu sind neben einer geringen Spannung (ca. 0,25 V) nur Luftabschluss, eine Senkung des Säuregehalts und eine neu entwickelte Elektrode nötig. Geht man dabei davon aus, dass die Rohstoffe Abfall sind – also nicht extra gewonnen werden müssen –, und legt nur den zusätzlichen Energieaufwand zu Grunde, dann hat das Verfahren eine Energieeffizienz von mindestens 243% gegenüber 40-60% bei traditionellen Verfahren. Zusätzlich werden nicht nur keine Umweltgifte erzeugt, sondern sogar abgebaut.

Bruce Logan und Shaoan Cheng untersuchen mikrobielle Elektrolysezellen (MEC) in ihrem Labor an der Penn State University

(Foto: David Jones, Penn State University)

Eine mikrobielle Elektrolysezelle (MEC) mit Stromquelle (oben rechts) und Wasserstoffmonitor (oben links) die zur Herstellung von Wasserstoff mit Hilfe von Bakterien genutzt wird.

(Foto: Shaoan Cheng, Penn State University)

Ausweg aus dem Klimakollaps?

Mit dem hoffentlich baldigen Einsatz dieses Verfahrens in den Klärwerken dieser Welt bietet sich damit eine weitere Möglichkeit, dem drohenden Klimakollaps und auch der Umweltverschmutzung entgegenzuwirken.
Außerdem verfügen damit auch die ärmsten Länder dieser Welt über eine Möglichkeit zur Energiegewinnung, die nicht auf der Zerstörung der Natur beruht. Und auch der Individualverkehr würde durch den Einsatz von Wasserstoff viel von seiner Schädlichkeit verlieren. Waren vor nicht langer Zeit die geringe Kapazität und Kälteempfindlichkeit  des Systems Wasserstofftank-Brennstoffzelle-Elektromotor Probleme, die die sinnvolle Nutzung von Wasserstofffahrzeugen verhinderten, so scheint dieses Problem inzwischen weitestgehend gelöst.
Auf der diesjährigen Tokyo Motor Show wurden die ersten in Serie gefertigten Wasserstoffautos vorgestellt. Mit einer Reichweite von deutlich über 500 km ist z. B. der FCX von Honda schon durchaus sinnvoll nutzbar. Nur der Preis – z. B. 56.000 Euro Listenpreis für das Modell von Honda – und das fehlende Tankstellennetz schränken die Nutzbarkeit dieser Fahrzeuge noch ein.

Natürlich ist Wasserstoff kein energiewirtschaftliches Allheilmittel. Die beste Energie ist immer noch die, die gar nicht erst verschwendet wird. Aber zumindest ließe sich damit der zerstörerische Einfluss des Menschen auf seine Umwelt weiter begrenzen.

Quellen:
Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America, vol. 104, no. 47, Seite 18871 – 18873 Technology Review, 29.10.2007

(http://www.heise.de/tr/artikel/98056/ 1/0)

http://www.swissinfo.ch/ger/swissinfo.html?siteSect=126&sid=8359621&cKey=1193513678000&ty=st﷽