{"id":83483,"date":"2022-07-02T04:10:00","date_gmt":"2022-07-02T02:10:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=83483"},"modified":"2022-07-02T14:13:26","modified_gmt":"2022-07-02T12:13:26","slug":"gruener-wasserstoff-aus-pflanzenresten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/gruener-wasserstoff-aus-pflanzenresten\/","title":{"rendered":"Gr\u00fcner Wasserstoff aus Pflanzenresten"},"content":{"rendered":"\n

Bislang werden Gr\u00fcnabf\u00e4lle und Kl\u00e4rschlamm meist kompostiert oder verbrannt. Sinnvoller w\u00e4re es, daraus den wertvollen Energietr\u00e4ger Wasserstoff zu gewinnen. <\/p>\n\n\n\n

Dieses Ziel verfolgt ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut f\u00fcr Produktionstechnik und Automatisierung IPA. Das bei der Gewinnung von Wasserstoff aus Abf\u00e4llen entstehende CO2 wird dabei abgeschieden und beispielsweise in der chemischen Industrie als Rohstoff verwendet. Auf diese Weise stellen die Forschenden aus dem Bioabfall mit unterschiedlichen Verfahren Wasserstoff mit einem negativen CO2-Fu\u00dfabdruck her. Es wird also der Atmosph\u00e4re CO2 entzogen.<\/p>\n\n\n\n

Bioabfall gibt es hierzulande in gro\u00dfen Mengen. Rund 4,6 Millionen Tonnen haben die Deutschen im vergangenen Jahr laut Umweltbundesamt allein in ihren braunen Tonnen gesammelt. Hinzu kommen Abf\u00e4lle aus \u00f6ffentlichen Parks und G\u00e4rten, aus der Landwirtschaft und aus der Nahrungsmittelproduktion, au\u00dferdem Kl\u00e4rschlamm und Speisereste aus Kantinen \u2013 alles in allem gut 15 Millionen Tonnen. Der Gro\u00dfteil landet in Kompostieranlagen oder wird verbrannt, um W\u00e4rme und Strom zu erzeugen. Dabei entstehen Kohlendioxid-(CO2<\/sub>-)Emissionen, die unserem Klima schaden. \u00bbDoch daf\u00fcr ist der Bioabfall viel zu schade\u00ab, sagt Johannes Full, Leiter der Gruppe \u00bbNachhaltige Entwicklung biointelligenter Technologien\u00ab am Fraunhofer IPA in Stuttgart. \u00bbSinnvoller w\u00e4re es, aus dem Material Wasserstoff zu erzeugen und das dabei entstehende CO2<\/sub> abzuscheiden, zu speichern oder langfristig zu nutzen.\u00ab Wasserstoff gilt als sauberer Energietr\u00e4ger der Zukunft. Bei seiner Verbrennung wird nur Wasser frei. Allerdings wird Wasserstoff derzeit zu gro\u00dfen Teilen aus Erdgas hergestellt. Die Produktion aus Pflanzenresten w\u00e4re wie die Elektrolyse mit erneuerbarem Strom wesentlich klimafreundlicher.<\/p>\n\n\n\n

Kohlendioxid-Gehalt in der Atmosph\u00e4re verringern<\/h5>\n\n\n\n

F\u00fcr die Wandlung von Biomasse in Wasserstoff wurden in den vergangenen Jahren verschiedene Verfahren entwickelt. Johannes Full und seine Kollegen haben analysiert, welche Prozesse technisch ausgereift sind und sich k\u00fcnftig wirtschaftlich betreiben lassen. Die neuen Methoden sollen auch eine Schw\u00e4che der herk\u00f6mmlichen Bio-Abfallwirtschaft ausb\u00fcgeln: Ganz gleich, ob Biomasse kompostiert oder verbrannt wird, stets wird dabei Kohlendioxid frei, das die Pflanzen zuvor per Photosynthese aus der Luft aufgenommen haben. Sinnvoller w\u00e4re es, das Klimagas aus den Pflanzen aufzufangen und in der chemischen Industrie als Rohstoff zu verwenden oder in ausgedienten Erdgasfeldern im Boden zu speichern. \u00bbSo schlagen wir zwei Fliegen mit einer Klappe\u00ab, sagt Full. \u00bbWir tragen dazu bei, den Kohlendioxid-Gehalt in der Atmosph\u00e4re zu verringern und stellen aus den Pflanzenresten gr\u00fcnen Wasserstoff her.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

Biomasse vollst\u00e4ndig nutzen<\/h5>\n\n\n\n

Wie das funktioniert, zeigt ein Projekt, das das Fraunhofer IPA bei einem Unternehmen aus der Metallbranche durchf\u00fchrt. Dort k\u00f6nnen Abf\u00e4lle von Obst- und Weinbauern aus der Umgebung, Kartonagen und Altholz sowie Kantinenabf\u00e4lle in Wasserstoff umgewandelt werden. Dieser wird dann direkt in der Metallverarbeitung genutzt. Daf\u00fcr werden die Obstreste und Kantinenabf\u00e4lle zun\u00e4chst mithilfe von Bakterien in dunklen Beh\u00e4ltern fermentiert, wobei Wasserstoff und Kohlendioxid entstehen. Anschlie\u00dfend kann die fermentierte Masse in einer herk\u00f6mmlichen Biogasanlage zu Methan vergoren werden, das ebenfalls zu Wasserstoff und CO2<\/sub> umgewandelt wird. Holz und Papierfasern hingegen lassen sich nur schlecht verg\u00e4ren. Sie k\u00f6nnen in einem Holzvergaser in CO2<\/sub> und Wasserstoff aufgespalten werden. Das Fraunhofer IPA vergleicht die verschiedenen Verfahrensoptionen, um die Auswahl geeigneter und m\u00f6glichst effizienter Technologien zu unterst\u00fctzen, und leitet technische Optimierungsans\u00e4tze ab, um Kosten zu sparen und m\u00f6glichst umweltfreundlich zu produzieren.<\/p>\n\n\n\n

Purpurbakterien als Produzent von Wasserstoff<\/h5>\n\n\n\n

Besonders flei\u00dfig produzieren Purpurbakterien aus Frucht- und Molkereiabf\u00e4llen Wasserstoff. Forschern an der Universit\u00e4t Stuttgart ist es gelungen, das Bakterium so zu ver\u00e4ndern, dass es kaum mehr Licht ben\u00f6tigt, was die Wasserstoff-Produktion energiesparend macht. Zusammen mit dem Fraunhofer IPA untersuchen sie, wie sich die Herstellung von Wasserstoff mit dem Purpurbakterium k\u00fcnftig in gr\u00f6\u00dferem Ma\u00dfstab wirtschaftlich betreiben l\u00e4sst. Im Projekt H2Wood \u2013 BlackForest arbeitet das Fraunhofer IPA-Team zusammen mit dem Fraunhofer-Institut f\u00fcr Grenzfl\u00e4chen- und Bioverfahrenstechnik IGB zudem daran, wie sich Holzabf\u00e4lle mikrobiell in Wasserstoff und andere wertvolle Molek\u00fcle f\u00fcr die chemische Industrie zerlegen lassen. Weitere Projektpartner sind Campus Schwarzwald und die Universit\u00e4t Stuttgart, Institut f\u00fcr Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb IFF.<\/p>\n\n\n\n

Studie \u00bbIndustrielle Wasserstoff-Hubs in Baden-W\u00fcrttemberg\u00ab<\/h5>\n\n\n\n

Dass gr\u00fcner Wasserstoff das Potenzial hat, den Energiebedarf von Industrie und Schwerverkehr regional zu decken, belegt die Studie \u00bbIndustrielle Wasserstoff-Hubs in Baden-W\u00fcrttemberg\u00ab \u2013 kurz I-H2-Hub-BW \u2013 des Fraunhofer IPA<\/a>. Das Ergebnis: Dezentrale Wasserstofferzeugung und -nutzung zahlen sich aus, wenn man die Verteilerzentren, englisch Hubs, strategisch richtig platziert. Mit dem \u00d6kostrom werden in den Hubs die Elektrolyseure betrieben, die Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spalten. Um Transportkosten zu vermeiden, m\u00fcssen die Hubs nahe bei den Verbrauchern stehen. Das zweite wichtige Kriterium f\u00fcr die Standortwahl ist daher der Bedarf der ortsans\u00e4ssigen Industrie an Prozessw\u00e4rme, Hochtemperaturprozessen und Wasserstoffgas, etwa f\u00fcr die Herstellung von Stickstoffd\u00fcnger. <\/p>\n\n\n

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\u00a9 Fraunhofer IPA | Gr\u00fcner Wasserstoff hat das Potenzial, den Energiebedarf von Industrie und Schwerverkehr regional zu decken. Das belegt die Studie \u00bbIndustrielle Wasserstoff-Hubs in Baden-W\u00fcrttemberg\u00ab.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Auch die Infrastruktur ist entscheidend: \u00bbIdeale Standorte befinden sich in der N\u00e4he stark befahrener Stra\u00dfen mit Lkw-Betriebsh\u00f6fen, an denen sich Wasserstoff-Tankstellen einrichten lassen\u00ab, sagt Dr. J\u00fcrgen Henke, Wissenschaftler am Fraunhofer IPA. Mithilfe der Standort-Kriterien konnte das Forscherteam rund um Henke in Baden-W\u00fcrttemberg m\u00f6gliche Standorte identifizieren \u2013 allen voran die Metropolregion Rhein-Neckar und den Gro\u00dfraum Karlsruhe. Computersimulationen am Fraunhofer IPA zeigen, dass sich mit regional erzeugtem Gr\u00fcnem Wasserstoff innerhalb von zehn Jahren 30 Prozent der fossilen Energie ersetzen lassen, und das nur bei Nutzung der landeseigenen Freifl\u00e4chen.<\/p>\n\n\n\n