Antrieb Wie man aus Abfällen Wasserstoff gewinnen kann

Grünabfälle oder Klärschlamm werden meistens kompostiert oder verbrannt. Forscher haben mittlerweile jedoch mehrere Wege gefunden, um aus Abfällen Wasserstoff zu gewinnen. In der Schifffahrt könnte dagegen Methanol der Schlüssel sein.

Ein Forscherteam des Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA hat analysiert, welche Prozesse für die Wandlung von Biomasse in Wasserstoff technisch ausgereift sind und sich künftig wirtschaftlich betreiben lassen. Laut einer Mitteilung wurden dafür in den vergangenen Jahren verschiedene Verfahren entwickelt. Neben der Gewinnung von Wasserstoff sollen auch Wege gefunden werden, Klimagas aus den genutzten Pflanzen wieder aufzufangen.

Wasserstoff produzieren und nutzen

Für ein Projekt hat sich das Fraunhofer IPA mit einem Unternehmen der Metallbranche zusammengetan. Dort können Abfälle von Obst- und Weinbauern aus der Umgebung, Kartonagen und Altholz sowie Kantinenabfälle in Wasserstoff umgewandelt werden. Diesen Wasserstoff nutzt das Unternehmen für seine Metallverarbeitung. Dafür werden die Obstreste und Kantinenabfälle zunächst mithilfe von Bakterien in dunklen Behältern fermentiert, wobei Wasserstoff und Kohlendioxid entstehen. Anschließend kann die fermentierte Masse in einer herkömmlichen Biogasanlage zu Methan vergoren werden, das ebenfalls zu Wasserstoff und CO2 umgewandelt wird, so das Fraunhofer IPA. Holz und Papierfasern können in einem Holzvergaser in CO2 und Wasserstoff aufgespalten werden.

Forscher der Universität Stuttgart haben sich dagegen mit Purpurbakterien beschäftigt, die vor allem aus Frucht- und Molkereiabfällen Wasserstoff herstellen können. Die Forscher konnten das Bakterium so verändern, dass es kaum mehr Licht für die Wasserstoffproduktion benötigt, was sich energiesparend auf den Vorgang auswirkt.

Eine Studie des Fraunhofer IPA hat sich zudem mit dem Potenzial von grünem Wasserstoff in der Industrie und im Schwerverkehr beschäftigt. Demnach zahle sich dezentrale Wasserstofferzeugung und -nutzung aus, wenn man die Verteilerzentren dafür strategisch richtig platziert. Mit Ökostrom werden dort die Elektrolyseure betrieben, die Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spalten. Um Transportkosten zu vermeiden, müssen die Zentren nahe bei den Verbrauchern stehen.

Methanol für die Schifffahrt

Computersimulationen am Fraunhofer IPA zeigen außerdem, dass sich mit regional erzeugtem grünem Wasserstoff innerhalb von zehn Jahren 30 Prozent der fossilen Energie ersetzen lassen, und das nur bei Nutzung der landeseigenen Freiflächen.

Auch in der Schifffahrt suchen Forscher nach umweltfreundlichen Alternativen zu Schweröl und Diesel. Auf hoher See große Behälter mit Wasserstoff mitzuführen, kam bisher jedoch nicht in Frage. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS haben dafür nun eine Technologie entwickelt, die auf Methanol basiert. Am Hafen können Schiffe dieses Methanol tanken. Dabei wird das Methanol zunächst mit Wasser gemischt, durch Wärme verdampft und in den vorgeheizten Reaktor eingespeist. Dort wird die Methanol-Wasser-Mischung zu Wasserstoff und CO2 umgesetzt. Der Wasserstoff erreiche dabei eine Reinheit von mehr als 90 Prozent. Die leeren Methanoltanks können mit dem entstandenen CO2 wieder gefüllt und später für die neuerliche Mathanol-Synthese verwendet werden.

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