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Biowasserstoff

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Definition: Wasserstoff, der aus toter Biomasse oder mit Hilfe von lebenden biologischen Organismen gewonnen wird

Englisch: biohydrogen

Kategorie: Energieträger

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 23.02.2013; letzte Änderung: 23.12.2014

Wasserstoffgas wird heute hauptsächlich in der Industrie verwendet (z. B. in Erdölraffinerien) und zum größten Teil durch Dampfreformierung von Erdgas erzeugt (siehe den Artikel über Wasserstoff). Zukünftig könnte Wasserstoff jedoch auch aus Biomasse hergestellt werden oder auch mit Hilfe von lebenden biologischen Organismen; dann würde man von Biowasserstoff sprechen. Er könnte insbesondere im Rahmen einer Wasserstoffwirtschaft zukünftig große Bedeutung gewinnen – als Biokraftstoff für Brennstoffzellenfahrzeuge, für die Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme sowie als Rohstoff für die Industrie. Bisher wird erst in geringem Umfang Biowasserstoff in Anlagen zur Biomassevergasung hergestellt und meist am gleichen Ort zur Stromerzeugung verwendet.

Man beachte, dass sich die Biowasserstoff-Strategie grundsätzlich unterscheidet von dem Ansatz, Wasserstoff durch Elektrolyse mit Hilfe elektrischer Energie z. B. aus Windenergieanlagen zu erzeugen – obwohl in beiden Fällen Wasserstoff als erneuerbarer Energieträger gewonnen wird. Einerseits vermeidet man bei Verwendung von Biomasse wesentliche Energieverluste der Elektrolyse ebenso wie die Aufstellung großer technischer Anlagen, die das Landschaftsbild verändern. (Biowasserstoff-Anlagen wären bei gleicher Produktion deutlich weniger sichtbar.) Andererseits ist die energetische Flächenproduktivität der Biomasseerzeugung sehr gering im Vergleich mit derjenigen z. B. von Photovoltaik oder auch Windenergie, weswegen die Potenziale für die Biomasseerzeugung wesentlich stärker beschränkt sind.

Verfahren für die Herstellung von Biowasserstoff

Biomassevergasung

Biomasse kann einer Biomassevergasung zugeführt werden, wobei eine Art von Synthesegas erzeugt wird. Dieses enthält neben Wasserstoff auch Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2). Mit Hilfe der Wassergas-Shift-Reaktion kann aus dem Kohlenmonoxid und Wasserdampf zusätzlicher Wasserstoff gewonnen werden. Wenn dann das CO2 abgetrennt wird, erhält man hauptsächlich Wasserstoffgas.

Verfahren der Vergärung

Bei der Vergärung von Biomasse entsteht oft Methan (→ Biogas). Bestimmte Mikroorganismen können jedoch auch Wasserstoff bilden. Ein großtechnisch anwendbares Verfahren mit guter Ausbeute an Wasserstoff wurde jedoch noch nicht gefunden.

Wasserstoffproduzierende Algen

Es gibt bestimmte Algen, die im Rahmen der Photosynthese auch Wasserstoffgas erzeugen. Die Ausbeute ist allerdings gering, selbst unter optimierten Bedingungen. Dies liegt im Kern daran, dass die Bildung von Wasserstoff für die Algen nicht vorteilhaft ist: Die Photosynthese dient ja eigentlich dafür, Biomasse aufzubauen, anstatt für die Algen nicht nutzbaren Wasserstoff zu erzeugen.

Es ist denkbar, dass zukünftig gentechnisch veränderte Algen entwickelt werden, die eine wesentlich höhere Ausbeute an Wasserstoff ermöglichen. Ob diese dann auch großtechnisch anwendbar wären, ist freilich unsicher.

Siehe auch: Wasserstoff, Biokraftstoff, Biomasse, Biomassevergasung, Wasserstoffwirtschaft, Dampfreformierung
sowie andere Artikel in der Kategorie Energieträger

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