Dieser Artikel ist Teil des special reports Wasserstoff: So kann das Potenzial Europas erschlossen werden
Im Mai entdeckte La Française d’Énergie (FDE) in Lothringen ein großes Vorkommen an natürlichem Wasserstoff. Es könnte sich dabei um einen Wendepunkt bei der Energiewende in Europa handeln.
Seit Jahren suchen Forscher und Unternehmen nach natürlichen Wasserstoffvorkommen, der auch als „nativer“ oder „weißer“ Wasserstoff bezeichnet wird, weil er eine saubere und erneuerbare Energiequelle sein könnte.
„Sollte sich dies bestätigen, wäre dies der größte potenzielle natürliche Wasserstoff, der bisher in Europa entdeckt wurde“, erklärte Philippe de Donato, Co-Direktor des Forschungslabors GeoRessouces an der Universität Lothringen, Ende Mai gegenüber France 3 Grand-Est.
Man geht davon aus, dass das lothringische Becken 46 Millionen Tonnen natürlichen Wasserstoffs enthalten könnte, was der Hälfte der derzeitigen Weltwasserstoffproduktion entspricht und ausreichen würde, um einen wesentlichen Beitrag zu den Dekarbonisierungszielen der EU zu leisten.
Natürlicher Wasserstoff ist in der Erdkruste und im Erdmantel vorhanden, erklärt Isabelle Moretti, Forscherin an der Universität Pau und im Pays de l’Adour.
Er ist an verschiedenen Stellen zu finden: „An den Bergrücken der Ozeane, in den Gebirgen mit Ophiolithen, den Überresten alter ozeanischer Gesteine, aber auch in eisenreichen Gesteinen“, sagte sie in einem Interview mit L’Usine Nouvelle im Juni 2021.
Die Ressource, die genutzt werden kann, wenn sie an der Erdoberfläche zerfällt oder durch Bohrungen gewonnen wird, ist schon seit einiger Zeit im Visier der Wissenschaftler. Ein breiteres Interesse entstand jedoch, als die Länder der Welt versuchten, fossiles Gas durch sauberen Brennstoff zu ersetzen.
Im Gegensatz zu dem üblichen Wasserstoff, der aus Erdgas oder durch Elektrolyse hergestellt wird, benötigt sein natürliches Gegenstück kein Wasser und wenig Energie zur Gewinnung und beansprucht nur sehr wenig Land.
Außerdem unterliegt seine Produktion keinen Instabilitätsperioden und ist sogar erneuerbar – vorausgesetzt, „wir passen die Entnahmerate an die Erzeugungsrate an, wie wir es mit heißem Wasserdampf in der Geothermie tun“, so Moretti weiter.
In der Tat produziert die Erde kontinuierlich natürlichen Wasserstoff durch chemische Reaktionen, die hauptsächlich mit der Oxidation von Eisenmineralien zusammenhängen.
All diese Vorteile machen natürlichen Wasserstoff zu einer viel billigeren Ressource als durch Elektrolyse erzeugten Wasserstoff.
Der Preis für natürlichen Wasserstoff wird auf 1 Euro pro Kilo geschätzt, während der Preis für erneuerbaren Wasserstoff derzeit bei 6 Euro liegt. Dies geht aus einem Positionspapier hervor, das im Februar im Auftrag der Europäischen Kommission von der Earth2-Initiative, einem französischen Zusammenschluss von Industrie und Forschung, veröffentlicht wurde.
All diese Argumente sprechen dafür, dass „dies der CO2-ärmste und billigste Wasserstoff der Welt wäre“, so Mikaa Mered, Wasserstoffspezialist und Professor an der Science-Po Paris, der im Expertenausschuss der Konferenz „Forum Hydrogen Business for Climate“ in Frankreich sitzt.
Großes Potenzial in Frankreich
Darüber hinaus sind die auf der Erde erzeugten natürlichen Wasserstoffressourcen reichlich vorhanden, so Nicolas Pélissier, Vorsitzender des französischen Start-up-Unternehmens 45-8 Energy, das sich auf Helium und natürlichen Wasserstoff spezialisiert hat.
Seinen Schätzungen zufolge würden diese die 90 Millionen Tonnen Wasserstoff übersteigen, die derzeit weltweit produziert werden und zu 98 Prozent aus fossilen Rohstoffen bestehen.
„In Frankreich kann man sich solche Mengen vorstellen, dass das Land ein Exporteur sein könnte“, sagte Mered gegenüber EURACTIV.
Unter Berücksichtigung der Ressourcen des lothringischen Beckens und des Potenzials, das derzeit in den Alpen, Neukaledonien und den Pyrenäen untersucht wird, könnte Frankreich alles in allem drei Millionen Tonnen pro Jahr produzieren, fügte er hinzu.
Dies entspricht knapp der Hälfte der 6,5 Millionen Tonnen CO2-armen Wasserstoffs, die das Land bis 2030 produzieren möchte.
Aber auch in anderen europäischen Ländern wie Spanien, Deutschland, Kosovo, Island, Finnland, Schweden, Polen, Serbien, Norwegen, der Ukraine, Russland und Kasachstan gibt es Vorkommen.
Außerhalb Europas ist in Mali seit 2014 eine Bohrung in Betrieb, und auch Namibia, Brasilien, Kanada und sogar die Vereinigten Staaten, die derzeit eine Bohrung in Nebraska durchführen, zeigen Interesse.
„Derzeit befinden wir uns in der Phase der Evaluierung des industriellen Potenzials von natürlichem Wasserstoff“, sagt Pélissier. „Wir müssen weiterhin neue Technologien entwickeln und anpassen, insbesondere Explorationstechnologien, um dieses Thema richtig anzugehen“, erklärte er gegenüber EURACTIV.
Das Start-up arbeitet an der Beseitigung einiger technologischer Hindernisse durch einen Sensor zur Erkennung und Überwachung von natürlichem Wasserstoff im Untergrund – ein Projekt, das bei großen Energiekonzernen und Behörden auf Interesse gestoßen ist.
Im Februar 2022 hat der französische Energiekonzern Engie in Zusammenarbeit mit der Universität Pau und der Region Adour einen industriellen Lehrstuhl eingerichtet, um das Verhalten von Wasserstoff im Untergrund zu untersuchen.
Das Unternehmen ist auch Teil der Earth2-Initiative, die von rund vierzig an dem Projekt interessierten Unternehmen ins Leben gerufen wurde, darunter TotalEnergies, 45-8 Energy, Teréga und die französische öffentliche Forschungseinrichtung CNRS.
EU-Ziele
Bis 2030 will die EU 10 Millionen Tonnen importieren und 10 Millionen Tonnen erneuerbaren Wasserstoff produzieren, um das aus Russland importierte fossile Gas zu ersetzen. Für 2050 werden 60 Millionen Tonnen pro Jahr angestrebt.
Bislang befasst sich die EU-Gesetzgebung nur mit erneuerbarem und CO2-armem Wasserstoff, der in einer Reihe von delegierten Rechtsakten, definiert ist. Mered ist jedoch der Ansicht, dass auch natürlicher Wasserstoff in den Zuständigkeitsbereich der Europäischen Kommission fallen würde. Hierfür könnten neue Normen erforderlich werden.
Auf nationaler Ebene beschloss Frankreich im April letzten Jahres, natürlichen Wasserstoff in das französische Bergbaugesetz aufzunehmen, um mineralische Ressourcen bereits vor Ablauf einer von der EU gesetzten Frist abbauen zu können.
Auch in Spanien ist das Interesse spürbar. Eine Gruppe, die die Ressourcen in den Pyrenäen ausbeuten möchte, setzt sich beim Gesetzgeber für eine Lockerung der Bergbauvorschriften ein.
Das Interesse auf EU-Ebene ist jedoch weniger deutlich. Die Kommission hat noch keine vollständige Bewertung des Potenzials von natürlichem Wasserstoff vorgenommen und auch nicht die Fragen der Nachhaltigkeit angesprochen, die damit verbunden sein könnten, hieß es aus Kommissionskreisen.
Nicht vor 2028 einsatzbereit
In jedem Fall ist es unwahrscheinlich, dass natürlicher Wasserstoff wesentlich zu den Klimazielen der EU für 2030 beitragen wird.
„Vor dem Ende des Jahrzehnts wird es keine großtechnische Produktion geben. Die Programme, die als die fortschrittlichsten gelten, werden nicht vor 2028 einsatzbereit sein“, so Mered.
Langfristig ist natürlicher Wasserstoff jedoch „eine Untersuchung wert, da er wie andere Quellen dazu beitragen würde, den Druck auf das Elektrizitätssystem zu verringern, der durch die Produktion von Wasserstoff durch Elektrolyse verursacht wird“, so Simon Pujau, Leiter der institutionellen Beziehungen bei France Hydrogène, einem Industrieverband, gegenüber EURACTIV.
Darüber hinaus müssen noch einige Hindernisse überwunden werden, wie etwa die Überzeugung der öffentlichen Meinung von den Vorteilen.
„Wir sind sehr vorsichtig, wenn es um den Verbrauch von geförderter Energie geht, die eine Vielzahl von Problemen aufwerfen kann: Vertreibung der Bevölkerung, Monopolisierung von Wirtschaftseinnahmen und so weiter“, sagte Anna-Lena Rebaud, zuständig für fossile Brenstoffe bei der Nichtregierungsorganisation Friends of the Earth Frankreich, gegenüber EURACTIV.
Für 45-8 Energy dürfen die Fehler der Vergangenheit deshalb nicht wiederholt werden: „Wir sind äußerst transparent und wollen eine neue Art des Umgangs mit dem Untergrund entwickeln“, sagt Pélissier.
„Wir sorgen dafür, dass die Einwohner und die Behörden von den Vorteilen der Ressourcennutzung profitieren können, beispielsweise bei der Energieversorgung öffentlicher Gebäude und der Wiederverwendung von Abwärme“, so Pélissier weiter.
Das unbekannte Ausmaß der Vorkommen macht die Sache noch komplizierter, was einen internationalen Konsens über den Abbau voraussetzen würde.
„Ende des Jahres wird die US-Regierung die erste internationale Studie zur Quantifizierung der Ressource veröffentlichen“, so Mered weiter.
[Bearbeitet von Frédéric Simon und Alice Taylor]