Goldener Wasserstoff: Hehre Pläne mit Mikroben

Im Boden wartet mikrobielle Konkurrenz

Eine sehr wichtige offene Frage ist, ob und wie lange im Labor hergestellte Mikroorganismen unterirdisch überleben können. Die Zuchtstämme aus dem Labor können sich laut Kallmeyer meist nicht gegen die ursprünglichen Arten behaupten, „die sie dort betreuen“ und leben gut angepasst. Die winzigen Bewohner des Untergrunds gehören einer Vielzahl von Arten an, meist anders als im Labor. Der Ölabbau ist hauptsächlich eine Teamleistung von Bakterien und Archaeen, die die Kohlenwasserstoffe abbauen.

Diese methanogenen Archaeen sind das Forschungsgebiet von Gunter Wegener am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen. 2022 beschrieb er gemeinsam mit der Meeresforscherin Antje Boetius in der Zeitschrift »Review of Microbiology«, wie Mikroorganismen Öl zu Methan und Kohlendioxid abbauen. Wegener bezweifelt jedoch, dass mit dem Cemvita-Verfahren relevante Mengen an Wasserstoff an die Oberfläche gelangen.

Wird Wasserstoff unterirdisch produziert, würden die Archaeen ihn relativ schnell aufnehmen und sofort damit beginnen, Methan daraus zu produzieren. Das ist ein bekannter Vorgang: „Auch wenn Öl in den Untergrund gepumpt wird, kommt es zu einer mikrobiellen Methanproduktion.“ Dies hat sich jedoch aus Gründen des Klimaschutzes geändert. „Vor zehn Jahren interessierte sich die Industrie sehr für Mikroorganismen, die Öl zu Erdgas abbauen. In Zukunft würden die Menschen das Erdgas jedoch lieber unter der Erde lassen“, erklärt Wegener.

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Wie viel Wasserstoff wird tatsächlich produziert?

Aber selbst wenn sich speziell zur Wasserstoffproduktion entwickelte Kulturen im Untergrund ansiedeln würden, wären die absoluten Mengen immer noch sehr gering, erwartet Mikrobiologe und Geochemiker Gunter Wegener. Der entstehende Wasserstoff hemmt auch die weitere Zersetzungsarbeit durch Mikroben. Auf diese Weise würden sich fast keine aufsteigenden Blasen bilden. Und diejenigen, die sich bilden, können ihren Weg versperren – durch Kohlendioxid, das sich ebenfalls bildet. Es reagiert im Untergrund zu Karbonaten, die dann die Kanäle zwischen den Poren verstopfen. Es sei “dicht verschlossen”, fügt Kallmeyer hinzu, “es ist irgendwie einzementiert, je nachdem, um was für ein Gestein es sich handelt”.

„Vor zehn Jahren interessierte sich die Industrie sehr für Mikroorganismen, die Öl zu Erdgas abbauen. Künftig würden sie aber auch das Erdgas lieber unter der Erde belassen.“Gunter Wegener, Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie

Selbst wenn der Wasserstoff nicht in Methan aufgenommen wird und die Zugänge offen bleiben, sei selbst die sechs- bis dreifache Wasserstoffmenge absolut gesehen noch zu wenig, um wirtschaftlich zu sein, sagt Kallmeyer. Selbst Wegener kann sich nicht vorstellen, dass Wasserstoff einfach so aus dem Brunnen zischt, weil die Gasmenge einfach zu gering ist. Abgesehen von thermodynamischen Überlegungen sind anaerobe Arten, die ohne Sauerstoff und Licht leben, eher “slow-motion Mikroorganismen, die sich in Zeitlupe vermehren”. Nicht umsonst würden die schwarzen Teerklumpen, die durch Unfälle und Ölkatastrophen an oberirdischen Stränden landeten, verschwinden. An den dunklen Stücken findet keine Zersetzung statt, sagt Wegener, weil „das ziemlich voluminöses Essen ist“, obwohl Sauerstoff zur Verfügung steht, um die Zersetzung zu erleichtern.

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Ein weiteres Problem ist Kohlendioxid, das ebenfalls entsteht. Cemvita schreibt über die Abscheidung von Treibhausgasen und seine Wiederspeicherung, ohne jedoch Details zu nennen. Dies ist jedoch keineswegs eine zufällige Betrachtung. Das Abfangen, Komprimieren und Injizieren von Kohlendioxid in den Untergrund ist jedoch ein energieintensiver Prozess, der den Nettoenergiegewinn aus der Wasserstoffproduktion erheblich verringert. Außerdem ein passender CO-Tank2 finden, denn nicht jede Lagerstätte eignet sich zur Speicherung von Kohlendioxid.

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