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Luft wird besser, Klima bleibt warm

Klimaforschung. - Wasserstoff gilt vielen als der Energieträger der Zukunft. Schließlich entstehen bei seiner Verbrennung entstehen außer Wasserdampf keine anderen Treibhausgase. Wie groß aber wären die Vorteile für Umwelt und Klima in Zahlen, würde man statt Benzin oder Diesel künftig Wasserstoff tanken. Das wollten Hamburger Klimaforscher mit einer aufwendigen Computersimulation herausfinden. Ihre durchaus überraschenden Ergebnisse stellen sie nun um Fachblatt "Science” vor.

Frank Grotelüschen | 27.10.2003

    Man wird ja wohl mal träumen dürfen. Träumen davon, dass auf den Straßen der Welt keine Diesel und Benziner mehr fahren und Massen an Schadstoffen und Treibhausgasen in die Luft blasen. Sondern dass all diese Stinker ersetzt sind durch saubere Brennstoffzellenautos, aus deren Auspuff nichts weiter kommt als reines, harmloses Wasser. Genau diesen Traum hat Martin Schultz vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg hergenommen und in den Computer eingegeben – vor Augen ein ganz nüchternes Ziel.

    Es geht um die Auswirkungen der Wasserstofftechnologie auf das Klimasystem und auf die Luftverschmutzung der Erdatmosphäre.

    Mit anderen Worten: Was genau wäre für Umwelt und Klima gewonnen, wenn sämtliche Fahrzeuge der Welt mit regenerativ erzeugtem Wasserstoffe fahren würden?

    Diese Emissionen, die wir dort ausgerechnet haben, haben wir dann in ein chemisches Transportmodell gesteckt. Und mit diesem Modell haben wir dann Rechnungen angestellt, wie sich etwa die Ozonkonzentration ändert.

    Drei Ergebnisse hat die Studie gebracht. Erstens: Der Wasserstoff selbst hat praktisch keine Auswirkungen aufs Klima, glaubt Martin Schultz. Vor drei Monaten hatten US-Forscher genau das Gegenteil behauptet. Sie hatten angenommen, dass in einer globalen Wasserstoffwirtschaft der Wasserstoff in großem Maße aus Leitungen und Tanks entweicht. Er würde hoch in die Stratosphäre steigen und sich dort mit Sauerstoff zu Wasser verbinden. Das Resultat: Die Temperatur in der Stratosphäre würde sinken, der Ozonschild würde geschwächt und könnte uns nicht mehr wirksam vor der UV-Strahlung der Sonne schützen. Allerdings hatten die US-Forscher angenommen, dass immerhin zehn Prozent allen Wasserstoffs aus irgendwelchen Tanks und Leitungen in die Atmosphäre diffundieren. Viel zuviel, meint Martin Schultz.

    Diesen Wert bezweifeln wir aufs Stärkste und haben angenommen, dass maximal drei Prozent Leckraten zu erwarten sind. Und mit diesen Leckraten finden wir, dass der mögliche Wasserstoffanstieg zu keinen ernsthaften Auswirkungen des Klimasystems führen kann.

    Das zweite Ergebnis: Die Luftqualität würde sich durch die Wasserstofftechnologie deutlich verbessern – insbesondere in puncto Sommersmog.

    Dadurch, dass man fossile Brennstoffe erheblich reduzieren würde, man insbesondere den Stickoxid-Ausstoß reduziert. Und das führt dazu, dass die Luftqualität in Bodennähe eigentlich weltweit viel besser werden würde. Stichwort Sommersmog – das heißt insbesondere, dass die Ozonkonzentrationen erniedrigt würden und man nach unseren Modellergebnissen kaum noch Sommersmog-Episoden haben dürfte.

    Und das dritte Resultat: Fürs Klima wäre durch den Wasserstoff nicht soviel gewonnen, wie man gemeinhin glaubt. Zwar würden - wenn alle Autos auf der Welt eine Brennstoffzelle an Bord hätten - rund 20 Prozent weniger Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangen. Und das wäre natürlich höchst positiv. Aber es gibt einen gegenläufigen Effekt. Und der hängt damit zusammen, dass die Stickoxide, die heute aus dem Auspuff kommen, nicht nur schädlich sind, sondern auch eine positive Wirkung zeigen: Sie helfen, das Treibhausgas Methan in der Atmosphäre schneller abzubauen. Brennstoffzellenautos aber produzieren keine Stickoxide. Die Folge:

    Die Lebensdauer von Methan würde sich erhöhen, was dazu führt, dass sich mehr Methan in der Atmosphäre wäre. Und dieses mehr Methan führt dann dazu, dass ein bisschen von der Kohlendioxid-Reduktion wieder zurückgenommen wird. Insgesamt also ein leicht positiver Effekt für das Klimasystem. Aber nicht besonders viel.”

    Die globale Erwärmung würde damit nicht aufhören, sondern sich lediglich verlangsamen, betont Schultz. Und außerdem ist ihm natürlich klar, dass in absehbarer Zeit kaum alle Fahrzeuge auf der Welt mit Wasserstoff fahren werden. Und selbst für ein Brennstoffzellenauto ist es nicht selbstverständlich, dass es mit regenerativ erzeugten Wasserstoff fährt – mit Wasserstoff also, der mit Hilfe von Windenergie oder Solarstrom erzeugt wird. Denn es gibt auch andere, weniger ökologische Methoden zur Wasserstofferzeugung, etwa die Kohlevergasung oder die Umwandlung von Erdgas, die sog. Reformierung. Und diese Methoden würden fürs globale Klima nichts bringen, meint Schultz.

    Wenn man einige der anderen Optionen wir etwa die Kohlevergasung oder auch die Erdgasreformierung einsetzt, dann kann es dazu führen, dass erheblich mehr Emissionen von Methan oder auch von Kohlendioxid frei werden bei der Erzeugung des Wasserstoffes. Und das kann den gesamten Klimaeffekt deutlich ins Negative bringen.

    Das Resümee: Der Luftqualität würde die Wasserstoffwirtschaft deutlich gut tun. Dem Klima aber würde sie nur bedingt nutzen.