Wissenschaftler und Start-ups glauben, dass natürlich vorkommender Wasserstoff der nächste große geologische Durchbruch sein könnte, der riesige Mengen an Wasserstoff zur Unterstützung der sauberen Energiewende freisetzt. Forscher in den Vereinigten Staaten, Kanada und Australien kartieren und entdecken potenzielle Quellen des sogenannten geologischen Wasserstoffs oder weißen Wasserstoffs, der abgebaut würde, statt mittels Elektrolyse mit erneuerbarem Strom erzeugt zu werden – das Verfahren, hinter dem der sogenannte grüne Wasserstoff steht.

Das Interesse an weißem Wasserstoff wird unter anderem durch seinen potenziellen Kostenvorteil befeuert: Da keine erneuerbar betriebene Elektrolyse erforderlich ist, hoffen Befürworter, dass er günstiger produziert werden könnte als grüner Wasserstoff, sofern kommerziell förderbare Lagerstätten gefunden werden. Das Konzept erlangte breitere Aufmerksamkeit, nachdem ein Bohrloch in Mali, das seit den 1980er Jahren wasserstoffhaltiges Gas fördert, öffentlich als natürliche Wasserstoffquelle identifiziert wurde, was die Erkundung über akademische Kreise hinaus antrieb.

Mehrere bedeutende Entdeckungen in den vergangenen Monaten haben die Hoffnung genährt, dass aus unterirdischen Gestein geförderter natürlicher Wasserstoff eine Alternative zur nach wie vor kostspieligen Produktion von grünem Wasserstoff bieten könnte. Grüner Wasserstoff hat in den letzten Jahren die Erwartungen nicht erfüllt, mit einer großen Lücke zwischen geplanten und tatsächlich gestarteten Projekten angesichts hoher Kosten und Schwierigkeiten bei der Sicherung von Abnahmeverträgen.

Da die Begeisterung für grünen Wasserstoff etwas abgeflaut ist, erkunden Forscher und Bergbauunternehmen einen anderen Weg zur Wasserstoffgewinnung: die Förderung von natürlichem Wasserstoff aus unterirdischem Gestein.

Australischer Durchbruch in der Pilbara-Region

Der jüngste Durchbruch, der eine völlig neue Industrie begründen könnte, wurde in Australien bekannt gegeben, wo Wissenschaftler eine potenziell riesige Wasserstoffquelle in den Eisenerzvorkommen von Westaustralien in der Region Pilbara identifizierten.

Die Studie, veröffentlicht im International Journal of Hydrogen Energy von Forschern der School of Engineering der Edith Cowan University (ECU), befasste sich mit dem Mineral Magnetit, das in Eisenerzvorkommen vorkommt.

Die Forscher experimentierten, indem sie Magnetitproben 60 Tage lang bei Temperaturen von 200 °C und unter hohem Druck Wasser aussetzten, um die Umgebung tief unter der Erdoberfläche nachzubilden. Nach eigenen Angaben fanden sie eine Möglichkeit, die Wasserstoffproduktion durch das Injizieren einer Lösung in gebänderte Eisenerzformationen anzuregen, was das Potenzial zur Nutzung dieser natürlichen Ressource erheblich steigert.

Laut dem Team liefert ihre Forschung einen der bislang klarsten Einblicke darin, wie natürlicher Wasserstoff unterirdisch entsteht und welche Bedingungen für eine nachhaltige Produktion erforderlich sind.

„Westaustralien verfügt über einige der größten gebänderten Eisenerzformationen der Welt. Wenn wir diese Ressource im großen Maßstab erschließen können, könnte das für unsere Energiezukunft wegweisend sein“, sagte der Hauptautor Kaveh Moghanirahimi.

Das Experiment könnte die Lücke zwischen Laborforschung und realer Wasserstoffexploration schließen, sagte Professor Stefan Iglauer von der School of Engineering der ECU.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Wasserstoffproduktion nicht nur von der Menge des vorhandenen Magnetits abhängt, sondern auch davon, wie leicht Wasser über Risse, Poren und durchlässige Wege Zugang zu frischen Mineraloberflächen erhält“, kommentierte Professor Iglauer.

Wasserstoffanreicherung im Kanadischen Schild

Die australische Studie erschien kurz nachdem kanadische Geochemiker der University of Toronto und der University of Ottawa zu Jahresbeginn feststellten, dass sich innerhalb des Kanadischen Schilds – unter den ältesten Gesteinen der Erde – stetig Wasserstoffgas anreichert. Sie kartierten die natürliche Wasserstoffkonzentration und verfolgten deren langfristige Anreicherung an einem einzigen Standort, wodurch eine Bewertung potenzieller Wasserstoffexploration möglich wurde.

„Die Daten dieser Studie deuten darauf hin, dass es entscheidende, noch ungenutzte Chancen gibt, eine heimische Quelle kostengünstiger Energie zu erschließen, die aus dem Gestein unter unseren Füßen gewonnen wird“, sagte die Hauptautorin der Studie, Universitätsprofessorin Barbara Sherwood Lollar vom Department of Earth Sciences der Faculty of Arts & Science an der University of Toronto.

„Natürlicher Wasserstoff entsteht im Laufe der Zeit durch chemische Reaktionen unter der Erde zwischen Gesteinen und dem Grundwasser in diesen Gesteinen“, sagte Sherwood Lollar. „Kanada hat das Glück, dass weite Teile seines Territoriums, insbesondere am Kanadischen Schild, die richtigen Gesteine und Minerale enthalten, um diesen natürlichen Wasserstoff zu erzeugen.“

In Kanada erkundet das lokale Unternehmen Max Power Mining bereits weißen Wasserstoff und hat mit dem Bohren eines dritten Validationsbrunnens in 2.278 Metern (7.473 Fuß) Tiefe am Lawson-Komplex im südlichen Saskatchewan begonnen.

US-Erkundung und erste landesweite Kartierung

Auch in den Vereinigten Staaten hat die Erkundung begonnen. Das in Australien notierte Unternehmen HyTerra führt Produktionstests für weißen Wasserstoff an seinem Nemaha-Projekt in Kansas durch und führt Bohrlochtests an seinem Geneva-Projekt in Nebraska durch.

„Die Etablierung eines kommerziellen geologischen Wasserstoffprojekts bleibt unser klares Ziel“, sagte HyTerra-CEO Riley Kemp vergangenen Monat mit Blick auf die Produktionstestergebnisse am Bohrloch McCoy-1 in Nemaha.

Im vergangenen Jahr veröffentlichte der U.S. Geological Survey (USGS) die erste Karte potenzieller Standorte natürlich vorkommender geologischer Wasserstoffressourcen in den Vereinigten Staaten. Die Karte zeigte Gebiete von Interesse, die Ansammlungen von geologischem Wasserstoff enthalten könnten, darunter eine Region im Landesinneren, die Kansas, Iowa, Minnesota und Michigan umfasst; die Four-Corners-Staaten Arizona, Colorado, New Mexico und Utah; die Küste Kaliforniens; sowie Gebiete entlang der Ostküste.

Vorerst befindet sich die entstehende Branche noch im Erkundungs- und Validierungsstadium, und die zentrale offene Frage ist, ob eines dieser Bohrlöcher – in Saskatchewan, Kansas oder Nebraska – nachhaltige, kommerziell tragfähige Wasserstoffflüsse nachweisen kann.

Von Tsvetana Paraskova für Oilprice.com