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Weißer Wasserstoff: Der verborgene Schatz im Untergrund

In einem Wald in Nordbayern schreitet Jürgen Grötsch über Wurzeln und unter tiefhängenden Ästen hindurch. "Kaum jemand weiß von diesem Ort", sagt er und klingt dabei so geheimnisvoll wie stolz.

Tief im Boden unter seinen Füßen hat er einen Schatz entdeckt, der viele Millionen Euro wert ist. Mehr als das: Wenn er den Schatz geborgen bekommt, könnte das ein neues Kapitel in der Erzeugung sauberer Energie aufschlagen. Die Rede ist von Wasserstoff, der natürlicherweise und erneuerbar aus dem Boden strömt.

Grötsch ist Geologe. Nach Jahrzehnten beim Fossilkonzern Shell forscht er nun an der Universität Erlangen-Nürnberg. Im Wald hat er zwei Studenten dabei, denn das "Schnüffeln" nach Wasserstoff, wie Grötsch es nennt, ist mühsame Handarbeit. Sie hämmern ein Meter tiefes Loch in den Waldboden, führen einen Gassensor ein und warten darauf, was das Messgerät finden wird.

"Bemerkenswert", sagt Grötsch, während der Wasserstoffwert auf dem Display immer weiter ansteigt. Bei knapp über 500 parts per million bleibt er stehen. 0,05 Prozent der Gas-Probe bestehen aus Wasserstoff. "Das ist tausendmal mehr als in der Luft um uns", sagt Grötsch. Und für ihn die Bestätigung, dass er auf einen Wasserstoff-Jackpot gestoßen ist.

Das Dilemma mit Wasserstoff

Seit Jahren preisen Unternehmenschefs und Politiker wie die Präsidentin der EU-Kommission Ursula von der Leyen oder Bundeswirtschaftsministerin Katherina Reiche Wasserstoff als Lösung zur Dekarbonisierung der Wirtschaft an. Die hohe Hitze, die bei der Verbrennung entsteht, ist notwendig für energiehungrige Industrien wie Schifffahrt oder Stahlherstellung. 

Anders als bei Öl, Erdgas oder Kohle entstehen dabei aber keine CO2-Emissionen, sondern nur Wasser. Laut der Internationalen Energieagentur könnte sich die weltweite Nachfrage deshalb bis 2050 verdreifachen.

Doch es gibt einen Haken: Sämtlicher heutiger Wasserstoff muss extra hergestellt werden - und das wiederum geschieht meist mit billigen, fossilen Brennstoffen. Nur weniger als ein Prozent wird als "grüner Wasserstoff" im teuren Elektrolyse-Verfahren hergestellt, angetrieben mit Strom aus Wind- und Solarkraft.

Kommt die Lösung aus der Tiefe?

Natürlicher Wasserstoff, auch "weißer Wasserstoff" genannt, hingegen entsteht auf natürliche Art in der Erdkruste - seit Milliarden Jahren.

"Ein Großteil des Erdmantels besteht aus eisenreichem Gestein", sagt Grötsch. "Wenn es bei Temperaturen von 200 bis 350 Grad Celsius mit Wasser in Kontakt kommt, zieht das Eisen den Sauerstoff aus dem Wasser - und übrig bleibt reiner Wasserstoff."

Durch diese Reaktion, "Serpentinisierung" genannt, entsteht ein Großteil der vermuteten Vorkommen von natürlichem Wasserstoff.

Forscher der US-amerikanischen Behörde US Geological Survey schätzen, dass weltweit 5,6 Billionen Tonnen in der Erdkruste lagern. Das meiste davon zu tief, um es zu erreichen, doch bereits zwei Prozent reichten aus, um den Wasserstoffbedarf der Menschheit für 200 Jahre zu decken, schreiben die Wissenschaftler in einer Studie aus dem Jahr 2024.

Als leichtestes aller Elemente kann Wasserstoff aus dem Erdmantel durch Risse bis an die Erdoberfläche aufsteigen. Ein Teil entweicht in die Atmosphäre, doch der Großteil sammelt sich in Reservoirs aus porösem Gestein, etwa Sandstein, eingeschlossen unter dichteren Gesteinsschichten.

Eine weltweite Schatzsuche

Dutzende Unternehmen weltweit suchen nach solchen Reservoirs. Doch nur an einem Ort - im Dorf Bourakébougou in Mali - wird natürlicher Wasserstoff bereits gefördert und lokal zur Stromerzeugung genutzt.

Die Fördermenge ist gering, etwa 49 Tonnen im Jahr. Zum Vergleich: Eine Erdgasbohrung liefert im gleichen Zeitraum Hunderte bis Tausende Tonnen. Doch der Fall in Mali beweist, dass die Gewinnung von natürlichem Wasserstoff technisch möglich ist - und die aufwendige Herstellung überflüssig machen könnte.

Fast noch wichtiger: Der Wasserstoff fließt heute mit dem gleichen Druck aus der Quelle in Mali wie vor 14 Jahren, als die Anlage eröffnet wurde. "Technisch gesehen ist es eine erneuerbare Quelle, weil die Prozesse, die natürlichen Wasserstoff erzeugen, ständig weiterlaufen", sagt Kate Adie, Subsurface-Analystin beim Energieforschungs-Unternehmen Wood Mackenzie. Vorausgesetzt, es werde nicht mehr gefördert als sich im gleichen Zeitraum unter der Erde neu bilden kann.

In Bayern plant Jürgen Grötsch, natürlichen Wasserstoff für ein Euro pro Kilo zu verkaufen. Das entspräche dem Preis von Wasserstoff, der heute mit fossilen Brennstoffen hergestellt wird.

Ab 2030 will Grötsch jährlich 1000 Tonnen Wasserstoff aus einem bayerischen Reservoir in 1500 Metern Tiefe fördern. Das Gas solle von lokalen Unternehmen und Wärmenetzen genutzt werden, die zentral erzeugte Wärme an verschiedene Gebäude verteilen.

"Aus dem gleichen Reservoir wollen wir auch heißes Wasser fördern, mit dem man Häuser heizen kann", sagt der Geologe. Diese Geothermie sei das wirtschaftliche Rückgrat, falls das Geschäft mit dem Wasserstoff nicht funktioniert.

So einfach ist es (noch) nicht

Doch wie viele Pioniere auf diesem Gebiet steht auch Jürgen Grötsch vor einem rechtlichen Problem. Nur wenige Länder erkennen weißen Wasserstoff offiziell als natürliche Ressource an. Das macht es schwierig, an staatliche Fördermittel und Bohrgenehmigungen zu gelangen. Zumindest in Deutschland könnte weißer Wasserstoff noch 2026 per Gesetz anerkannt werden.

Die rechtlichen Blockaden schrecken wiederum private Investoren ab. Und bis auf wenige kleine Ausnahmen haben auch große Öl- und Gasunternehmen nicht in die Suche nach natürlichem Wasserstoff investiert.

"Sie lehnen sich zurück und lassen die Start-ups die Pioniere sein und das Risiko tragen", sagt Kate Adie. "Aber sobald eines dieser Start-ups eine kommerziell bedeutende Menge natürlichen Wasserstoffs produzieren kann, wird es einen Wettlauf um Fördergebiete geben."

Wood Mackenzies optimistisches Szenario sieht vor, dass bis 2050 jährlich 20 Millionen Tonnen natürlichen Wasserstoffs produziert werden könnten. Das wären laut der Schätzungen der IEA 6,7 Prozent des bis dahin benötigten Wasserstoffs.

"Es ist ein großes Abenteuer", sagt Grötsch, während er im Wald sein Werkzeug zusammenpackt. "Wir stehen da, wo die Öl- und Gasindustrie vor 150 Jahren stand. Wir beginnen eine neue Ära der Energieindustrie. Hoffentlich."

Redaktion: Sarah Steffen