Nachwachsende Rohstoffe in der Wikipedia, Band 1

Biowasserstoff 289
Biowasserstoff
Als Biowasserstoff wird Wasserstoff (H 2 ) bezeichnet, der aus Biomasse oder mittels lebender Biomasse hergestellt
wird. Per Elektrolyse produzierter Wasserstoff wird nicht als Biowasserstoff bezeichnet, auch wenn Strom aus
Biomasse verwendet wird. Wasserstoff ist ein energiereiches Gas, das z. B. in Brennstoffzellen zur Stromerzeugung,
in Verbrennungsmotoren als Treibstoff oder in der chemischen Industrie genutzt werden kann. Derzeit spielt die
energetische Nutzung noch keine wirtschaftlich relevante Rolle. Im Rahmen der Energiewende wird Wasserstoff als
Speicher- und Transportform von Energie in einer sogenannten Wasserstoffwirtschaft diskutiert.
Herstellung
Die Herstellung von Wasserstoff benötigt Energie, die bei Biowasserstoff entweder aus der als Rohstoff verwendeten
Biomasse oder aus Sonnenenergie stammt, die von lebender Biomasse bei der Photosynthese absorbiert wird. Zum
anderen wird das Element Wasserstoff benötigt. Dieses stammt aus der als Rohstoff verwendeten Biomasse oder
wird als Bestandteil von Wasser dem Herstellungs- bzw. Erzeugungsprozess zugeführt.
Herstellung aus Biomasse
Die Erzeugung von Wasserstoff aus Biomasse kann durch biologische und chemische Prozesse erfolgen:
Gärung
Aus energiereichen organischen Verbindungen in der Biomasse (z. B. Kohlenhydrate, Fette, Proteine) kann durch
vergärende Bakterien neben CO 2 und oxidierten organischen Verbindungen auch H 2 gebildet werden. [1] Bei diesem
anaeroben Prozess kann von den Bakterien nur ein Teil der in der Biomasse enthaltenen Energie erschlossen werden,
da Sauerstoff als Oxidationsmittel nicht zur Verfügung steht. Der gebildete Biowasserstoff kann somit einen großen
Anteil der verbliebenen Energie enthalten.
Vergasung und Dampfreformierung
Biowasserstoff kann aus Biomasse (Holz, Stroh, Grasschnitt, etc.); aber auch aus Bioenergieträgern (Biogas,
Bioethanol, etc.) durch thermochemische Vergasung und anschließende oder direkte Dampfreformierung („steam
reforming“) in industriellem Maßstab hergestellt werden. Das bei der Vergasung gebildete Synthesegas besteht, je
nach verwendetem Rohstoff, aus unterschiedlichen Anteilen Kohlendioxid (CO 2 ), Kohlenmonoxid (CO), Methan
(CH 4 ), Wasserstoff und anderen Komponenten. Bei der Dampfreformierung finden chemische Reaktion zwischen
dem Wasserdampf und Synthesegasanteilen statt, wodurch die Wasserstoff-Ausbeute erhöht werden kann: [2]
(Methan + Wasserdampf → Kohlenstoffmonoxid + Wasserstoff; endotherm; andere Gleichungen ebenfalls
denkbar)
(Shiftreaktion; leicht exotherm)
Dieses Verfahren der Wasserstoffherstellung kommt in großem Maßstab bei der Herstellung von Wasserstoff aus
Erdgas zum Einsatz, z. B. zur Herstellung von Ammoniak für Stickstoffdünger (Haber-Bosch-Verfahren).
Als Endprodukte entsteht so im Wesentlichen Wasserstoff (mit einem Umwandlungs-Wirkungsgrad von ungefähr
78%), Kohlendioxid und mineralische Asche. Zum Anfahren der Anlage kann das energiereiche Synthesegas
verwendet werden. Anschließend soll sich der Prozess durch exotherme Reaktionen energetisch selbst tragen. Bisher
gibt es noch keine betriebsfähige Großanlage, da Biowasserstoff in großen Mengen noch nicht nachgefragt wird.