Wort der Woche

BEGRIFFE DER WISSENSCHAFT

Ammoniak hat bereits einmal das Leben der Menschheit verändert. Das Gas könnte nun auch eine zweite Revolution auslösen – und zwar als kohlenstofffreier Energieträger.

Der UN-Weltklimagipfel in Katowice hat einmal mehr gezeigt, wie schwer sich die Menschheit dabei tut, auf ein umweltund klimagerechtes Energie- und Wirtschaftssystem umzuschwenken. Während manche weiterhin die Gefahren des Klimawandels kleinreden, entwickeln andere Zukunftsszenarien für eine Welt ohne CO2-Emissionen. Die Vorstellungen reichen von einem kompletten Umstieg auf erneuerbare Quellen über die Forcierung der Atomkraft bis hin zu einer durchgängigen Elektrifizierung oder einer Wasserstoffwirtschaft.

All diesen Szenarien ist gemein, dass sie auf bekannten (wenngleich noch nicht ausgereiften) Technologien beruhen. Es gibt aber auch ganz andere Möglichkeiten – unter ihnen ein Energiesystem, das auf Ammoniak (NH3) beruht. Diese bei Umgebungsbedingungen gasförmige Substanz ist bekannt durch ihren stechenden Geruch, derzeit wird sie v. a. in Form von Kunstdünger verwendet.

Unter manchen Experten gilt NH3 nun auch als idealer kohlenstofffreier Energieträger: Ammoniak kann (anders als Wasserstoff ) gefahrlos und billig gespeichert und transportiert werden; er kann leicht verflüssigt werden und ermöglicht dadurch eine hohe Energiedichte; und er kann (ähnlich wie Wasserstoff ) problemlos in Verbrennungsmotoren oder Brennstoffzellen verwertet werden.

Ammoniak hat jedenfalls schon einmal das Leben der Menschheit grundlegend verändert: Vor gut 100 Jahren wurde von Fritz Haber und Carl Bosch ein Verfahren zur großindustriellen Herstellung von NH3 aus Luftstickstoff und Wasserstoff entwickelt. Damit wurde es möglich, den Stickstoffmangel in der Landwirtschaft zu beenden, der bis dahin die Ernten stark begrenzte. Ohne Kunstdünger könnte die Weltbevölkerung – die sich seither vervierfacht hat – nicht ernährt werden.

Für eine zweite mögliche Ammoniak-Revolution, diesmal in der Energiewirtschaft, fehlen indes noch einige Technologien: Die derzeitige Produktion von NH3 per Haber-Bosch-Verfahren ist extrem energieaufwendig und verursacht hohe CO2-Emissionen. Geforscht wird daher nun an Prozessen, die bei Umgebungstemperatur und -druck ablaufen – an chemischen genauso wie an biologischen. Man kommt zwar voran, von einer großtechnischen Anwendung ist man aber noch sehr weit entfernt.

Dennoch: Die Entwicklung kohlenstofffreier Brennstoffe muss forciert werden – sonst wird das nichts mit dem hehren Ziel, den CO2–Ausstoß bis zur Jahrhundertmitte nahe null gehen zu lassen. Der Autor leitete das Forschungsressort der „Presse“und ist Chefredakteur des „Universum Magazins“.