Millionen von Brennstoffzellen bilden das Rückrat der Stromversorgung auf der Erde. Sie liefern Strom und ersetzen so herkömmliche Kohle- und Gaskraftwerke. Sie treiben Autos an, versorgen Haushalte und lassen mobile, elektronische Geräte über viele Stunden arbeiten. Klimaschützer sehnen diese Zukunft herbei, denn dann wird die Emission von giftigen Stickoxiden und klimaschädlichen Gasen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe auf ein Minimum zurückgehen. Doch auch eine globale Versorgung mit Wasserstoff birgt Klimarisiken. Wissenschaftler warnen vor einer Abkühlung der Stratosphäre und einer möglichen Vergrößerung des Ozonlochs durch freigesetztes Wasserstoffgas.
“Eine weite Verbreitung von Wasserstoff betriebenen Brennstoffzellen könnte bisher unbekannte Auswirkungen auf die Umwelt haben”, berichten Tracey Tromp und ihre Kollegen vom
California Institute of Technology in Pasadena. In der Fachzeitschrift
Science (Vol. 300, S. 1740) präsentieren sie aufwändige Klima-Simulationen, in denen die Folgen von jährlich rund 100 Millionen Tonnen in die Atmosphäre freigesetzten Wasserstoffs berechnet werden. Diese Mengen seien durch Lecks und Transportverluste von maximal 20 Prozent bei einer globalen Wasserstoffwirtschaft zu erwarten.
Entweicht molekularer Wasserstoff aus einen Leck, steigt er schnell in obere Luftschichten und kann dort das empfindliche chemische Gleichgewicht stören. So unterstützt eine höhere Wasserstoff-Konzentration die Bildung von Wasser. Indirekte Folgen wären niedrigere Temperaturen in der Stratosphäre und mehr polare Wolken.
Diese Bedingungen begünstigen den Abbau der Ozonschicht. Mehr gefrorene Wasserkristalle bieten zudem zunehmende Reaktionsflächen für den chemischen Ozonabbau. “Dadurch könnte das Ozonloch tiefer und die Ausdehnung größer werden. Auch die Beständigkeit des Loches im Frühjahr nähme zu”, so Tromp.
Obwohl die positiven Folgen einer globalen Wasserstoffwirtschaft die negativen wahrscheinlich überwiegen würden, bleiben noch weitere Effekte in der irdischen Klimaküche zu erforschen. Drei weitere mögliche Auswirkungen führen die Forscher an: Die Lebensdauer von Klimagasen wie Methan und Kohlenmonoxid kann sich durch eine höhere Wasserstoff-Konzentration ändern. Mehr Wasser in der Mesophäre beeinflusst die Wolkenbildung und damit das Wetter auf der Erde. Und schließlich kann Wasserstoff, der auch als Grundnahrungsmittel für zahlreiche Mikroorganismen dient, unvorhersehbare Effekte auf mikrobiologische Gemeinschaften haben.
Jan Oliver Löfken