– Natürlich gebildeter Wasserstoff kann sich im geologischen Untergrund ansammeln.
– Geogener Wasserstoff bildet sich v. a. beim Prozess der Serpentinisierung bei der Radiolyse.
– Es besteht jedoch noch erheblicher Forschungsbedarf hinsichtlich der angesammelten Mengen an natürlichem Wasserstoff.

Entstehung von geogenem Wasserstoff

Natürlicher, oder geogener, Wasserstoff entsteht im Untergrund durch eine Reihe chemischer Reaktionen und physikalischer Prozesse. Bei der Serpentinisierung entsteht Wasserstoff als Nebenprodukt durch Oxidation von Eisen (Fe2+) in eisenreichen Gesteinen mit geringem Silikatanteil unter Einwirkung von Wasser. Wasserstoff entsteht, unter den richtigen Bedingungen, auch in Bändereisenerzen und in Eisensulfiden (z.B. Pyrit). Die Radiolyse ist die Aufspaltung einer chemischen Bindung, wie z.B. von Wasser unter Einwirkung ionisierender Strahlung. Die Energie des radioaktiven Zerfalls ist hoch genug, um die Wassermoleküle in ihre Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff zu zerlegen. Wasserstoff kann im Untergrund auch durch weitere abiotische Prozesse und durch mikrobiellen Stoffwechsel entstehen.

Weiterhin erheblicher Forschungsbedarf

Aktuellen Schätzungen zufolge entweichen etwa 20 Mio. t natürlichen Wasserstoffs pro Jahr aus dem Untergrund in die Atmosphäre. Während die Reaktionen und Prozesse der H₂-Bildung gut verstanden sind, besteht noch erheblicher Forschungsbedarf hinsichtlich der Bedingungen, unter denen sich Wasserstoff in signifikanten Mengen im Untergrund ansammeln könnte. Wasserstoff ist sehr reaktionsfreudig und wird im geologischen Untergrund, z.B. durch Reaktionen mit Mineralen als auch durch biologische Aktivität, abgebaut. Darüber hinaus ist Wasserstoff das kleinste bekannte Molekül und bedarf daher besonders undurchlässigen Gesteins (z.B. Salz), unter welchem er sich ansammeln kann. Lange Zeit ging man davon aus, dass natürliche H₂-Vorkommen nicht gebildet werden können. Im Vergleich zu Erdgaslagerstätten wurden bisher keine größeren Ansammlungen geogenem Wasserstoffs gefunden.

In Deutschland sind bisher keine kommerziellen Projekte mit natürlichem Wasserstoff bekannt, obgleich in anderen Ländern wie den USA oder Australien bereits erste Bohrungen stattfanden. Ob und in welchem Umfang natürlich gebildeter Wasserstoff im 21. Jahrhundert als Brennstoff genutzt werden kann, ist gegenwärtig nicht abschließend zu beurteilen. Der Schlüssel zur Beantwortung dieser Frage liegt im geologischen Verständnis möglicher H₂-Systeme im Untergrund. Ein kürzlich gemeldetes Vorkommen an Wasserstoff im Untergrund einer albanischen Mine ist im Vergleich zu Erdgaslagerstätten nicht groß. Der Fund zeigt jedoch, dass signifikante Mengen an Wasserstoff natürlich vorkommen und wird mindestens die Forschungstätigkeit in Richtung natürlichem Wasserstoff deutlich bestärken.

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