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„Grüner“ Wasserstoff könnte Mineraldünger klimafreundlicher machen

Die klassische Produktion von Ammoniak als Düngemittel ist klimaschädlich, zeigt eine wissenschaftliche Dokumentation der Bundesregierung. Es gibt aber interessante Alternativen.

Lesezeit: 3 Minuten

Mit einem Anteil von einem bis drei Prozent am weltweiten Energiebedarf ist die Ammoniak- synthese einer der größten industriellen Energieverbraucher. Rund 80 Prozent des hergestellten NH3 werden als Düngemittel eingesetzt“, zitiert eine wissenschaftliche Dokumentation der Bundesregierung Wissenschaftler der RWTH Aachen. Ohne Ammoniak (NH3) wäre es nicht möglich, die immer weiter wachsende Bevölkerung mit ausreichend Nahrung zu versorgen. Parallel zur Düngemittelindustrie spiele NH3 auch als Grundstoff für zahlreiche Feinchemikalien und als Zwischenstoff zur Energie- und Wasserstoffspeicherung eine wichtige Rolle.

Viel CO2 bei der Produktion freigesetzt

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Das Problem: NH3 wird über die Haber-Bosch-Synthese hergestellt. Während der Stickstoff (N) aus der Luft stammt, dient als Wasserstoffquelle Methan (CH₄). Pro Tonne produziertem NH3 werden zwei Tonnen klimaschädliches Kohlenstoffdioxid CO2 freigesetzt.

Zudem ließe sich Methan als Brenn- und Treibstoff besser einsetzen, anstatt lediglich den Wasserstoff zu verwenden und den Kohlenstoff in Form von CO2 entweichen zu lassen. Prinzipiell sei die Herstellung von Wasserstoff ohne oder mit einem erheblich kleineren „CO2-Fußabdruck“ denkbar, wenn erneuerbare Energie (Sonnen- oder Windstrom) zur Wasserelektrolyse eingesetzt werden.

Lachgas verschlechtert Klimabilanz

Mit dem Thema „Mineraldünger und Klimaschutz“ haben sich auch Wissenschaftler vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) in Garmisch-Partenkirchen auseinandergesetzt. Lachgas (N2O) sei als Treibhausgas etwa 300-mal so wirksam wie Kohlendioxid (CO2). Neben dem Ausstoß von CO2 und Methan seien Lachgasemissionen eine der wichtigsten Ursachen für den Klimawandel und würden aktuell etwa sechs Prozent zur Erderwärmung beitragen, betonen die Wissenschaftler. Verantwortlich dafür sei vor allem der übermäßige Einsatz von Stickstoffdüngern in der Landwirtschaft. Nur etwa 40 Prozent des heute gedüngten Stickstoffs werde tatsächlich von Nutzpflanzen aufgenommen.

Eine internationale Expertengruppe hat mit Unterstützung der OECD Handlungsempfehlungen für Regierungen und den Agrarsektor ausgearbeitet, „um das Stickstoffproblem in den Griff zu bekommen.“ Neben der Bildung von klimaschädlichem Lachgas sei ein übermäßiger Eintrag von Stickstoff nämlich auch für Luftverschmutzung, den zunehmenden Sauerstoffmangel in Küstengewässern sowie für den Verlust von Biodiversität durch Überdüngung von Biotopen mitverantwortlich. Daher empfehlen die Wissenschaftler neben einer bedarfsgerechten Düngung, den synthetischen Stickstoff zumindest teilweise durch Stickstoff aus natürlichen Quellen zu ersetzen, beispielsweise durch organische Düngemittel oder durch den Anbau von stickstofffixierenden Pflanzen wie Hülsenfrüchtlern. Außerdem könnten eine angemessene Fruchtfolge sowie Zwischenfrüchte die Bodenqualität verbessern. Mehr Informationen finden Sie unter: https://mopga.imk-ifu.kit.edu

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