Jules Vernes Vision von Wasserstoff

Von Volker Kühn

März 1865, Bürgerkrieg in Amerika, fünf Menschen fliehen in einem Ballon aus dem belagerten Richmond. Ein Orkan treibt sie auf den Pazifik hinaus, wo sie auf einer namenlosen Insel stranden. Ohne Aussicht auf Rettung nehmen sie das Eiland in Besitz, angeführt vom Ingenieur Cyrus Smith, der Verkörperung des fortschrittsbegeisterten amerikanischen Optimisten. Als der Winter naht, wärmen sie sich an einem provisorischen Kohleofen. Doch was, wenn die Kohlevorräte erschöpft sind, fragt Pencroff, einer der Gestrandeten. Sind sie nicht ebenso darauf angewiesen wie die Menschen auf dem fernen Festland? Überhaupt: Was wird all den Fabriken, den Zügen und Schiffen eines Tages als Brennstoff dienen, wenn die Kohlegruben nichts mehr hergeben?

„Ich denke, Wasser“, antwortet Cyrus Smith.

„Wasser!“, ruft Pencroff erstaunt. „Wasser, um Dampfschiffe und Lokomotiven anzutreiben, Wasser, um damit Wasser zu erhitzen!“

„Ja, allerdings das in seine Elementarbestandteile zerlegte Wasser“, belehrt ihn Cyrus Smith, „zerlegt durch Elektrizität. Ich bin davon überzeugt, dass Wasser einmal als Brennstoff Verwendung finden wird, dass seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zur unerschöpflichen und ganz ungeahnten Quelle von Wärme und Licht werden.“

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150 Jahre ist es her, seit der französische Schriftsteller Jules Verne seine Romanfigur Cyrus Smith in „Die geheimnisvolle Insel“ das Prinzip der Elektrolyse erklären ließ: die elektrische Spaltung von Wasser. Anderthalb Jahrhunderte, in denen die Aussicht auf eine nie versiegende Energiequelle immer wieder als Verheißung durch die Köpfe von Ingenieuren, Unternehmern und Ökonomen geisterte. Doch erst in jüngster Zeit schickt sich die Technologie an, den Sprung in den Massenmarkt zu schaffen.

Wasserstoff ist der Gegenspieler von CO₂. Für die Energiewende ist er unersetzlich

Wasserstoff soll helfen, das vielleicht größte Problem der Menschheit in den Griff zu bekommen: die Klimakrise. Er soll Industrien wie die Stahl- und Zementerzeugung vom CO₂-Ausstoß befreien, er soll Containerfrachtern und Zügen sauberen Treibstoff liefern, in Chemiefabriken als Rohstoff dienen und Gebäude klimafreundlich heizen. Staaten und Unternehmen weltweit investieren Milliarden in die Technologie.

Dabei könnte die Menschheit längst viel weiter sein. Wenn sie den Visionen von Forschern, Erfindern und technikbegeisterten Romanciers wie Jules Verne gefolgt wäre.

Schon 1766 hatte der Engländer Henry Cavendish das farb- und geruchlose Gas entdeckt, als er Säuren mit Metallen zusammenbrachte. Er nannte das Gas „inflammable air“, „brennbare Luft“, und nahm an, dass es aus den Metallen entwich. Der Franzose Antoine Laurent de Lavoisier, erst Mitbegründer der modernen Chemie, später Opfer der Französischen Revolution, erkannte das Gas zwei Jahrzehnte später als Bestandteil von Wasser. Er gab ihm den Namen „hydro-gène“.

Die Brennstoffzelle? Eine Erfindung aus der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts

Per Elektrolyse erzeugt wurde Wasserstoff erstmals im Jahr 1800, kurz nachdem der italienische Physiker Alessandro Volta die erste brauchbare Batterie entwickelt hatte. Und bereits in den 1830er-Jahren beschrieben der deutsch-schweizerische Chemiker Christian Friedrich Schönbein und der Waliser Sir William Grove das Prinzip der Brennstoffzelle, in der Wasserstoff verbrennt, um Strom zu erzeugen.

Die von Technik und Forschung faszinierte gebildete Öffentlichkeit reagierte enthusiastisch. Schon bald, so hoffte man, würden Brennstoffzellen die mit schmutziger Kohle befeuerten Dampfmaschinen verdrängen. Dahinter stand jener unerschütterliche Glaube an den Fortschritt, dem Jules Verne in seinem Ingenieur Cyrus Smith Romangestalt verleiht.

1895 baut ein Däne einen Wind-Elektrolyseur: Er erzeugt Wasserstoff per Windrad

Auf den Ergebnissen von Schönbein und Grove bauten andere Forscher auf. Einer davon war der Däne Poul la Cour, 1846 auf dem Landgut Skjärso bei Ebeltoft in Jütland geboren. Er experimentierte in den 1890ern mit dem Bau von Windrädern zur Stromerzeugung auf dem Land. Schnell erkannte er, dass nicht nur die Produktion, sondern auch die Speicherung der Energie über den Erfolg der Technologie entschied. Weil Batterien zu teuer waren, richtete er seinen Fokus auf Wasserstoff. 1895 erzeugte er ihn zum ersten Mal mithilfe eines Windrads und eines Elektrolyseurs. Damit betrieb er die Gaslampen eines Schulgebäudes. Doch weil es mehrfach zu Verpuffungen kam und Fensterscheiben zu Bruch gingen, sah man wenige Jahre später wieder davon ab.

Überhaupt wurde es bald still um Elektrolyseure, Wasserstoff und Brennstoffzellen. Zwar entwickelten die Deutschen Fritz Haber und Carl Bosch 1909 noch ein Verfahren zur synthetischen Gewinnung von Ammoniak aus Wasserstoff und Stickstoff, das für die Düngemittelproduktion bedeutend war. Doch als Energieträger spielte das Gas lange keine Rolle mehr. Im Wettbewerb mit den fossilen Rohstoffen Kohle, Erdgas und Öl war Wasserstoff zu teuer.

Es sollte mehr als ein halbes Jahrhundert vergehen, bis die Forschung an Wasserstoff und Brennstoffzellen wieder auflebte. Die US-Raumfahrtorganisation Nasa setzte bei den Gemini- und Apollo-Missionen ab Mitte der Sechzigerjahre nicht nur auf Wasserstoff als Treibstoff ihrer Raketen, sondern erzeugte auch Strom, Wärme und Trinkwasser für die Astronauten an Bord mit Brennstoffzellen.

In der Folge prophezeiten nicht wenige der Wasserstofftechnologie eine große Zukunft, zumal der Westen in den Ölkrisen der Siebzigerjahre händeringend nach einem Ersatz für fossile Treibstoffe suchte. Doch es blieb lange bei Forschungsvorhaben, Demonstrationsprojekten und Nischenanwendungen. Als 1999 in Hamburg und München Wasserstofftankstellen eröffnet wurden, interessierte sich kaum jemand dafür.

Erst in jüngster Zeit scheint der Durchbruch von Wasserstoff tatsächlich zum Greifen nah. Seit die Schäden durch die Erderhitzung nicht mehr zu übersehen sind und sich die Weltgemeinschaft auf dem Pariser Klimagipfel zum Abschied von fossilen Energien bekannt hat, führt kein Weg am Einsatz von grünem Wasserstoff vorbei. Er wird als Energiespeicher gebraucht, als Treibstoff in Bereichen, die sich nicht elektrifizieren lassen, aber auch als Rohstoff in wichtigen Industrien.

Er warnt vor der Ölbranche und der Ausrottung der Wale: Verne, der Umweltaktivist

Jules Verne dürfte die Entwicklung mit Wohlwollen betrachten. Allerdings aus einem anderen Blickwinkel als sein Ingenieur Cyrus Smith. So sehr Verne von Naturwissenschaften und Technik begeistert war – ein Allheilmittel sah er darin nicht. Vor allem in seinen späteren Büchern kritisierte er immer wieder die Auswüchse des Kapitalismus, soziale Missstände und die Zerstörung der Natur. In „Die Eissphinx“ warnte er vor der drohenden Ausrottung der Wale. In „Das Dorf in den Lüften“ prangerte er das Abschlachten von Elefanten durch Elfenbeinjäger an. Und in „Das Testament eines Exzentrikers“ thematisierte er die Umweltverschmutzung durch die Ölindustrie.

Jules Verne, so erscheint es fast 120 Jahre nach seinem Tod, war weniger der glühende Propagandist des technologischen Fortschritts, den viele in ihm sehen, als vielmehr ein früher Vordenker der Umweltbewegung.