Rost als Rohstoff: Warum Forscher in Eisen einen Energieträger der Zukunft sehen

Wenn über die Speicherung erneuerbarer Energie gesprochen wird, fallen meist die gleichen Stichworte: Batterien, Pumpspeicher, Wasserstoff. Doch in Laboren und ersten Industrieanlagen rückt ein Kandidat in den Blick, der auf den ersten Blick verblüfft – schlichtes Eisen. Die Idee dahinter beschäftigt derzeit mehrere Forschungsverbünde, und sie wird zunehmend als möglicher Baustein einer klimaneutralen Energieversorgung diskutiert.

Ein Metall, das brennt und wieder aufgeladen wird

Das Grundprinzip klingt fast paradox: Feines Eisenpulver lässt sich verbrennen. Bei diesem Vorgang gibt das Metall große Mengen Wärme ab, ohne dass dabei Kohlendioxid entsteht. Was zurückbleibt, ist Eisenoxid – nichts anderes als gewöhnlicher Rost. Dieser Rost ist jedoch kein Abfall. Er kann mithilfe von Wasserstoff wieder zu metallischem Eisen reduziert werden. Stammt der dafür nötige Wasserstoff aus grünem Strom, schließt sich ein Kreislauf, der nach Angaben der beteiligten Forschungseinrichtungen ohne fossile Emissionen auskommt.

Das Metall fungiert damit weniger als klassischer Brennstoff im Sinne von Kohle oder Öl, sondern eher als eine Art Energiespeicher: Überschüssiger Ökostrom lässt sich nutzen, um Rost in Eisen zu verwandeln – und dieses Eisen gibt die gespeicherte Energie später wieder als Wärme frei. Erst regenerieren, dann verbrennen, dann erneut regenerieren.

Warum ausgerechnet Eisen

Attraktiv macht das Konzept vor allem die hohe Energiedichte. Fachpublikationen und Forschungsprojekte verweisen darauf, dass Eisen deutlich mehr Energie pro Volumen speichern kann als komprimierter Wasserstoff. Hinzu kommen praktische Vorteile: Eisenpulver ist ungiftig, weltweit reichlich vorhanden und lässt sich – anders als Wasserstoff – vergleichsweise unkompliziert und sicher lagern und transportieren. Ein Sack Metallpulver braucht weder Hochdrucktanks noch tiefe Kühlung.

Genau diese Transportierbarkeit rückt einen weiteren Gedanken in den Vordergrund: Erneuerbare Energie, die etwa in sonnenreichen oder windstarken Regionen im Überfluss anfällt, könnte in Form von Eisen gebündelt und über weite Strecken dorthin gebracht werden, wo sie gebraucht wird. Eisen würde so zu einem handelbaren Energieträger – ergänzend zu, nicht als Ersatz für Wasserstoff.

Vom Labor in die erste Praxis

Noch handelt es sich um ein Feld in der Entwicklung, doch es bewegt sich. An der TU Darmstadt etwa untersucht der Forschungsverbund „Clean Circles" Eisen als klimaneutralen Energieträger, und auch die Max-Planck-Gesellschaft hat das Thema in ihrer Wissenschaftskommunikation aufgegriffen. International sorgte ein studentisches Team der TU Eindhoven für Aufmerksamkeit, das die Technik so weit brachte, dass eine niederländische Brauerei nach Unternehmensangaben einen Teil ihrer Prozesswärme über eine industrielle Eisenpulver-Anlage bezieht – ein vielzitiertes Pilotprojekt.

Solche Beispiele zeigen, dass die Technologie den Sprung aus der reinen Grundlagenforschung zumindest ansatzweise geschafft hat. Von einem breiten Einsatz ist sie dennoch weit entfernt. Offen sind Fragen nach dem Wirkungsgrad des Gesamtkreislaufs, nach den Kosten der Wasserstoff-basierten Reduktion und danach, ob sich bestehende Anlagen – bis hin zu umgerüsteten Kohlekraftwerken – wirtschaftlich umbauen lassen.

Ein Baustein, kein Allheilmittel

In der Debatte um die Energiewende ist die Versuchung groß, jede neue Technik zur Wunderlösung zu erklären. Der metallische Energieträger dürfte diesem Muster nicht folgen. Realistischer erscheint die Rolle als ein zusätzliches Werkzeug im Baukasten: besonders interessant überall dort, wo hohe Prozesswärme benötigt wird und wo sich Energie über lange Zeiträume oder weite Distanzen speichern und bewegen lässt. Ob Eisen tatsächlich zum „Gamechanger" wird oder eine Nischentechnologie bleibt, wird sich erst zeigen, wenn die ersten Anlagen im industriellen Maßstab über Jahre gelaufen sind. Klar ist schon jetzt: Der Werkstoff, der bislang eher für Träger und Schienen stand, hat es zurück in die Energiedebatte geschafft.

Dieser Beitrag ist eine redaktionelle Einordnung eines aktuellen Forschungs- und Techniktrends und stellt keine Anlage- oder Technikberatung dar.

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