(openPR) Am 1. Februar 2022 meldete Dr. Stefan Henschen ein Konzept beim Deutschen Patentamt an, das nun vor wenigen Wochen offengelegt wurde – ein genialer Plan, um den Klimawandel zu stoppen, der noch die Zuwendung von Politik und Investoren sucht. Dr. Henschen erklärt es einfach: „Wenn wir mal annehmen, die Erdatmosphäre ist aufgrund der gestiegenen klimaschädlichen Gase eine versalzene ‚Suppe‘ – dann würde man auch die Suppe verwässern, damit das Salz sich verdünnt. Dies ist eine stark vereinfachte Betrachtung. In Wirklichkeit verhalten sich Gase physikalisch anders.“
Derzeitige Klimamodelle sagen voraus, dass sich die globale Durchschnittstemperatur bis zum Jahr 2030 infolge des menschengemachten Klimawandels um 1,5 Grad Celsius erhöht. Unter anderem der stetig steigende Anteil von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre verursacht das.
Der „Spiegeleffekt“ besorgt: Kohlenstoffdioxid lässt kurzwellige Strahlung zum großen Teil passieren, während es langwelligere Wärmestrahlung absorbiert und schließlich anschließend wieder abgibt. Ein Teil der abgebenden Strahlung ist in Richtung der Erdoberfläche gerichtet, die hierdurch aufgeheizt wird und ebenfalls Wärmestrahlung abgibt. Diese wird erneut an den in der Erdatmosphäre enthaltenen Kohlenstoffdioxidmolekülen aufgenommen und abgegeben.
Dieser Prozess wird fortwährend weitergeführt. Insgesamt wird das System erwärmt, was die weltweite Durchschnittstemperatur ansteigen lässt. Auftauende Permafrostböden stoßen zudem Methan aus, was zusätzlich zum Treibhauseffekt beiträgt. Die Folgen des Klimawandels sind bereits jetzt in Form von Dürren, Stürmen und Überschwemmungen zu spüren.
Abenteuerliche Modelle werden angedacht: etwa eine Ozeandüngung, um Kohlenstoffdioxid aus der Erdatmosphäre zu entfernen. Oder das Säurepuffervermögen des Meerwassers erhöhen oder weitgehend aufforsten. „Dies würde jedoch erhebliche Auswirkungen auf die ozeanischen Ökosysteme sowie den pH-Wert mit unbekannten Folgen haben“, warnt Dr. Henschen. Abgesehen von Methan, „birgt insbesondere die Entfernung von Kohlenstoffdioxid aus der Luft das Problem der langfristigen Speicherung des Gases“. Geeignete Speicher müssten eine entsprechende Kapazität und eine langlebige Dichtigkeit aufweisen.
Darüber hinaus sind eine Vielzahl von Verfahren bekannt, die weniger Sonneneinstrahlung auf die Erdoberfläche treffen lassen sollen: so etwa die Spiegelflächen im Weltraum, Aerosole in die Stratosphäre einringen, Wolken über dem Meer färben oder auch Flächen weiß färben. All dies sei mit „erheblichem Aufwand und Risiken verbunden“ oder erzeuge „bei der Umsetzung wiederum große Mengen von Kohlenstoffdioxid“.
Seine Erfindung geht das anders an: Dr. Henschen wollte ein alternatives Verfahren entwickeln, das den Treibhauseffekt reduziert. Das Verfahren sieht vor, dass ein für langwellige Strahlung inaktives Gas in einer entsprechend großen Menge in die Erdatmosphäre, vorzugsweise die Troposphäre, eingebracht wird, wodurch sich das Gesamtvolumen der Erdatmosphäre vergrößert.
Dieses „für langwellige Strahlung inaktives Gas“ versteht der Erfinder insbesondere als ein Gas, das wegen seines chemischen Aufbaus langwellige Strahlung weder aufnehmen noch abgeben kann. Somit wirkt es nicht schädlich aufs Klima.
„Dies liegt darin begründet, dass entsprechende zweiatomige Gasmoleküle symmetrisch aufgebaut sind und aus diesem Grund keine Schwingungsanregung durch langwellige Strahlung erfahren.“ Das Gas wirkt mithin transparent für langwellige Strahlung: „Als langwellige Strahlung wird dabei eine elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 780 Nanometern bis 1 Millimeter verstanden.“
Dabei sei zu berücksichtigen, dass die Hauptbestandteile der Erdatmosphäre so verteilt sind: „Stickstoff mit einem Volumenanteil von rund 78 Prozent“, Sauerstoff rund 21 Prozent sowie Argon mit rund 0,9 Prozent. Hinzu kommen weitere Spurengase, insbesondere Kohlenstoffdioxid mit einem Volumenanteil von etwa 400 Anteilen pro Million. Bekanntlich ist Kohlenstoffdioxid das Sorgenkind.
Bei seiner Erfindung mischen sich die bereits in der Erdatmosphäre enthaltenen Gase mit dem eingebrachten Gas durch Wetterereignisse, thermische Einflüsse und die Bewegungskräfte auf der Erde in kurzer Zeit, sodass das sich eingebrachte Gas gleichmäßig in der Erdatmosphäre verteilt. Wenn man nun viel über Gasdruck weiß, lässt sich nachvollziehen, warum Dr. Henschen behauptet, dass die Masse der bereits in der Erdatmosphäre enthaltenen klimaschädlichen Gase, insbesondere Kohlenstoffdioxid, konstant bleibt. So „bewirkt die Vergrößerung des Gesamtvolumens eine relative Verringerung des Gehalts von bereits in der Erdatmosphäre enthaltenen klimaschädlichen Gasen, bezogen auf das Gesamtvolumen der Erdatmosphäre.“ Aufgrund des höheren Gesamtvolumens „vergrößern sich die mittleren Abstände zwischen den Molekülen der klimaschädlichen Gase, was zur Folge hat, dass ein höherer Anteil der Infrarotstrahlung, ohne von den Kohlenstoffdioxidmolekülen aufgenommen zu werden, abgestrahlt werden kann“, freut sich der Ingenieur. „Insgesamt kann somit der Treibhauseffekt verringert werden. Im Ergebnis erfolgt eine Senkung der globalen Durchschnittstemperatur.“
Dr. Henschen findet, Deutschland habe „neben anderen großen Emittenten eine Bringeschuld, da es an vorderen Plätzen rangiert, was die historische Emission von CO₂ betrifft“. Sein Verfahren eignet sich in besonderer Weise zur Eindämmung des menschengemachten Klimawandels.
Bei der Frage, ob man die Atmosphäre vergrößern sollte und was das denn dann kostet, verweist er darauf, dass die katastrophalen Klimaschäden, die sich insbesondere nach Überschreitung der Steigerung der globalen Durchschnittstemperatur von 1,5°C ergeben, ihrerseits immense Kosten verursachen.
Dr. Henschen hat Beweise gesammelt: „Mittels einer Isotopenuntersuchung konnte ermittelt werden, dass der Anteil von Sauerstoff in der Erdatmosphäre zum Eiszeitbeginn um fünf Prozent angestiegen ist. In dem selben Zeitraum fiel der Anteil von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre von 710 Anteilen pro Million auf 220 Anteilen pro Million.“ Die globale Durchschnittstemperatur sei dabei auf zwei Grad gesunken. Er folgert, „dass eine Erhöhung des Anteils an Sauerstoff in der Erdatmosphäre mit einer Verringerung der globalen Durchschnittstemperatur in Zusammenhang steht.“
Und so berechnete er: „Gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltung meiner Erfindung ist vorgesehen, dass die Menge des eingebrachten Gases in einem Bereich zwischen 0,1 Prozent und 30,0 bezogen auf das Gesamtvolumen der Erdatmosphäre liegt.“ Berechnungen zeigen, dass eine derartige Menge mit technisch und wirtschaftlich vertretbarem Aufwand erzeugbar und gleichfalls gut dazu geeignet ist, zu einer wirksamen Erhöhung des Gesamtvolumens der Erdatmosphäre zu führen, sodass die mittleren Abstände der klimaschädlichen Moleküle derart vergrößert werden, dass die globale Durchschnittstemperatur deutlich sinkt.
Die Erfindung sieht vor, dass das eingebrachte Gas Sauerstoff und/oder Stickstoff enthält oder hieraus besteht. Aufgrund ihrer „Klimaneutralität“ „haben sich diese beiden Gase als besonders vorteilhaft für die Anreicherung der Erdatmosphäre mit einem Gas herausgestellt“, wirbt Dr. Henschen für sein Projekt.
Denn die Einbringung dieser Gase würde „zwar zu der gewünschten Volumenerhöhung der Erdatmosphäre“ führen, „ohne hierbei jedoch einen negativen Einfluss auf das Klima zu haben.“
Denn: „Es ist bekannt, dass Sauerstoff sowie Stickstoff nicht zu einer Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur führen, da sie inaktiv für die langwelligere Wärmestrahlung sind und somit nicht zum Treibhauseffekt beitragen.“
Darüber hinaus habe insbesondere eine Erhöhung des Sauerstoffanteils in der Erdatmosphäre bis zu einem bestimmten Maß auf Menschen und das Ökosystem der Erde keinen negativen Einfluss. Zudem entstünden dabei Molekülverbindungen, wie bei biologischen und chemischen Prozessen üblich. Weil diese Molekülverbindungen das in der Erdatmosphäre enthaltene Kohlenstoffdioxid und/oder den darin enthaltenen Kohlenstoff für neue Molekülverbindungen nutzen, würde das Kohlenstoffdioxid wiederum aus der Erdatmosphäre entfernt.
Dr. Henschen: „Mit anderen Worten führt die Erhöhung des Anteils von Sauerstoff somit auch indirekt zu einer Verringerung des Anteils von Kohlenstoffdioxid, wobei sich die Verringerung des Anteils von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre ebenfalls positiv auf das Klima auswirkt.“
Der Anstieg des atmosphärischen Sauerstoffgehalts bewirke die Entwicklung neuer CO₂-Senken, so Dr. Henschen. Denn es begünstige beispielsweise die Entwicklung von Pflanzen, die CO₂ aufnehmen und Sauerstoff produzieren. Außerdem können sich so mehr Karbonatmineralien bilden, die Kohlenstoff langfristig speichern. Dr. Henschen sieht nur Vorteile: „All diese Mechanismen tragen dazu bei, den CO₂-Gehalt in der Atmosphäre zu reduzieren.“
„Stickstoff kann beispielsweise durch Denitrifikation von Nitraten gewonnen werden, die in Gebieten wie der Atacama-Wüste in Chile aus großen Vorkommen gewonnen werden können“, so Dr. Henschen. Dies meint die Umwandlung des in den Nitraten gebundenen Stickstoffs zu molekularem Stickstoff durch Bakterien.
Der Sauerstoff würde aus der Erdkruste durch ein Reduktionsverfahren gewonnen. So werde sichergestellt, dass das Verfahren auf der Erde durchgeführt werden kann.
Dr. Henschen stellt sich weiter vor, dass der Sauerstoff mittels Reduktion von Siliziumdioxid – vorzugsweise entnommen aus Wüstensand – gewonnen wird. „Wüstensand liegt in großen nahezu unerschöpflichen Mengen vor und kann aufgrund seiner Grobkörnigkeit nicht in der Bauindustrie verwendet werden.“ Die Verwendung von Wüstensand führe also nicht zugleich zu einer Verknappung von anderen Rohstoffen. Als Nebenprodukt entstehe dabei Silizium, „das beispielsweise bei der Produktion von Solarzellen verwendet werden kann“, so der Fachmann.
Für das Reduktionsverfahren solle „zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, eine regenerative Energiequelle, insbesondere Solarenergie und/oder Windenergie genutzt“ werden. So wäre das Verfahren somit weitestgehend klima-neutral.
Dr. Stefan Henschen studierte Maschinenbau an der RWTH Aachen. Kunststofftechnik war sein Schwerpunkt. Während eines halben Jahres als Student in Israel lernte er das Fach „von seiner risikofreudigen Seite“ kennen und lieben.
Neben der Leitung seiner Firma Morphotec führte er seine Promotion 2001 an der RWTH Aachen ohne Forschungsgelder auf dem Gebiet der Topologieoptimierung durch.
Er entwickelte dafür einen grundlegend neuen Ansatz. In seiner Firma MORPHOTEC berechnet ein erfahrenes und leistungsstarkes Ingenieurteam, das im Bereich der Simulations-Dienstleistungen tätig ist, etwa durch die Ermittlung der optimalen Materialverteilung im Bauteil mittels Topologieoptimierung, Crash-Simulationen und Simulationen von Fahrzeugumströmungen.
Die Firma arbeitet eng mit entsprechenden Instituten der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen und FH Aachen zusammen. Auftraggeber sind vorwiegend weltweit tätige Großunternehmen, da die Dienste entsprechend kostenintensiv sind.
In seiner Schulzeit wurde er 1979 in Erdkunde am Gymnasium Frechen auf die Problematik „Treibhauseffekt“ aufmerksam gemacht. In diesem Monat, mit der Offenlegung seines Patents, hofft er auf Politiker und Investoren, die sich rasch „diesem Problem mit einer sehr kurzen zeitlichen Zündschnur zuwenden“.
Dieser Artikel erschien in der Ausgabe Nr. 36 der Werdener Nachrichten vom 8. September 2023. Er beleuchtet das innovative Konzept von Dr. Stefan Henschen zur Bekämpfung des Klimawandels und stellt seine Erfindung vor, die auf eine drastische Reduzierung des Treibhauseffekts abzielt. Die Veröffentlichung in den Werdener Nachrichten unterstreicht das wachsende Interesse an Lösungen für die Klimakrise und den dringenden Handlungsbedarf.
