Basiswissen: Was bedeuten die Wasserstoff-Farben?
Um die Klimaziele zu erreichen, benötigt Deutschland in allen Sektoren, egal ob Industrie, Verkehr oder Wärme/Gebäude, grüne Energie. Für Anwendungsfelder und Produktionsprozesse, die sich schwer elektrifizieren bzw. klimaneutral gestaltet lassen, gilt derzeit grüner Wasserstoff als vielversprechende Lösung, weil er sich prinzipiell vielfältig einsetzen lässt.
So kann er etwa in Brennstoffzellen zur Erzeugung von Strom und Wärme eingesetzt werden. Aber auch als Basis für synthetisch hergestellte Kraft- und Treibstoffe lässt sich Wasserstoff nutzen. Chemisch betrachtet enthält eine Tonne Wasserstoff eine Energiemenge von 33.330 kWh.
Die Herstellung von Wasserstoff benötigt allerdings viel Energie, die idealerweise aus erneuerbaren Quellen stammt. Bei stark steigender Nachfrage nach grünem Wasserstoff dürfte (nicht nur) Deutschland mittel- und langfristig auf Importe aus anderen Ländern angewiesen sein – aus Regionen mit viel Wind, Sonne und Wasser. Grüner Wasserstoff könnte so zum „klimafreundliche Erdöl von morgen“ werden.
Wasserstoff-Farben im Kurz-Überblick
Doch es gibt nicht nur „grünen“ Wasserstoff, sondern auch grauen, blauen und türkisen. Prinzipiell beschreiben die Farben die Art der Produktion. Nachfolgend ein Überblick vom BMU:
Grüner Wasserstoff
Grüner Wasserstoff wird über Elektrolyse von Wasser hergestellt. Für die Elektrolyse kommt dabei ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien zum Einsatz. Unabhängig von der gewählten Elektrolysetechnologie erfolgt die Produktion von Wasserstoff CO2-frei, da der eingesetzte Strom zu 100% aus erneuerbaren Quellen stammt.
Grauer Wasserstoff
Grauer Wasserstoff wird aus fossilen Brennstoffen gewonnen. In der Regel wird bei der Herstellung Erdgas mit Zugabe von Wasserdampf in Wasserstoff und CO2 umgewandelt (Dampfreformierung). Das CO2 wird anschließend ungenutzt in die Atmosphäre abgegeben und verstärkt so den globalen Treibhauseffekt: Bei der Produktion einer Tonne Wasserstoff entstehen rund 10 Tonnen CO2.
Auch die Herstellung von Wasserstoff aus Netzstrom (Graustrom) wird gelegentlich als Grauer Wasserstoff bezeichnet. Die Klimawirksamkeit des Wasserstoffs korreliert dabei mit der CO2-Last des in der Elektrolyse eingesetzten Strommixes.
Blauer Wasserstoff
Blauer Wasserstoff wird auf Basis fossiler Kohlenwasserstoffe erzeugt. Seine Produktion wird mit einem CO2-Abscheidungs- und -Speicherungsverfahren gekoppelt (englisch "Carbon Capture and Storage", CCS). Das bei der Wasserstoffproduktion erzeugte CO2 gelangt so nicht in die Atmosphäre.
Die Wasserstoffproduktion kann in der Bilanz als CO2-neutral gelten, wenn man die bei der Förderung und dem Transport freigesetzten Treibhausgase außer Acht lässt.
Blauer Wasserstoff ist somit prinzipiell grauer Wasserstoff, dessen CO2 bei der Entstehung jedoch abgeschieden und gespeichert wird
Anmerkung: Insbesondere die unterirdische CO2-Speicherung ist aufgrund der noch nicht erforschten Folgen sehr umstritten.
Türkiser Wasserstoff
Türkiser Wasserstoff wird über die thermische Spaltung von fossilem Methan hergestellt (Methanpyrolyse). Statt CO2 entsteht dabei fester Kohlenstoff. Voraussetzungen für die CO2-Neutralität des Verfahrens sind die Wärmeversorgung des Hochtemperaturreaktors aus erneuerbaren oder CO2-freien Energien sowie die dauerhafte Bindung des Kohlenstoffs.
