Kleine Farbenlehre für Wasserstoff

Wasserstoff hat seine eigene Farblehre, je nach Produktion und Energiequelle. Doch nur einem werden ökologische Vorteile zugesprochen. Das ist die Übersicht.

Die Farbpalette beim Wasserstoff ist bunter als ein Regenbogen. Die Farbzuweisung erfolgt zumeist in Anlehnung an den Produktionsprozess.

Blauer Wasserstoff

Wird Erdgas zerlegt und dabei Wasserstoff gewonnen, nennt man den Wasserstoff blau. Die Klimabilanz wird dadurch verbessert, dass das bei dem Verfahren entstehende CO2 abgeschieden und gelagert wird - etwa in unterirdischen Kavernen, ausgebeuteten Gas- und Erdöllagerstätten oder im Meeresuntergrund. Im sogenannten Carbon Capture and Storage (CCS) wird das CO2 allerdings nicht eliminiert, sondern nur aus dem Blickfeld entfernt.

Man geht derzeit davon aus, dass durch die unterirdische Speicherung 65 bis 80 Prozent des bei der Wasserstoffproduktion aus Erdgas entstehenden CO2 dauerhaft aus der Atmosphäre ferngehalten werden können. Ob dies in der Praxis auf länger Sicht auch zutrifft, kann durchaus bezweifelt werden. Zudem wird für diese Form der Wasserstoffproduktion fossiles Erdgas benötigt, das vielfach auch direkt genutzt werden kann.

Blauer Wasserstoff wird daher nur als kohlenstoffarm und nicht kohlenstoffneutral bewertet, da bei den CCS-Technologien immer auch Treibhausgase in die Atmosphäre freigesetzt werden.

Wasserstoff in rot, rosa oder violett

Wird Wasserstoff mittels Strom aus Kernkraftwerken erzeugt, erhält er die Farbtöne rot, rosa oder violett. Die Stromproduktion erzeugt vor Ort zwar keine CO2-Emissionen, allerdings der Uranabbau sowie der Transport und die Aufbereitung. Zudem ist Kohlenstoff-Fußabdruck bei Stilllegung von Kernkraftwerken und der Lagerung der atomaren Abfälle bislang nur schwer abzuschätzen

Wasserstoff türkis

Wird Wasserstoff aus fossilem Methan mittels Methanpyrolyse hergestellt, wird ihm die Farbe türkis zugeordnet. Dabei wird das Methan unter Sauerstoffausschluss in seine Bestandteile Wasserstoff und Kohlenstoff zerlegt. Bei der Produktion entsteht kaum Kohlendioxid. Der bei dem Zerlegungsprozess entstehende granulare Kohlenstoff wiederum ist ein Rohstoff, den unter anderem die Chemieindustrie in ihren Prozessketten verarbeiten könnte.

In Problem der Methanpyrolyse ist, dass sie bislang noch wenig erforscht ist und ein wirtschaftlicher Betrieb bisher nicht nachgewiesen werden konnte. Entscheidendes Kriterium bei der Methanpyrolyse ist dabei, dass für die Spaltung des Methans nur erneuerbare Energien eingesetzt werden und der Kohlenstoff, der bei der Pyrolyse entsteht, nicht in die Atmosphäre gelangt.

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Grauer Wasserstoff

Grauer Wasserstoff wird industriell aus fossilen Kohlenwasserstoffen wie Methan mittels Dampfreformation produziert. Es handelt sich um ein sogenanntes endothermes Verfahren. Dabei wird Wärme zugeführt. Das Methan reagiert mit Sauerstoff im Wasserdampf. Das CO2 wird dabei in die Atmosphäre abgegeben. In der Praxis sind das 10 Tonnen CO2 pro Tonne Wasserstoff, die den Treibhauseffekt verstärken.

Die Farbe grau wird dem Wasserstoff auch dann zugeordnet, wenn für die Elektrolyse Strom aus fossilen Brennstoffen eingesetzt wird.

Oranger Wasserstoff

Orange wird für die Herstellung von Wasserstoff aus Bioenergie genutzt, mithin kohlenstoffneutrale Energie, gewonnen aus organischen Stoffen wie Biomasse, Biokraftstoff, Biogas und Biomethan. Die organischen Materialien werden dabei aus Abfällen und Reststoffen aus der Land- und Forstwirtschaft, aus Haushalten und der Industrie gewonnen.

Der CO2-Fußabdruck von orangem Wasserstoff ist deshalb niedriger als der aus fossilen Brennstoffen.

Brauner Wasserstoff

Wird Wasserstoff durch Vergasung von Braunkohle hergestellt, erhält er die Farbe braun.

Schwarzer Wasserstoff

Analog zum braunen Wasserstoff erhält Wasserstoff, der aus Steinkohle produziert wird, die Farbzuordnung schwarz.

Gelber Wasserstoff

Wird für die Wasserstoffproduktion ein Energiemix aus erneuerbaren und fossilen Energieträgern eingesetzt, lautet das Ergebnis gelb.

Weißer Wasserstoff

Die Farbzuordnung weiß erhält etwa Wasserstoff, wenn er aus natürlichen Vorkommen beispielsweise in Afrika mittels Fracking gewonnen werden kann.

Grüner Wasserstoff

Das politische Ziel bei der Wasserstoffproduktion ist jedoch der grüne Wasserstoff. Neben der etablierten alkalischen Elektrolyse wird verstärkt auch die PEM-Elektrolyse in den großskaligen Einsatz gebracht. Sie eignet sich besonders gut für den Betrieb mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen.

Um grünen Wasserstoff erzeugen zu können, benötigt man neben Strom aus Erneuerbaren auch Süßwasser oder man muss salzhaltiges Wasser aufwendig entsalzen und das Salz dann sicher deponieren. Da ist nicht zu unterschätzendes Problem bei der Erzeugung von grünem Wasserstoff.

Zudem wäre es ökologisch sinnvoller, den so erzeugten grünen Wasserstoff gleich vor Ort industriell zu nutzen und nicht – wie derzeit geplant - aufwendig über große Strecken zu transportieren. So ließe sich die Wertschöpfung am Ursprung der Wasserstoffherstellung steigern und der Wohlstand im – ggf. außereuropäischen - Erzeugungsland steigern.

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