Farbfächer für Wasserstoff

Wasserstoff ist ein farbloses Gas, die Bezeichnungen grüner Wasserstoff oder blauer, grauer, türkiser Wasserstoff beziehen sich auf das Herstellverfahren und dessen Klimabilanz. Bild: pict rider - adobe stock

| von Redaktion

Die Farben bei der Bezeichnung von Wasserstoff stehen nicht für spektrale Absorptionseigenschaften und sichtbares Licht, sondern geben Auskunft über die Art der Produktion.

Das chemische Element Wasserstoff ist ein ganz besonderes Atom. Nicht nur, weil Wasserstoff das häufigste chemische Element im Universum überhaupt ist, sondern weil es die lebenswichtigsten Verbindungen prägt: Wasser und alle organischen Stoffe. Als extrem reaktives Element kommt Hydrogenium – so der griechische Name, der dem chemischen Element das Symbol „H“ leiht – in der Natur nur gebunden vor. Das Wasserstoffmolekül H2 muss unter mehr oder weniger großem Energieeinsatz aus wasserstoffreichen Verbindungen abgespaltet werden. Diese Eigenschaft prädestiniert das farblose Gas gleichzeitig als Energieträger: Mit 33,3 kWh/kg hat Wasserstoff einen fast dreimal so hohen Heizwert wie Heizöl oder Erdgas.

Was ist grüner Wasserstoff?

Grüner Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser hergestellt. Die Energie dafür stammt bei grünem Wasserstoff auschließlich aus Strom, der aus Wind, Wasserkraft, Photovoltaik und generell erneuerbaren Ressourcen gewonnen wird. Die eingesetzte Energie wird bis auf geringe verfahrensbedingte Verluste im Wasserstoff gespeichert. Bei der Produktion entsteht kein Kohlendioxid.

Elektrolysemembran von Thyssenkrupp
Grüner Wasserstoff wird durch Wasserelektrolyse gewonnen, der Strom dafür kommt aus erneuerbaren Energien. Im Bild: Elektrolysemembran. Bild: Thyssenkrupp

Was ist grauer Wasserstoff?

Grauer Wasserstoff wird aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Meist wird dazu Erdgas in einem Dampfreformer in Wasserstoff und CO2 umgewandelt. Das entstehende Kohlendioxid wird über den Schornstein in die Atmosphäre abgegeben und verstärkt so den globalen Treibhauseffekt: Bei der Produktion einer Tonne Wasserstoff entstehen zirka 10 Tonnen CO2. Stammt das eingesetzte Methan aus Biogas und wird der Dampfreformer mit erneuerbaren Energien betrieben, dann ist der Prozess wiederum in seiner Gesamt-Bilanz CO2-neutral und das Produkt grüner Wasserstoff.

Dampfreformer für grauen Wasserstoff in Dormagen. Bild: Air Liquide
Dampfreformer für grauen Wasserstoff in Dormagen. Bild: Air Liquide

Was ist blauer Wasserstoff?

Blauer Wasserstoff ist grauer Wasserstoff, dessen Kohlendioxid bei der Entstehung abgeschieden und gespeichert wird. Man spricht von CCS - Carbon Capture and Storage. Mögliche Lagerstätten sind leere Erdöl- oder Erdgaslagerstätten oder salzwasserführende Grundwasserleiter (Aquifere). Blauer Wasserstoff kann an Punktquellen wie fossilen Kraftwerken oder großen Chemieanlagen eine Option sein. Weil das bei der Wasserstoffproduktion erzeugte CO2 bei dieser Spielart nicht in die Atmosphäre gelangt, ist die Produktion von blauem Wasserstoff im Hinblick auf die Klimawirksamkeit CO2-neutral.

 

RWE-Kohlekraftwerk Niederaussem bei Köln.Dort wird die CO2-Abscheidetechnik in einer Pilotanlage erprobt. Bild RWE
RWE-Kohlekraftwerk Niederaussem bei Köln. Dort wird die CO2-Abscheidetechnik in einer Pilotanlage erprobt. Bild: RWE

Was ist türkisfarbiger Wasserstoff?

Türkiser Wasserstoff wird durch die thermische Spaltung von Methan (Methanpyrolyse) hergestellt. Weil die Reaktion unter Ausschluss von Sauerstoff abläuft, entsteht kein Kohlendioxid, sondern fester Kohlenstoff. Damit das Verfahren tatsächlich CO2-neutral arbeitet, muss der Hochtemperaturreaktor mit erneuerbaren Energien beheizt werden. Zudem darf der entstehende Kohlenstoff nicht verbrannt, sondern muss gelagert oder in Werkstoffen bzw. der Bauindustrie eingesetzt werden.

Kohle
Bei der Herstellung von türkisem Wasserstoff wird Methan pyrolisiert und es entsteht fester Kohlenstoff. Bild: cmnaumann - fotolia

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