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Pfade der Wasserstoffherstellung

Je nach Herstellung unterscheiden wir grauen Wasserstoff, blauen Wasserstoff, türkisen Wasserstoff und grünen Wasserstoff.

Grauer Wasserstoff

Grauer Wasserstoff wird durch die Dampfreformierung von fossilen Energiequellen wie Kohle oder Erdgas gewonnen. Bei der Herstellung fällt in jedem Fall CO₂ an und wird in die Atmosphäre abgegeben.

Blauer Wasserstoff

Blauer Wasserstoff wird ebenfalls aus fossilen Quellen erzeugt. Jedoch wird das anfallende CO₂ bei der Entstehung abgeschieden und gespeichert („Carbon Capture and Storage“, CCS). Das bei der Wasserstoffproduktion erzeugte CO₂ gelangt so nicht in die Atmosphäre. Dieser Herstellungsprozess wird bilanziell als CO₂-neutral betrachtet (sofern CO₂ wirklich langfristig und sicher gespeichert werden kann).

Türkiser Wasserstoff

Türkiser Wasserstoff wird per Methanpyrolyse aus Erdgas hergestellt. Dabei wird Erdgas thermisch in einem Hochtemperaturreaktor in seine Bestandteile Wasserstoff und Kohlenstoff zerlegt. Der Kohlenstoff fällt in fester Form an und lässt sich weiter nutzen („Carbon Capture and Use“, CCU). Auf diese Weise wird beim Produktionsprozess selbst kein CO₂ freigesetzt. Der Wirkungsgrad ist derzeit noch nicht sehr hoch. Dieses Verfahren befindet sich in der Pilotphase. Um diese Herstellung bilanziell als CO₂-neutral zu betrachten, müsste gewährleistet sein, dass die Verwendung des abgetrennten Kohlenstoffs zu keinen späteren CO₂-Emissionen führt. Problematisch ist, dass bei allen erdgasbasierten Verfahren in der Erdgas-Lieferkette erhebliche CO₂- und Methanemissionen auftreten (siehe dazu IEA, 2022).

CCS steht für carbon dioxide capture and storage. Es bezeichnet ein Verfahren zur CO₂-Abscheidung und -Speicherung und dient der Reduzierung von CO₂-Emissionen. 

CCU steht für Carbon Capture and Utilization bezeichnet ein Verfahren zur CO₂-Abscheidung und Verwendung von Kohlenstoffdioxid (CO₂) in Produkten oder für chemische Prozesse.

Grüner Wasserstoff

Von grünem Wasserstoff sprechen wir, wenn Wasserstoff aus Wasser mittels Elektrolyse hergestellt wird und der Strom dafür ausschließlich aus erneuerbaren Energien (wie Wind und Sonne) zum Einsatz kommt. Das Verfahren ist ein erster Schritt für die verschiedenen Power-to-X-Technologien (Power-to-Gas, Power-to-Heat, Power-to-Liquid, …) und ihre Anwendungen. Neben der Elektrolyse gibt es auch noch die biogene Wasserstofferzeugung durch Biomassevergasungsprozesse.

Elektrolyse – konkret

Um Wasserstoff mit einem Energiegehalt/Heizwert von 1 kWh im Elektrolyseverfahren zu erzeugen, werden ca. 300 ml Wasser und 1,5 kWh elektrischer Strom benötigt.

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