{"id":3169,"date":"2020-07-06T22:26:41","date_gmt":"2020-07-06T22:26:41","guid":{"rendered":"http:\/\/klimaandmore.de\/?p=3169"},"modified":"2020-07-06T22:26:42","modified_gmt":"2020-07-06T22:26:42","slug":"grau-gruen-blau-tuerkis-welche-farbe-hat-der-wasserstoff","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/klimaandmore.de\/?p=3169","title":{"rendered":"Grau \u2013 gr\u00fcn \u2013 blau – t\u00fcrkis: Welche Farbe hat der Wasserstoff?"},"content":{"rendered":"\n

Um eine Energieversorgung ohne fossile Brennstoffe aufzubauen, wird auch Wasserstoff eine herausragende Rolle spielen. Immer wieder flammt die Diskussion auf, ob nicht Fahrzeuge mit Brennstoffzelle besser seien als E-Autos. Und in der Stahl- und Zementindustrie wird Wasserstoff zur Erzeugung hoher Temperaturen einen wichtigen, wenn nicht den wichtigsten Beitrag f\u00fcr die Vermeidung fossiler Brenntr\u00e4ger darstellen. Erst dieser Tage hat daher auch die Bundesregierung ihre nationale Wasserstoffstrategie verk\u00fcndet. In der Diskussion fallen dabei immer wieder Begriffe wie blauer oder gr\u00fcner Wasserstoff<\/strong>. Was hat es damit eigentlich auf sich…?<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

Wasserstoff (H2<\/sub>) ist das kleinste Element und kommt als\u00a0farbloses Gas<\/strong>\u00a0vor. Es verbrennt zusammen mit Sauerstoff zu Wasser. Eine unkontrollierte Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff ist auch als Knallgasreaktion bekannt. Bei dieser Reaktion der beiden Elemente wird Energie frei. Erfolgt die Reaktion allerdings kontrolliert, beispielsweise in einer sogenannten Brennstoffzelle, kann die freiwerdende Energie genutzt werden. Mithilfe dieser Reaktion kann es gelingen, unseren Energiebedarf auf der Erde letztlich ohne fossile Brennstoffe zu verwirklichen. Aber woher kommt der Wasserstoff eigentlich? Und ist Wasserstoff und dessen Herstellung wirklich unsch\u00e4dlich f\u00fcrs Klima?<\/p>\n\n\n\n

Und hier kommen wir zu den \u201everschiedenen Farben des Wasserstoffs\u201c. Derzeit wird der meiste von uns genutzte Wasserstoff aus Erdgas oder Kohle hergestellt. So kann beispielsweise Erdgas bei hohen Temperaturen zusammen mit Wasserdampf reagieren. Neben Wasserstoff entsteht dabei auch CO2<\/sub>, welches ja bekanntlich ein potentes Treibhausgas ist. Den auf diese Weise hergestellten Wasserstoff bezeichnen wir als grauen Wasserstoff<\/strong>, der letztendlich aufgrund seiner Herstellung klimasch\u00e4dlich ist.<\/p>\n\n\n\n

Auf die gleiche Art entsteht der sogenannte blaue Wasserstoff<\/strong>. Allerdings wird dabei das CO2<\/sub> aufgefangen und unterirdisch eingelagert. Man spricht vom sogenannten Carbon Capture and Storage Verfahren<\/em> (CCS). Dadurch gelangt das CO2<\/sub> nicht in die Atmosph\u00e4re, weshalb der durch dieses Verfahren entstandene Wasserstoff h\u00e4ufig als CO2<\/sub>-neutral bezeichnet wird – auch in der nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung<\/a>. Tats\u00e4chlich ist dies allerdings nicht der Fall. So werden bereits vor der Wasserstoffproduktion durch F\u00f6rderung, Verarbeitung und Transport des Erdgases Treibhausgase freigesetzt. Gleiches gilt letztlich f\u00fcr das CO2<\/sub> aus der Abscheidung, welches \u00fcber weite Strecken zu geeigneten Lagerstrecken bef\u00f6rdert werden muss. Auch die Einlagerung von CO2<\/sub> aus der Wasserstoffherstellung ist nicht problemfrei. Wir werden zu einem sp\u00e4teren Zeitpunkt die Vor- und Nachteile rund um die unterirdische Lagerung von CO2<\/sub> besprechen.<\/p>\n\n\n\n

Wasserstoff kann auch durch Spaltung von Wasser im Rahmen einer sogenannten Elektrolyse<\/strong> hergestellt werden. Dabei wird Strom genutzt, so dass Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten werden kann. Ist der f\u00fcr die Spaltung ben\u00f6tigte Strom aus regenerativen Quellen, bezeichnet man den dadurch gewonnenen Wasserstoff als gr\u00fcnen Wasserstoff<\/strong>. Handelt es sich um den aktuellen Strommix oder Strom aus fossilen Quellen, bezeichnet man auch ihn als grauen Wasserstoff<\/strong>. <\/p>\n\n\n\n

Vergleichen wir nunmehr kurz,\u00a0wieviel CO2<\/sub>\u00a0bei der Herstellung von Wasserstoff \u00fcber die verschiedenen Wege freigesetzt wird<\/strong>. Greenpeace<\/a> hat hierzu entsprechende Zahlen bereitgestellt (siehe Abbildung): Bei der Elektrolyse von Wasser mit Strom aus dem derzeitigen Strommix fallen ca. 23 kg CO2<\/sub>\u00a0pro Kilogramm Wasserstoff an. Die Herstellung von grauem Wasserstoff aus Erdgas setzt etwa 13,3 kg CO2<\/sub>\u00a0pro Kilogramm Wasserstoff frei. Die Erstellung von blauem Wasserstoff bedingt zwischen 5 und 7 kg CO2<\/sub>\u00a0pro Kilogramm Wasserstoff. Bei der Herstellung von gr\u00fcnem Wasserstoff f\u00e4llt allerdings weniger als 1 kg CO2<\/sub>\u00a0pro Kilogramm Wasserstoff an.\u00a0\u00a0Dabei handelt es sich um die Treibhausgase, die bei der Errichtung von Photovoltaik und Windkraftanlagen anfallen.<\/p>\n\n\n\n

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A<\/strong><\/em>bbildung<\/strong>:<\/strong> Verschiedene M\u00f6glichkeiten zur Herstellung von Wasserstoff und die zugeh\u00f6rige Treibhausgasbilanz.. Beim t\u00fcrkisen Wasserstoff fallen Treibhausgase bei der Gewinnung und beim Transport von Methan an. Je nach verwendetem Strommix ist die Treibhausbilanz variabel aber in etwa in der Gr\u00f6\u00dfenordnung des blauen Wasserstoffs.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Diese Zahlen zeigen, dass lediglich der gr\u00fcne Wasserstoff f\u00fcr die Energiewende langfristig relevant ist. Grauer und blauer Wasserstoff sind mit verschiedenen Problemen belastet, da sie letztlich immer mit einer signifikanten Treibhausgasemission verbunden sind. Allerdings sind aktuell der blaue und graue Wasserstoff noch kosteng\u00fcnstiger herzustellen als gr\u00fcner Wasserstoff. Und auch beim gr\u00fcnen Wasserstoff muss man bedenken, dass die Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse immer mit einem Energieverlust verbunden ist. Die direkte Nutzung von regenerativ hergestelltem Strom ist daher zu bevorzugen. Allerdings k\u00f6nnte bereits jetzt \u00fcberfl\u00fcssiger regenerativer Strom in Form von gr\u00fcnem Wasserstoff gespeichert werden. Der Import von gr\u00fcnem Wasserstoff aus L\u00e4ndern mit hoher Sonneneinstrahlung \u2013 was oft diskutiert wird – ist mit hohen Kosten und Energieverlusten verbunden, sodass die Herstellung gr\u00fcnen Wasserstoffs aus regionaler regenerativer Energie letztlich am kosteng\u00fcnstigsten sein d\u00fcrfte.<\/p>\n\n\n\n

Noch in der Entwicklungsphase befindet sich der sogenannte t\u00fcrkise Wasserstoff<\/strong>. Dabei wird eine Komponente des Erdgases, das Methan, einer sogenannten Methan-Pyrolyse zugef\u00fchrt. Dabei wird es bei hohen Temperaturen in seine beiden Bestandteile zerlegt: einerseits Wasserstoff, andererseits fester Kohlenstoff. Da der Kohlenstoff hier nicht als CO2<\/sub>, sondern als Festk\u00f6rper anf\u00e4llt, ist seine langfristige Speicherung deutlich einfacher; die Atmosph\u00e4re wird entsprechend weniger belastet. Allerdings fallen auch hier Treibhausgase an, n\u00e4mlich bei der Gewinnung des fossilen Brenntr\u00e4gers Methan und seines Transports.<\/p>\n\n\n\n

Fazit<\/strong>: Folglich kann nur gr\u00fcner Wasserstoff die Treibhausgasemissionen deutlich reduzieren. Blauer Wasserstoff stellt lediglich eine \u00dcbergangstechnologie dar. Und: Wer hier f\u00fcr eine wasserstoffbasierte Energiewirtschaft zur Reduktion der Klimagase pl\u00e4diert, muss sich zwangsl\u00e4ufig auch f\u00fcr einen massiven Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland einsetzen.<\/p>\n\n\n\n

Literatur<\/strong>:<\/p>\n\n\n\n

Blauer Wasserstoff: L\u00f6sung oder Problem der Energiewende<\/a>?, Greenpeace Energy, 2020<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Um eine Energieversorgung ohne fossile Brennstoffe aufzubauen, wird auch Wasserstoff eine herausragende Rolle spielen. Immer wieder flammt die Diskussion auf, ob nicht Fahrzeuge mit Brennstoffzelle besser seien als E-Autos. Und in der Stahl- und Zementindustrie wird Wasserstoff zur Erzeugung hoher Temperaturen einen wichtigen, wenn nicht den wichtigsten Beitrag f\u00fcr die Vermeidung fossiler Brenntr\u00e4ger darstellen. Erst … <\/p>\n

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