Zukunftsenergie Wasserstoff

Grau – blau – grün – türkis: Zukunftsenergie Wasserstoff?

Du denkst, Wasserstoff ist ein farbloses Gas? Stimmt auch. Aber dann hörst Du von grauem, blauem, grünem und türkisem Wasserstoff. Wie das? Schau Dir das Phänomen an. Da Wasserstoff eine zentrale Zukunftstechnologie für die Energiewende sein kann, lohnt es. Erfahre hier, was es mit den verschiedenen Wasserstoff-„Farben“ auf sich hat.

Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Wasserstoff machen das Gas mit der chemischen Formel H₂ zu einem der interessantesten Themen, wenn es um die Reduzierung des CO₂-Ausstosses und den Stopp des menschlichen Einflusses auf das Klima geht. Viele Länder setzen auf Wasserstoff. 2020 hat die damalige Bundesregierung auch für Deutschland eine Nationale Wasserstoffstrategie (NWS) verabschiedet. Sie soll die erforderlichen Innovationen und Investitionen fördern.

Wo steckt der Wasserstoff?

Wasserstoff ist das häufigste chemische Element in unserem Universum. Er ist in fast allen organischen Verbindungen vorhanden. Allerdings: Er kommt nur fest an andere Moleküle gebunden vor. Du kennst wahrscheinlich die Formel H₂O für Wasser – die Verbindung von Wasserstoff und Sauerstoff. Auch in den Kohlenwasserstoffen sind Wasserstoff-Moleküle gebunden, zum Beispiel im Methan (CH₄), dem Hauptbestandteil von Erdgas.

Soll Wasserstoff also nutzbar werden, muss er aus dem Ausgangsstoff herausgelöst werden. Dazu ist stets der Einsatz von Energie erforderlich. Mit ihrer Hilfe kann reiner, ungebundener Wasserstoff gewonnen werden. Diese Energie kann chemisch, elektrisch, thermisch oder solar erzeugt sein. Je nachdem, welche Art von Energie für die Abspaltung verwendet wird, gibt die Fachwelt dem Wasserstoff seine Farbbezeichnung.

„Farben“ des Wasserstoffs

Das eigentlich farblose Gas Wasserstoff ist ein effizienter Energieträger – und klimaneutral dazu. Experten sehen Einsatzmöglichkeiten beim Heizen, im Strassenverkehr und als Stromspeicher. Daher wird intensiv über Erzeugung und Nutzung diskutiert.

Komplett klimaneutral ist der grüne Wasserstoff. Fachleute nennen ihn so, wenn das Gas ausschließlich unter Einsatz von Energie aus erneuerbaren Quellen gewonnen wird. Grüner Wasserstoff entsteht im so genannten Elektrolyseverfahren aus Wasser. Zur Abspaltung kommt nur regenerativ erzeugter Strom zum Einsatz. Darum ist diese Art der Wasserstofferzeugung tatsächlich CO₂-frei.

Als türkis wird Wasserstoff bezeichnet, der durch die Spaltung von Methan (Erdgas) unter Hitze (Methanpyrolyse) erzeugt wird. Statt CO₂ (wie bei der Verbrennung) entsteht bei diesem Prozess neben Wasserstoff fester Kohlenstoff. Bleibt dieser gebunden (z.B. durch Einsatz in der Bau- und Werkstoffindustrie) und stammt die eingesetzte Energie für den thermischen Prozess aus regenerativen Quellen, handelt es sich um eine Herstellung ohne CO₂-Entstehung. Da bei der Förderung des Ausgangsmaterials Erdgas aber CO₂-Emissionen entstehen und aus Gründen der Wirtschaftlichkeit der Kohlenstoff oft auch verbrannt wird, ist der türkise Wasserstoff meist nicht komplett klimaneutral.

Nicht immer klimaneutral

Erdgas ist auch das Ausgangsprodukt für blauen Wasserstoff. Mit einem „Dampfreformierung“ genannten Verfahren wird der Wasserstoff vom Kohlenstoffdioxid getrennt. Das abgeschiedene gasförmige CO₂ kann unterirdisch gelagert werden. So gelangt es beim Herstellungsprozess tatsächlich nicht in die Atmosphäre. Die Fachleute sind aber uneinig, ob man blauen Wasserstoff als CO₂-neutral bezeichnen kann. Denn die Langzeitfolgen der Speicherung sind nicht bekannt, und Leckagen könnten zu negativen Umwelt- und Klimaeinflüssen führen. 

Ist von grauem Wasserstoff die Rede, stammt dieser ebenfalls aus einem fossilen Brennstoff. Das ist heute meist Erdgas. Wird Kohle bei der Produktion eingesetzt, ist auch schon mal von braunem Wasserstoff die Rede. Um den Wasserstoff zu lösen, wird auch wie beim blauen Wasserstoff Dampf eingesetzt. Das entstehende CO₂ wird jedoch ungenutzt in die Atmosphäre abgegeben. Je Tonne Wasserstoff entstehen laut Bundesumweltministerium zehn Tonnen CO₂. Das verstärkt den Treibhauseffekt. Von grauem Wasserstoff wird manchmal auch gesprochen, wenn zur Elektrolyse (also bei der Gewinnung von Wasserstoff aus Wasser) keine erneuerbaren Energien genutzt werden.

Deine eigene Energiewende

Nur grüner Wasserstoff ist klimaneutral, da ohne fossile Rohstoffe produziert. Er kann ein zentraler Energieträger einer CO₂-freien Zukunft werden. Deine persönliche Zukunfts-Energie kannst Du schon heute bekommen: Ökostrom und Ökogas von schweizstrom.

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