Farben des Wasserstoffs

Es gibt eine ganze Palette von Wasserstoff-„Farben“. Der Farbton gibt Aufschluss über Herstellungsart und Klimabilanz des Wasserstoffs, allerdings ist die Farbgebung international und branchenübergreifend nicht einheitlich definiert. Manche Wasserstoff-Farben haben dieselbe Bedeutung, während manche Bedeutungen mehreren Farben zugeordnet werden. Hier finden Sie eine Übersicht der gängigen Farben und ihrer Bedeutungen.

Grundsätzlich werden die Wasserstoff-Farben in drei Kategorien eingeteilt:

1. Fossil
2. CO₂-arm
3. Erneuerbar

Fossiler Wasserstoff

Grauer Wasserstoff wird aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Oftmals wird dabei nicht zwischen verschiedenen fossilen Brennstoffen unterschieden. Grundsätzlich bedeutet die Bezeichnung „grauer“ Wasserstoff, dass dieser aus fossilen Kohlenwasserstoffen wie Erdgas gewonnen wurde. Dies geschieht entweder „traditionell“ mittels Dampfreformierung oder durch Elektrolyse mit Strom aus fossilen Brennstoffen.

Bei der Dampfreformierung reagiert Methan mit stark erhitztem Wasserdampf zu Kohlenmonoxid und Sauerstoff. In einem zweiten Schritt, der sogenannten Wassergas-Shift-Reaktion, reagiert das Kohlenmonoxid wieder mit Wasserdampf, wodurch mehr Wasserstoff und CO₂ entstehen. Dieses entweicht ungenutzt in die Atmosphäre. Bei der Produktion einer Tonne Wasserstoff entstehen auf diese Weise rund 10 Tonnen CO₂. Heute werden in Deutschland noch etwa 90 % des Wasserstoffs aus fossilen Quellen erzeugt. Davon entstehen rund 40 % per Dampfreformierung, weitere ca. 50 % entstehen als Nebenprodukt von Raffinerie- und Chemieprozessen.

Bei genauerer Betrachtung wird fossiler Wasserstoff noch wie folgt unterteilt:

Schwarzer Wasserstoff wird mittels Vergasung von Steinkohle hergestellt.

Brauner Wasserstoff wird mittels Vergasung von Braunkohle hergestellt.

Golden oder weiß ist Wasserstoff, wenn er aus natürlichen Vorkommen gewonnen wird. Natürliche Wasserstoff-Reservoirs sind selten und kaum erforscht. Bisher haben Wissenschaftler bereits Ophiolitische Massive – Mantelgestein aus der ozeanischen Kruste, das auf die Kontinente verdrängt wurde – als hyperalkalische Quellen, in denen sich Wasserstoffblasen bilden, identifiziert. Diese großen und häufig vorkommenden geologischen Formationen könnten potenzielle Orte für Wasserstoffvorkommen sein. Der darin enthaltene Wasserstoff lässt sich beispielsweise mithilfe von Fracking-Technologien gewinnen.

CO₂-armer Wasserstoff

Als gelb wird Wasserstoff bezeichnet, wenn zum Betrieb der Elektrolyseure Netzstrom verwendet wird – in der Regel ein Mix aus erneuerbaren und fossilen Energieträgern. Manchmal wird die Bezeichnung gelber Wasserstoff auch für Wasserstoff verwendet, der mittles Kernstrom produziert wurde.

Von blauem Wasserstoff wird gesprochen, wenn das im Produktionsprozess entstehende CO₂ abgeschieden, aufgefangen und gelagert wird, sodass es nicht in die Atmosphäre gelangt. Durch diese Speicherung (CCS = Carbon Capture and Storage) wird die Produktion als bilanziell CO₂-neutral betrachtet.

Türkiser Wasserstoff wird über die thermische Spaltung von Methan, die sogenannte Methanpyrolyse, hergestellt. Das Methan wird dabei unter Sauerstoffausschluss in seine Bestandteile Wasserstoff und Kohlenstoff zerlegt. Anstelle von CO₂ entsteht in der Folge fester Kohlenstoff. Das Verfahren ist CO₂-neutral, wenn die Wärmeversorgung des Hochtemperaturreaktors aus erneuerbaren Energiequellen erfolgt und der Kohlenstoff dauerhaft gebunden wird. Alternativ kann der feste Kohlenstoff unter anderem in der Chemieindustrie als Rohstoff verwendet werden.

Rosa/ Pinker/ Roter oder Violetter Wasserstoff entsteht, wenn zum Betrieb der Elektrolyse Strom aus Kernkraft verwendet wird.

Erneuerbarer Wasserstoff

Grüner Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser hergestellt. Dabei wird Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Grün ist der Wasserstoff allerdings nur, wenn ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien zum Einsatz kommt. Die Produktion erfolgt somit CO₂-frei. Wasserstoff, der aus der Vergasung und Vergärung von Biomasse sowie der Dampfreformierung von Biogas entsteht, gilt zuweilen auch als grüner Wasserstoff.

Als orange wird Wasserstoff bezeichnet, wenn für die Herstellung Bioenergie genutzt wird. Der Wasserstoff wird also aus organischen Stoffen wie Biomasse, Biokraftstoff, Biogas und Biomethan hergestellt. Die organischen Materialien werden üblicherweise aus Abfällen und Reststoffen aus der Land- und Forstwirtschaft, aus Haushalten und der Industrie gewonnen. Dabei handelt es sich um kohlenstoffneutrale Energie. Teilweise meint orangener Wasserstoff aber auch Wasserstoff, der durch Pyrolyse aus Müll produziert wurde.

(Quelle: DIHK/DVGW/Wien Energie GmbH/Erneuerbare Energien Hamburg Clusteragentur GmbH/2024)