Die Farben des Wasserstoffs

Fossiler Wasserstoff

Grauer Wasserstoff wird aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Oftmals wird dabei nicht zwischen den verschiedenen fossilen Brennstoffen unterschieden. Wenn man es genauer betrachtet, bedeutet grauer Wasserstoff, dass dieser aus fossilen Kohlenwasserstoffen wie Erdgas gewonnen wurde. Entweder „traditionell“ mittels Dampfreformation oder auch durch Elektrolyse mit Strom aus fossilen Brennstoffen. Bei der Dampfreformation reagiert das Methan im Wasserdampf mit Sauerstoff. In diesem Produktionsprozess entsteht CO₂, das ungenutzt in die Atmosphäre abgegeben wird. Bei der Produktion einer Tonne Wasserstoff entstehen rund 10 t CO₂. Auch heute entsteht in Deutschland noch etwa 90 % des Wasserstoffs aus fossilen Quellen. 40 % des benötigten Wasserstoffs werden per Dampfreformierung produziert. Weitere rund 50 % entstehen als Nebenprodukt aus 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 häufigen geologischen Formationen könnten potenzielle Orte für Wasserstoffvorkommen sein. Der darin vorkommende Wasserstoff lässt sich beispielsweise mittels Frackingtechnologien gewinnen.

CO₂-armer Wasserstoff

Als gelb wird Wasserstoff bezeichnet, wenn zum Betrieb der Elektrolyse Strom aus einem Energiemix (aus erneuerbaren und fossilen Energieträgern) verwendet wird. Manchmal wird die Bezeichnung gelber Wasserstoff aber 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 Methanpyrolyse, hergestellt. Das Methan wird unter Sauerstoffausschluss in die Bestandteile Wasserstoff und Kohlenstoff zerlegt. Anstelle von CO₂ entsteht dabei fester Kohlenstoff. Das Verfahren ist CO₂-neutral, wenn die Wärmeversorgung des Hochtemperaturreaktors aus erneuerbaren Energiequellen erfolgt und der Kohlenstoff dauerhaft gebunden wird. Alternativ wird der feste Kohlenstoff als Rohstoff unter anderem in der Chemieindustrie verarbeitet.

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. Weitere Produktionsarten von grünem Wasserstoff sind die Vergasung und Vergärung von Biomasse sowie die Dampfreformierung von Biogas.

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.

Zur Kurzstudie „Wasserstoff-Farbenlehre“ des Berliner Instituts für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V. (IKEM)

Essen (Oldenburg): Wasserstoff-Start-up nimmt Pilotanlage in Betrieb

Das 2022 gegründete Start-up schrand.energy hat seine Wasserstoff-Pilotanlage in Essen (Oldenburg) in Betrieb genommen. Damit sei nun erstmals die ganzjährige Versorgung lokaler Industrieunernehmen mit erneuerbarer Energie möglich. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse plant das Unternehmen den Bau weiterer Anlagen für Industrie, Gewerbe und Landwirtschaft.

„Deutschland liegt bei Wasserstoff-Patenten sehr weit vorne”

Im Interview mit H₂News spricht Patentanwältin Dr. Eva Bock über das Patentrecht und gibt Einblicke in die spannenden Innovationen im Wasserstoffsektor. Zudem erklärt sie, warum die Patentierung im H₂-Sektor besondere Herausforderungen birgt, wie Deutschland im internationalen Wettbewerb steht und weshalb sie aktuell optimistisch in die Zukunft blickt.

Kooperation startet Serienproduktion von Elektrolyse-Stacks

Ecoclean und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) haben ihre Kooperation erweitert. Nach der Entwicklung des EcoLyzer-Systems wollen die beiden Partner nun eine wirtschaftliche Serienproduktion für Elektrolyse-Stacks mit hohem Wirkungsgrad etablieren. Diese bilden das Herzstück der alkalischen Druckelektrolyse-Anlage und bestimmen die Effizienz der gesamten Wasserstofferzeugung maßgeblich.