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Wasserstoff-Arten

Wasserstoff ist das einfachste und leichteste Element und steht mit dem Symbol H an erste Stelle im Periodensystem. Es ist auf der Erde in nahezu unbegrenzten Mengen vorhanden, allerdings fast ausschließlich in chemischen Verbindungen wie Wasser und anderen organischen Verbindungen – und somit auch in jedem Lebewesen. Wasserstoff selbst ist keine Energiequelle, sondern ein Energieträger, der Energie speichern und transportieren kann. Zu seiner Herstellung muss also Primärenergie aufgewendet werden. Abhängig davon, welche Art Primärenergie zur Erzeugung von Wasserstoff eingesetzt wird, trägt das farb- und geruchlose Gas verschiedene Namen.

Grauer Wasserstoff
Grauer Wasserstoff wird zu hundert Prozent aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Bei seiner Herstellung wird in der Regel Erdgas unter Hitze in Wasserstoff und Kohlendioxid (CO2) aufgespalten. Das Kohlenstoffdioxid wird danach meist ungenutzt in die Atmosphäre abgegeben und verstärkt dadurch den globalen Treibhauseffekt. Grob gesagt entstehen bei der Produktion einer Tonne Wasserstoff rund zehn Tonnen CO2. In der Chemieindustrie fällt Wasserstoff oft sogar als Nebenprodukt an, etwa bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse.

Blauer Wasserstoff
Blauer Wasserstoff ist grauer Wasserstoff, dessen CO2 jedoch bei der Entstehung abgeschieden und gespeichert wurde (englisch: CCS für Carbon Capture and Storage). Das so erzeugte Kohlendioxid gelangt so immerhin nicht in die Atmosphäre, weswegen diese Produktionsweise als CO2-neutral betrachtet wird. Von vielen Akteuren, vor allem von der Erdgasindustrie, wird der blaue Wasserstoff daher als derzeit beste und wirtschaftlichste Alternative betrachtet. Gegen diese Einschätzung spricht allerdings, dass das abgeschiedene CO2 in Bergwerken und alten Erdgaslagerstätten gelagert wird, von denen man nicht weiß, wie sicher und langlebig sie sind. Der Aufwand für das Abscheiden sowie für das Transportieren und Deponieren ist zudem hoch.

Türkiser Wasserstoff
Türkiser Wasserstoff ist Wasserstoff, der über die thermische Spaltung von Methan hergestellt wurde (Methanpyrolyse). Anstelle des gasförmigen CO2 entsteht dabei ein fester Rohstoff, der in der Industrie etwa für die Produktion von Leichtbaustoffen oder die Batteriefertigung genutzt werden kann. CO2-neutral ist dieses Verfahren allerdings nur, wenn die Wärmeversorgung des Hochtemperaturreaktors aus erneuerbaren Energiequellen stammt und der Kohlenstoff dauerhaft gebunden wird.

Grüner Wasserstoff
Grüner Wasserstoff wird bei der Elektrolyse von Wasser gewonnen. Um wirklich „grün“ sein zu können, muss der Strom für die Elektrolyse allerdings ausschließlich aus erneuerbaren Energiequellen stammen. Die Effizienz der Wasserelektrolyse zur Produktion von Wasserstoff liegt derzeit bei rund sechzig Prozent. Das bedeutet rund sechzig Prozent der Energie, die für die Elektrolyse aufgewendet werden, werden auch in Wasserstoff gebunden. Grüner Wasserstoff gilt derzeit als einer der wichtigsten Pfeiler, um die Energiewende voranzutreiben und die Ziele des Pariser Klimaschutzabkommens zu erreichen (siehe auch Tipps zum Thema).

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Tipps zum Thema

News/​Produkte

Bundesministerium stellt Nationale Wasserstoffstrategie vor

Als Erdöl von morgen bezeichnet das BMBF grünen Wasserstoff. Wie die Integration des Energieträgers erfolgen soll, zeigt die im Juni 2020 veröffentliche Strategie.

News/​Produkte

Wasserstoff aus Erdgas

Die Entwicklung eines besonders effizienten Verfahrens zur Methanpyrolyse ist das Ziel eines gemeinschaftlichen Forschungsprojekts von KIT und IASS.

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