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Die Farben des Wasserstoffs

Wasserstoff hat viele Farben: Häufig ist von grünem, türkisem, blauem und grauem Wasserstoff die Rede. Da der vielseitige Energieträger eigentlich ein farbloses Gas ist, stellt sich die Frage, was diese Farben konkret bedeuten. Wir zeigen, in welche Farben Wasserstoff eingeteilt wird, welche Bedeutung hinter ihnen steckt und wie diese mit dem Klimaschutz zusammenhängen.

Welche Farben hat Wasserstoff?

Wasserstoff hat im eigentlichen Sinne keine Farbe. Das farblose Gas gilt als effizienter und klimaneutraler Energieträger für die Wärmeversorgung, da es einen sehr viel höheren Heizwert als zum Beispiel Heizöl oder Erdgas besitzt und bei seiner Verbrennung keine umwelt- oder klimaschädlichen Stoffe freigesetzt werden. Wasserstoff lässt sich zudem einfach speichern, sodass überschüssiger Strom sinnvoll weiterverwendet werden kann. Trotz dieser positiven Eigenschaften und der wichtigen Beiträge, die Wasserstoff zum Klimaschutz leistet, muss bei der Wasserstoffproduktion im Hinblick auf Klimaschutz genauer hingesehen werden. Die Unterteilung des Wasserstoffes in unterschiedliche Farben dient dazu, Aufschluss über die zugrunde liegende Wasserstoffproduktion, die jeweils verwendeten Energiequellen sowie die Klimaneutralität des Wasserstoffs zu geben.

Die Farben des Wasserstoffs

Grüner Wasserstoff 

Als grüner Wasserstoff wird Wasserstoff bezeichnet, der durch die Elektrolyse von Wasser CO2-neutral hergestellt wird. Bei der Elektrolyse wird Wasser in seine Komponenten Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten. Der dazu benötigte Strom wird aus erneuerbaren Energiequellen, zum Beispiel Windkraft, Wasserkraft oder Solarenergie, gewonnen. Weder die Herstellung noch die Endprodukte Wasserstoff und Sauerstoff sind umwelt- oder klimaschädlich, sodass grüner Wasserstoff klimaneutral ist. Deswegen legt EWE den Fokus auf diese Variante.

Um große Mengen grünen Wasserstoffs zu produzieren, brauchen wir deutlich mehr Stromerzeugungskapazitäten aus erneuerbaren Energien. Damit grüner Wasserstoff auch wirtschaftlich konkurrenzfähig wird, muss der Strompreis außerdem günstig sein. Ein wichtiger Hebel dafür wäre, die Abgaben und Umlagen auf den Strom zu reformieren. 

Die Farben des Wasserstoffs

Türkiser Wasserstoff

Türkiser Wasserstoff entsteht durch ein thermisches Verfahren, bei dem Erdgas mittels Methanpyrolyse in Wasserstoff und festen Kohlenstoff gespalten wird. Sofern der Kohlenstoff dauerhaft gebunden bleibt und nicht bei der Weiterverarbeitung verbrannt wird, ist auch dieses Verfahren CO2-neutral. Die zur Spaltung des Methans verwendeten Reaktoren beziehungsweise Hochöfen sollten dazu auch mit erneuerbaren Energien betrieben werden. Hinzu kommt bei der Bewertung von türkisem Wasserstoff, dass bei der Förderung des Ausgangsmaterials Erdgas häufig ebenfalls Emissionen entstehen. Türkiser Wasserstoff ist somit im Hinblick auf den gesamten Entstehungsprozess und die Weiterverarbeitung des Beiprodukts Kohlenstoff zumeist nicht komplett klimaneutral.

Die Farben des Wasserstoffs

Blauer Wasserstoff

Blauer Wasserstoff resultiert aus der Dampfreduzierung von Erdgas. Das Erdgas wird dabei in Wasserstoff und CO2 gespalten. Das Kohlenstoffdioxid wird bei diesem Verfahren der Dampfreformierung aber nicht in die Atmosphäre ausgestoßen, sondern gespeichert oder industriell weiterverarbeitet. Mittels der Carbon Capture and Storage-Technik (CSS) kann CO2 unterirdisch gelagert werden. Somit kommt es auch beim blauen Wasserstoff zu keinerlei CO2-Emissionen. Die Langzeitfolgen der Speicherung sind allerdings unklar und durch Leckagen kann es dennoch zu negativen Umwelt- und Klimaeinflüssen kommen.

Die Farben des Wasserstoffs

Grauer Wasserstoff

Grauer Wasserstoff ist das Gegenteil von grünem Wasserstoff, da er nicht klimaneutral ist. Grauer Wasserstoff entsteht durch die Dampfreformierung fossiler Brennstoffe wie Erdgas oder Kohle, bei der das Abfallprodukt CO2 direkt in die Atmosphäre abgegeben wird. Pro gewonnener Tonne Wasserstoff entstehen gleichzeitig zehn Tonnen Kohlenstoffdioxid, sodass sich grauer Wasserstoff klimaschädlich auswirkt. Ebenfalls von grauem Wasserstoff spricht man, wenn zur Elektrolyse von Wasser kein grüner Strom, sondern Strom aus fossilen Brennstoffen und nicht erneuerbaren Energiequellen verwendet wird.

Weitere Farben von Wasserstoff

Mitunter werden Wasserstoff je nach Herstellung weitere Farben zugeschrieben. Bei rotem, rosa beziehungsweise violettem Wasserstoff werden die Elektrolyseure aus Atomkraft gespeist. Gelber Wasserstoff bezeichnet die Wasserstoffproduktion aus einer Mischung erneuerbarer Energien und fossiler Brennstoffe. Wenn Wasserstoff lediglich als Abfallprodukt anderer chemischer Verfahren entsteht, spricht man von weißem Wasserstoff. Die Nutzung des Brennstoffes Kohle als Energieträger produziert wiederum braunen Wasserstoff. 

Die Farben des Wasserstoffs und Klimaschutz

Wasserstoff gilt als klimaneutraler und effizienter Energieträger. Bei seiner Verbrennung entsteht lediglich Wasserdampf und es werden keine umweltschädlichen Stoffe freigesetzt. Wasserstoff ist zudem einfach zu speichern, sodass Elektrolyseure überschüssigen Strom, zum Beispiel aus erneuerbaren Energien, sinnvoll zur Wasserstoffproduktion verwenden können. Mit Blick auf Umwelt- und Klimaschutz ist Wasserstoff somit ein vielversprechender und zukunftsfähiger Energieträger. Die Produktion und Gewinnung von Wasserstoff müssen jedoch differenzierter betrachtet werden. 
Die verschiedenen Verfahren, Beiprodukte und eingesetzten Energiequellen beeinflussen, wie klimaneutral die Wasserstoffproduktion tatsächlich ist. Die Einteilung von Wasserstoff nach Farben in grünen, türkisen, blauen und grauen Wasserstoff lässt somit Rückschlüsse auf seine jeweilige Klimaneutralität zu. Industrie und Unternehmen sollten den Ausbau der erneuerbaren Energien vorantreiben, um in Zukunft vermehrt auf grünen Wasserstoff setzen zu können. Nur dieser ist absolut klimaneutral und dient dem effektiven Klimaschutz.

Häufig gestellte Fragen zu den Farben

In welche Farben wird Wasserstoff unterschieden und welche Bedeutungen haben sie?

Wasserstoff wird primär in die Farben Grün, Türkis, Blau und Grau eingeteilt. Diese Farben geben Aufschluss über die Herstellungsart von Wasserstoff, die verwendeten Energieträger und Energiequellen sowie die entsprechende Klimaneutralität:

  • Grüner Wasserstoff: gewonnen aus Elektrolyse von Wasser mit dem Beiprodukt Sauerstoff unter Verwendung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen > 100% klimaneutral
  • Türkiser Wasserstoff: gewonnen aus Spaltung von Methan mit dem Beiprodukt fester Kohlenstoff; je nach Energiequelle, Förderung des Erdgases und Weiterverarbeitung des festen Kohlenstoffes können Emissionen entstehen > nicht 100% klimaneutral
  • Blauer Wasserstoff: gewonnen aus Spaltung von Methan mit Beiprodukt CO2, das gespeichert und nicht ausgestoßen wird > klimaneutral, aber Langzeitwirkung der CO2-Speicherung ungewiss
  • Grauer Wasserstoff: gewonnen mittels Spaltung fossiler Brennstoffe und Strom aus fossilen Energien > 100 % klimaschädlich
Was ist der Unterschied zwischen grünem und blauem Wasserstoff

Der Unterschied zwischen grünem und blauem Wasserstoff liegt darin, dass bei blauem Wasserstoff CO2 als Beiprodukt entsteht. Bei grünem Wasserstoff entsteht durch die Elektrolyse von Wasser lediglich Sauerstoff als Nebenprodukt, sodass grüner Wasserstoff vollkommen klimaneutral ist. Auch die Herstellung von blauem Wasserstoff ist im Grunde emissionsfrei und klimaneutral. Das entstandene Kohlenstoffdioxid muss jedoch unterirdisch gelagert werden und kann durch Leckagen zu Umweltschäden führen. Zudem sind die Langzeiteffekte der unterirdischen Lagerung noch ungewiss. Grüner Wasserstoff ist im Vergleich zu blauem Wasserstoff daher die sicherere Alternative und am besten für den Klimaschutz.

Welche Wasserstofffarbe ist die beste?

Im Hinblick auf Klimaschutz und Klimaneutralität ist grüner Wasserstoff mit Abstand die beste Wahl. Bei der Herstellung von grünem Wasserstoff werden ausschließlich erneuerbare Energien verwendet und es entstehen keine problematischen oder schädlichen Beiprodukte. Grüner Wasserstoff ist somit vollkommen klimaneutral. Türkiser und blauer Wasserstoff werden aus Erdgas gewonnen. Hier kann bereits die zugrunde liegende Förderung des Erdgases mit Umweltschäden und Emissionen verbunden sein. Die Lagerung oder Weiterverarbeitung der jeweiligen Beiprodukte CO2 beziehungsweise Kohlenstoff können ebenfalls einer Klimaneutralität von türkisem und blauem Wasserstoff entgegenwirken. Bei der Wasserstoffproduktion muss zudem darauf geachtet werden, ob der benötigte Strom für türkisen und blauen Wasserstoff aus erneuerbaren oder fossilen Energiequellen kommt. EWE legt seinen Fokus klar auf den grünen Wasserstoff.

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Ihr Ansprechpartner 

Paul Schneider
Wasserstoffbotschafter von EWE


E-Mail: wasserstoff@ewe.de

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