Farben des Wasserstoffs

Warum kann Wasserstoff farbig sein?

Wasserstoff ist eigentlich ein farb- und geruchloses Gas. Trotzdem tauchen im Zusammenhang mit Wasserstoff und rund um die Zukunft der Energieerzeugung verschiedene Farben auf. Was steckt dahinter?

Bis 2050 will Deutschland klimaneutral sein. Dabei soll Wasserstoff als Energieträger eine wichtige Rolle spielen. Denn bei der Verbrennung entstehen keine klimaschädlichen Gase. Für den Herstellungsprozess existieren aktuell unterschiedliche Verfahren. In der Regel wird in der Elektrolyse Wasser mithilfe von Strom in seine molekularen Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. So wird beispielsweise grüner Wasserstoff mittels Elektrolyse von Wasser unter Verwendung von erneuerbaren Energiequellen wie Wind- oder Solarenergie hergestellt. Dieser wird dann als klimaneutral bezeichnet.

Doch Wasserstoff ist nicht gleich Wasserstoff. Ob grün, blau, grau oder türkis, je nach Art der Produktion trägt Wasserstoff unterschiedliche Namen.

Wie wird Wasserstoff eingesetzt und welche Bedeutung hat die Farbe?

Die Einsatzmöglichkeiten für Wasserstoff sind vielfältig. So lässt sich mit Wasserstoff Wärme und Strom erzeugen oder im Bereich Mobilität lassen sich mit Brennstoffzellen Fahrzeuge antreiben. Auch in Industrieprozesse kann Wasserstoff als Rohstoff zum Einsatz kommen und somit zur Dekarbonisierung energieintensiver Branchen, wie z.B. der Stahlindustrie, beitragen. Zusätzlich gilt Wasserstoff als effizienter Speicher für Strom aus erneuerbaren Energien, der an wind- und sonnenreichen Tagen erzeugt und nicht verbraucht wird.  

Die Art der Erzeugung des Wasserstoffs unterscheidet man mittels Farben. Aktuell existiert die folgende Farbpalette:

• Weißer Wasserstoff: Der weiße Wasserstoff gehört im Grunde genommen nicht in diese Aufzählung, da hiermit der natürliche, im Untergrund vorkommende, Wasserstoff bezeichnet wird. Bisher liegen jedoch nur wenig belastbare Daten zu weltweiten Vorkommen und möglichen Förderverfahren vor. Der Vorteil einer kommerziellen Nutzung wäre eine “natürliche” Klimaneutralität.
• Grauer Wasserstoff: Durch sogenannte Dampfreformierung wird grauer Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen hergestellt. Dabei wird in der Regel Erdgas unter Zufuhr von Hitze in Wasserstoff und Kohlendioxid umgewandelt. Dieses Verfahren wird bereits in der Industrie verwendet. Es ist jedoch mit erheblichen CO₂-Emissionen verbunden.
• Blauer Wasserstoff: Auch der blaue Wasserstoff wird unter Einsatz der Dampfreformierung produziert. Die dabei entstehenden CO₂-Emissionen werden mittels CO₂-Abscheidung und -speicherung (Carbon Capture and Storage, CCS) eingefangen und unterirdisch gespeichert. Dadurch reduziert sich der CO₂-Fußabdruck des blauen Wasserstoffs erheblich und kann als emissionsarm bezeichnet werden.
• Grüner Wasserstoff: Als klimaneutral gilt grüner Wasserstoff. Denn in der Elektrolyse wird Strom aus erneuerbarer Energie eingesetzt, um Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zu spalten. Der erzeugte Wasserstoff entsteht somit ohne den Ausstoß klimaschädlicher Gase. Die Bundesregierung hat hierzu eine Nationale Wasserstoffstrategie (NWS) zur Entwicklung und Nutzung von grünem Wasserstoff aufgestellt und sieht diesen als einen zentralen Baustein für eine klimaneutrale, nachhaltige Zukunft.
• Türkiser Wasserstoff: Diese Herstellungsmethode befindet sich noch in der Erprobungsphase. Der türkisene Wasserstoff entsteht durch eine thermische Spaltung von Methan (Methanpyrolyse). Anstelle von klimaschädlichen Gasen entsteht fester Kohlenstoff, der dann nicht in die Atmosphäre entweicht. Um entsprechend klimaneutral sein zu können, muss die Wärmeversorgung für den Hochtemperaturreaktor aus erneuerbarer Energie erfolgen.
• Orangener Wasserstoff: Diese Form des Wasserstoffs entsteht auf der Grundlage von Abfällen, Biomasse und Reststoffen. Dabei wird beispielsweise Strom aus Abfallverwertungsanlagen verwendet und ist dementsprechend nicht frei von CO₂-Emissionen.
• Pinker oder gelber Wasserstoff: Der Wasserstoff stammt aus der Nutzung von Kernenergie. Dadurch ist dieser zwar klimaneutral, aber es entstehen große Mengen radioaktiver Abfall, der über Jahrtausende sicher und dauerhaft endgelagert werden muss.
• Brauner bzw. Schwarzer Wasserstoff: Bei diesem Wasserstoff handelt es sich um die “schmutzigste” Form des Wasserstoffs. Denn zur Erzeugung wird Strom aus Braun- bzw. Steinkohle verwendet.