Grauer Wasserstoff als umstrittener Energieträger

Wasserstoff als Energieträger gewinnt in der Diskussion um nachhaltige Energiequellen zunehmend an Bedeutung. Neben den bekannten grünen und blauen Wasserstoffarten gibt es auch den grauen Wasserstoff. Diese Variante wird jedoch sehr kontrovers diskutiert. Hier erfährst du, welche Eigenschaften grauer Wasserstoff besitzt und worin seine Bedeutung für die Energiewende besteht. Außerdem findest du Antworten zu den Zukunftsaussichten dieser umstrittenen Wasserstoffart.

Was ist grauer Wasserstoff und wie wird er hergestellt?

Wasserstoff ist grundsätzlich ein farbloses Gas. Aufgrund der verschiedenen Möglichkeiten zum Herstellen von Wasserstiff lässt er sich in vier Farben einteilen: grün, blau, grau und türkis. Grauer Wasserstoff entsteht genauso wie blauer Wasserstoff durch die Dampfreformierung fossiler Brennstoffe wie Erdgas oder Kohle.

Neben Wasserstoff entsteht dabei das Kohlenstoffdioxid (CO₂) als Nebenprodukt, welches in die Atmosphäre gelangt. Zur Veranschaulichung: Durch die Produktion von einer Tonne des grauen Wasserstoffs fallen zehn Tonnen CO₂ an.

Grauer Wasserstoff erhält seine Klassifizierung immer dann, wenn für die Elektrolyse von Wasser keine erneuerbaren Energiequellen zur Anwendung kommen. In diesem Fall ist grauer Wasserstoff das Gegenteil zum umweltverträglichen grünen Wasserstoff. Der grüne Wasserstoff entsteht ausschließlich aus erneuerbaren Energien, ohne dabei CO₂ zu produzieren.

Interessant: Wenn bei der Herstellung von Wasserstoff auch Braunkohle zu den Grundstoffen gehört, fällt mitunter der Begriff des braunen Wasserstoffs. Bei der Verwendung von Steinkohle ist dann die Rede von schwarzem Wasserstoff.

Optionen zum Speichern des grauen Wasserstoffs

Um grauen Wasserstoff nach der Herstellung zu speichern, lassen sich vier verschiedene Varianten anwenden, hinter denen jeweils eine bestimmte Technologie steht.

• flüssig bei minus 253 Grad Celsius im Tank: Grauer Wasserstoff lässt sich verflüssigt in speziellen Tanks speichern. Diese Methode eignet sich für das Speichern großer Mengen von Wasserstoff.
• gasförmig in kleinen Mengen: Unter hohem Druck ist es möglich, grauen Wasserstoff gasförmig in kleinen Mengen in Hochdrucktanks aufzubewahren. Diese Option ist insbesondere eine gute Lösung für den Einsatz in Fahrzeugen.
• Speicherung mittels Metallhydriden: Gasförmiger Wasserstoff zerfällt in Kontakt mit Metallhydriden, das sind chemische Verbindungen wie Lithiumhydrid, zu atomarem Wasserstoff. Diese Methode eignet sich eher für kleine Speicher und Spezialanwendungen.
• flüssige organische Wasserstoffträger: Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC) speichern Wasserstoff in flüssigen Trägermedien, zu denen etwa chemische Verbindungen wie Benzyltoluol gehören. Diese Technologie erfüllt seinen Zweck bei der Speicherung größerer Mengen.

Verwendung von CO₂ als Differenzierungsmerkmal

Den größten Unterschied zwischen den beiden Wasserstoffarten blau und grau macht die weitere Verwendung von CO₂ als Nebenprodukt aus. Bei der Produktion des blauen Wasserstoffs lässt sich das CO₂ mithilfe der CCS-Technologie (Carbon Capture and Storage) abtrennen und speichern oder anderweitig zur Minderung der Emissionen nutzen. Beim grauen Wasserstoff geschieht die Aufbewahrung nicht, sodass klimaschädliches CO₂ in die Atmosphäre gelangt.

Grauer Wasserstoff vs. grüner Wasserstoff

Grüner Wasserstoff gilt als klimaverträgliche Alternative zum grauen Wasserstoff. Bei der Herstellung werden einerseits erneuerbare Energien genutzt und andererseits keine CO₂-Emissionen verursacht.

Allerdings steckt die Produktion grüner Wasserstoffvorräte noch in den Kinderschuhen und führt aktuell zu hohen Kosten. Die Technologie der Elektrolyse lässt sich anpassen. Ebenso ist der Aufbau der Infrastruktur möglich. Wenn das gelingt, kann die Produktion des grauen Wasserstoffs reduziert werden. Das wirkt sich wiederum positiv auf die damit verbundenen CO₂-Emissionen aus.

Nutzung des grauen Wasserstoffs in der Wirtschaft

Vor allem in der Industrie ist grauer Wasserstoff ein häufig verwendeter Bestandteil, insbesondere in Branchen der chemischen Industrie oder in der Stahlproduktion.

Wasserstoff mit einer grauen Klassifizierung dient als wichtiger Rohstoff für das Herstellen von Ammoniak, Methanol und anderen chemischen Produkten. Er übernimmt in der Industrie die Funktion einer Übergangslösung. Dies dient dazu, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu minimieren, bis grüner Wasserstoff in ausreichenden Mengen verfügbar ist.

Vorteile und Nachteile im Überblick

Trotz seiner geringen Umweltverträglichkeit bietet grauer Wasserstoff aktuell einige Vorteile. Die Wasserstoffart ist auf dem Markt sofort verfügbar, weil die dafür nötige Infrastruktur bereits besteht. Außerdem ist die Herstellung des grauen Wasserstoffs häufig kostengünstiger als beim grünen oder blauen Wasserstoff. Sein entscheidender Nachteil sind allerdings die bei der Herstellung freigesetzten CO₂-Emissionen. Sie richten die Klimabilanz negativ aus.

Grauer Wasserstoff bleibt umstritten und trotzdem nützlich

Beim Herstellen des grauen Wasserstoffs entsteht CO₂ als Nebenprodukt. Trotzdem führt der Einsatz dieser Wasserstoffart in der Industrie zur Einsparung von CO₂-Emissionen. Das klingt im ersten Moment überraschend, aber das gilt insbesondere dann, wenn grauer Wasserstoff die Verwendung von fossilen Brennstoffen ersetzt.

Trotzdem wird die Umweltbilanz des grauen Wasserstoffs kontrovers diskutiert. Bisher trägt er jedoch weiter als Übergangslösung dazu bei, die CO₂-Ausstöße vorübergehend zu minimieren, bis grüner Wasserstoff bereitsteht.

*Die Werte für die elektrische Reichweite und den Stromverbrauch Ihres Fahrzeugs können von den gemessenen oder berechneten Werten abweichen, da das Fahrverhalten sowie andere Faktoren (wie Außentemperatur, Einsatz von Komfort-/Nebenverbrauchern, Straßenverhältnisse, Verkehr, Fahrzeugzustand, Reifendruck, Zuladung, Anzahl der Mitfahrer usw.) einen Einfluss auf die elektrische Reichweite und den Stromverbrauch haben.