Im Rahmen der stetig wachsenden Suche nach nachhaltigen Energiequellen wird Wasserstoff als klimafreundlicher Energieträger immer interessanter. Diese Entwicklung vereint wissenschaftliche Erkenntnisse, Umweltverantwortung und die Förderung grüner Mobilität zu einem zukunftsfähigen Ansatz.
Als besonders klimaverträglich gilt grüner Wasserstoff, doch auch türkisfarbiger Wasserstoff hat das Potenzial, die Energiebranche zu verändern. Du erfährst hier, woher die Wasserstoffart seinen Namen hat, wie sie entsteht und ob sie als Energieträger eine Zukunft besitzt.
Der Toyota Mirai ist das erste serienmäßige Wasserstoffauto, das ohne CO₂-Emissionen auf der Straße unterwegs ist.
Energieverbrauch Toyota Mirai, (Brennstoffzelle, Wasserstoff), Elektromotor 134 kW (182 PS), kombiniert: 0,79-0,89 kg/100 km, CO2-Emissionen kombiniert: 0 g/km, CO2-Klasse: A*
Türkisfarbener Wasserstoff existiert als farbloses Gas und gehört zu den vier wichtigsten Wasserstoffarten. Wie der grüne, blaue und graue Wasserstoff verdankt der türkisfarbene Wasserstoff seinen Namen dem Herstellungsprozess. Im Vergleich zu den anderen Wasserstoffarten ist türkisfarbener Wasserstoff nach grünem Wasserstoff die umweltverträglichste Variante und dadurch als Energieträger vielseitig einsetzbar. Anwendungsbereiche sind der Verkehrssektor, die Stahl- und Chemieindustrie sowie der Wärmesektor.
Meistens wird Wasserstoff durch das Verfahren der Dampfreformierung gewonnen. Allerdings entsteht hier als umweltschädliches Nebenprodukt auch Kohlenstoffdioxid. Türkiser Wasserstoff bildet sich durch die sogenannte Methanpyrolyse. Dabei wird Methan, was vornehmlich in Erdgas vorhanden ist, in Wasserstoff und festen Kohlenstoff gespalten.
Anders als bei der Herstellung anderer Wasserstoffarten entsteht bei der Methanpyrolyse kein klimaschädliches CO₂ als Nebenprodukt. Stattdessen bindet sich das CO₂ in festem Kohlenstoff. Dies macht türkisfarbigen Wasserstoff neben dem grünen Wasserstoff zur klimafreundlichsten Wasserstoffvariante.
Türkisfarbener Wasserstoff ist gut, weil zum Herstellen weniger Energie zum Einsatz kommt. Damit weist die Wasserstoffpyrolyse deutliche Kostenvorteile gegenüber anderen Energieträgern auf. Auch gegenüber der Dampfreformierung (blauer und grauer Wasserstoff) ist die Pyrolyse deutlich wirtschaftlicher und damit konkurrenzfähiger.
Vorwiegend in der Stahl- und Chemieindustrie spielt der Einsatz des türkisfarbigen Wasserstoffs als klimaneutraler Energieträger eine vielversprechende Rolle. Treibhausgas-Emissionen lassen sich in der Industriebranche vollständig vermeiden, wenn erneuerbare Energien die Basis bilden.
Damit Maßnahmen für den Klimaschutz wirksam bleiben, müssen industrielle Prozesse jedoch nicht nur auf der Basis von erneuerbaren Energieträgern wie Wasserstoff funktionieren. Auch das Umrüsten und Weiterentwickeln der Produktion von Wasserstoff auf CO₂-freie Varianten tragen dazu ihren Anteil bei. Die Bundesregierung entwickelte die Wasserstoffstrategie, um diese Herausforderungen anzugehen und zu lösen.
Türkisfarbiger Wasserstoff gilt häufig als Brückentechnologie, weil er den Weg zu vollständig erneuerbaren Energiequellen unterstützt. Bis der grüne Wasserstoff flächendeckend einsetzbar ist, könnte türkisfarbiger Wasserstoff theoretisch als Brückentechnologie dabei helfen, die Umweltbelastung zu reduzieren. In der Praxis sieht das leider anders aus, denn türkisfarbiger Wasserstoff lohnt sich als kurzfristige Übergangslösung eher nicht, weil die Wasserstoffart nicht schnell genug bereitsteht.
Wasserstoff ist ein Grundstoff, der als alternativer Kraftstoff (Stichwort Dekarbonisierung) im Verkehr eingesetzt werden kann. Wasserstoff in Verbindung mit Elektromotoren in Brennstoffzellen ist die effizienteste Option, wenn Wasserstoff als alternativer Kraftstoff im Verkehrssektor zur Anwendung kommt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Wasserstoff direkt in Motoren zu verbrennen, was jedoch deutlich weniger effizient ist.
Das chemische Element gilt als eine klimaneutrale Alternative für Kraftstoff. Allerdings schätzt das Umweltbundesamt im Straßenverkehr diese Variante als die teuerste der verfügbaren alternativen Antriebsarten ein. Wasserstoff als Kraftstoff ist deshalb vornehmlich dort sinnvoll, wo hohe Anforderungen an Reichweite bestehen. Beispiele hierfür sind der Luftverkehr, Züge oder Schiffsantriebe.
Methan gilt als sehr aktives Treibhausgas. Es ist ein Bestandteil in Erdgas. Beim Transport von Erdgas entweicht häufig eine gewisse Menge von Methan in die Atmosphäre. Deshalb steht auch Erdgas aufgrund seiner Emissionen in Form von Methan als umweltverträglicher Energieträger in der Diskussion.
Eine weitere Herausforderung bei der Umwandlung von Wasserstoff ist der entstehende feste Kohlenstoff. Bei der Produktion einer Tonne Wasserstoff entstehen etwa drei Tonnen Kohlenstoff. Dieser Kohlenstoff lässt sich speichern oder anderweitig verwenden. Um das Prädikat der Klimaneutralität nicht einzubüßen, müsste der feste Kohlenstoff bei einer weiteren Nutzung streng kontrolliert werden.
Durch die im Juli 2023 aktualisierte nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung gilt Wasserstoff als zukunftsträchtiger und besserer Energieträger. Anders als grauer Wasserstoff und blauer Wasserstoff schneidet türkisfarbener Wasserstoff kostenmäßig besser ab. Wenn die Energie zur Herstellung klimaneutral bleibt, ist auch türkisfarbiger Wasserstoff eine zukunftsfähige Wasserstoffart.
Allerdings gibt es dafür eine Voraussetzung. Der Umgang und die Nutzung des entstehenden Kohlendioxids müssen sich verbessern. Dies gilt insbesondere für die Form des gebundenen Kohlenstoffs. Eine vollständige Untersuchung der Gefahren für die Umwelt, die durch unterirdisches Lagern von Kohlenstoff ausgehen, fand bisher nicht statt. Daher besteht für eine umweltpolitische Einordnung zunächst noch ein verstärkter Forschungsbedarf.
Außerdem gilt es, die Infrastruktur für Wasserstoff zu schaffen. Dazu gehören die Bereiche der Herstellung, des Transports, der Speicherung und der Verteilung. Eine funktionierende Infrastruktur ist die beste Voraussetzung für eine überregionale Versorgung mit Wasserstoff.
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