Entschlüsselung des Wasserstoff-Regenbogens: Was ist das und warum ist es nützlich?
Wasserstoff spielt eine wichtige Rolle bei der Dekarbonisierung, da die Welt bestrebt ist, die globale Erwärmung zu begrenzen. Mit der zunehmenden Aufmerksamkeit, die dieser wichtigen sauberen Energiequelle gewidmet wird, sind farbenfrohe Begriffe wie grüner Wasserstoff, blauer Wasserstoff und grauer Wasserstoff in das immer komplexer werdende Lexikon der Nachhaltigkeits-Schlagwörter eingedrungen. Aber was bedeutet dieses Farbcodierungssystem und warum ist es nützlich?
Wasserstoff wird seit mehr als zwei Jahrhunderten als Kraftstoff verwendet. Obwohl heute Tausende von Fahrzeugen und Maschinen auf der ganzen Welt mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betrieben werden, haben die Komplexität und die Kosten der Wasserstoffproduktion in der Vergangenheit deren weitreichende Einführung behindert.
Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum, kommt jedoch nicht allein in der Natur vor. Wasserstoff muss durch die Trennung von anderen Elementen, etwa in Wasser oder fossilen Brennstoffen, hergestellt werden. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, dies zu erreichen, und jeder dieser Prozesse verbraucht unterschiedliche Mengen an Energie und erzeugt unterschiedliche Treibhausgasemissionen.
Als saubere Energiequelle ist es wichtig, Wasserstoff nach der verwendeten Produktionsmethode zu unterscheiden, um das Gesamtbild seiner Umweltauswirkungen zu verstehen. Aus diesem Grund wurde der Wasserstoff-Regenbogen geschaffen.
Warum ein Regenbogen?
Der Wasserstoff-Regenbogen ist eine einfache Möglichkeit für Menschen, die nicht in der Branche der sauberen Energie arbeiten oder mit ihr vertraut sind, die Optionen rund um diese spannende Energielösung zu verstehen. Es ist erwähnenswert, dass jeder Wasserstoff ein unsichtbares, farbloses Gas ist. Leider ist kein Wasserstoff in der sichtbaren Farbe tatsächlich rosa, gelb oder türkis.
Stattdessen sind die Farben ein praktisches Hilfsmittel, um die Arten von Wasserstoff zu klassifizieren und sich daran zu erinnern.
Die Farben, die zur Kennzeichnung der Produktionsmethoden verwendet werden, spiegeln zwar keine wissenschaftlichen Eigenschaften wider, sind aber in manchen Fällen aussagekräftig und in anderen willkürlich. Es überrascht nicht, dass grüner Wasserstoff die nachhaltigste Option mit den geringsten Auswirkungen auf die Umwelt ist. Türkiser Wasserstoff hingegen hat seinen Namen, weil sein Herstellungsprozess irgendwo zwischen Grün und Blau angesiedelt ist. Der Wasserstoff-Regenbogen wächst weiter, da innovative neue Wege zur Wasserstoffproduktion eingeführt werden.
Lassen Sie uns das gesamte Spektrum des Regenbogens aufschlüsseln und uns die verschiedenen Arten der Wasserstoffproduktion ansehen.
Grüner Wasserstoff
Grüner Wasserstoff verursacht keine Kohlenstoffemissionen und wird mithilfe erneuerbarer Energiequellen wie Solar-, Wind- und Wasserkraft zur Elektrolyse von Wasser erzeugt. Elektrolyseure nutzen eine elektrochemische Reaktion Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten.
Grüner Wasserstoff ist der einzige Wasserstoff, der bei der Herstellung keine schädlichen Emissionen ausstößt. Obwohl die Vorteile von grünem Wasserstoff erheblich sind, ist seine Herstellung teurer und macht nur einen sehr geringen Prozentsatz der Wasserstoffproduktion aus. Mit neuen Fortschritten und Innovationen im Bereich grüner Wasserstoff werden die Preise sinken und die Nutzung zunehmen.
Grüner Wasserstoff steht im Mittelpunkt der Elektrolyseurtechnologien von Accelera™ by Cummins. Da Accelera™ PEM-Elektrolyseure sowohl alkalische als auch Protonenaustauschmembran-Technologie (PEM) im Portfolio haben, produzieren sie aktiv grünen Wasserstoff in Bécancour, Kanada, mit einem 90-Megawatt-System (MW). und 35-MW-Anlage in Auftrag gegeben.
Gelber Wasserstoff
Gelber Wasserstoff, eine Teilmenge des grünen Wasserstoffs, wird durch Elektrolyse aus Solarenergie hergestellt.
Grauer Wasserstoff
Grauer Wasserstoff wird aus Erdgas – typischerweise Methan – durch einen Prozess namens erzeugt Dampfreformierung von Methan (SMR). Grauer Wasserstoff ist die häufigste Form der Wasserstoffproduktion und macht 95 % der Wasserstoffproduktion in den Vereinigten Staaten aus. Zudem ist er kostengünstiger. Die dabei entstehenden Treibhausgase werden nicht erfasst.
Blauer Wasserstoff
Blauer Wasserstoff basiert wie grauer Wasserstoff auf dem konventionellen SMR-Verfahren.
Der Hauptunterschied besteht in der Verwendung von Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CSS). CSS fängt das Kohlendioxid aus dem Reformierungsprozess ein und bindet es unter der Erde. Dies senkt technisch gesehen den Schwellenwert für Emissionen, aber der direkte Austritt von Methan und Wasserstoff aus Kohlenstoffspeichern gibt Anlass zur Sorge.
Blauer Wasserstoff wird aufgrund von CSS als kohlenstoffarm bezeichnet, aber es gibt immer noch Debatten darüber, ob die Verwendung von SRM mit CSS wirklich als „kohlenstoffarmer“ Prozess angesehen werden kann.
Türkisfarbener Wasserstoff
Eine der neueren Farben im Wasserstoffspektrum ist türkisfarbener Wasserstoff. Türkis liegt zwischen grünem und blauem Wasserstoff und wird durch einen Prozess namens Methanpyrolyse hergestellt. Hierbei handelt es sich um einen Hochtemperaturprozess, der Methan in Gegenwart eines Katalysators in Wasserstoffgas und festen Kohlenstoff – wie Kohle oder Biomasse – umwandelt. Es entstehen keine Kohlenmonoxid- oder Kohlendioxidemissionen.
Während türkisfarbener Wasserstoff noch keine nachgewiesenen Auswirkungen im Maßstab hat, hat er das Potenzial als emissionsarme Lösung, wenn Wissenschaftler Wege finden, den thermischen Prozess mit erneuerbarer Energie anzutreiben und das Kohlenstoffnebenprodukt ordnungsgemäß zu nutzen oder zu speichern.
Rosa Wasserstoff
Rosa Wasserstoff nutzt Kernenergie, um die für seine Herstellung erforderliche Elektrolyse anzutreiben. Die hohen Temperaturen der Kernreaktoren bieten einen zusätzlichen Vorteil: Durch die extreme Hitze entsteht Dampf, der für die Elektrolyse oder die auf fossilen Gasen basierende Dampfmethanreformierung in anderen Formen der Wasserstoffproduktion verwendet werden kann.
Brauner und schwarzer Wasserstoff
Schwarzer und brauner Wasserstoff stellt den traditionellen Prozess zur Herstellung von Wasserstoff dar – die Vergasung von Kohle. Steinkohle (Anthrazit- und Steinkohle) setzt im Vergleich zu Braunkohle (Braunkohle) weniger CO2 pro erzeugter Energieeinheit frei, aber das bedeutet nicht, dass die Vergasung von Steinkohle wünschenswert ist. Es ist immer noch das umweltschädlichste Verfahren zur Wasserstoffproduktion.
Weißer Wasserstoff
Weißer Wasserstoff ist ein natürlich vorkommender, geologischer Wasserstoff, der in unterirdischen Lagerstätten vorkommt. Das Potenzial dieses Wasserstoffs und seine Auswirkungen auf die Gewinnung werden von Universitäten, Unternehmen sowie Forschungs- und Politikorganisationen untersucht.
Natürlich vorkommender Wasserstoff wird auch als „Gold“-Wasserstoff bezeichnet, aber Goldwasserstoff könnte bald in einer eigenen Kategorie landen. Während darüber immer noch Diskussionen geführt werden, handelt es sich bei Goldwasserstoff um die Gewinnung von Wasserstoff aus fermentierenden Mikroben, die in erschöpften Ölquellen gefunden werden.
Die Wirkung des Regenbogens
Wasserstoff kann eine saubere Brennstoff- und Wärmequelle für Haushalte, Verkehr und Industrie sein. Die Umweltverträglichkeit variiert jedoch je nach Herstellungsart. Obwohl der Regenbogen mancherorts dafür kritisiert wurde, dass er die Nuancen der Produktionsprozesse zu stark vereinfacht, hat er den Menschen zweifellos dabei geholfen, mehr über die Optionen und ihre Vor- und Nachteile zu erfahren. Die Farben machen es einfacher, sich an diese potenziell komplexen Botschaften zu erinnern, welche Optionen die besten sind, und eine aufregende neue Lösung für saubere Energie besser zu verstehen.
