Wasserstoff und kohlenstoffarmer Wasserstoff
Inhalt
Grüner oder dekarbonisierter Wasserstoff: Wie er sich im Vergleich zu grauem Wasserstoff verändert
Im Vergleich zu fossilen Brennstoffen als erneuerbare Energie eingestuft
Während Länder auf der ganzen Welt bestrebt sind, ihre Schadstoffemissionen zu reduzieren, wird die Nutzung verschiedener Energiearten sorgfältig untersucht, insbesondere mit Hilfe erneuerbarer Energiequellen (Wasserkraft, Wind und Sonne), aber nicht nur.
Daher wird Wasserstoff aus mehreren Gründen oft als erneuerbare Energiequelle mit großer Zukunft dargestellt: Kraftstoffeffizienz im Vergleich zu Benzin, Ressourcenreichtum und fehlende Schadstoffemissionen. Es wird auch als Energiespeicherlösung in Betracht gezogen, da sich das Netzwerk der von ihm transportierten Pipelines zu entwickeln beginnt (weltweit 4500 km Spezialpipelines). Deshalb wird es oft als der Treibstoff von morgen angesehen. Darüber hinaus investiert Europa massiv in ihn, ebenso wie Frankreich und Deutschland, die Pläne zur Unterstützung der Entwicklung von Wasserstoff im Wert von jeweils 7 Milliarden Euro und 9 Milliarden Euro aufgelegt haben.
Allerdings ist Wasserstoff alles andere als unbekannt. Als Treibstoff für Brennstoffzellen in Elektrofahrzeugen wird es derzeit zwar nicht in großem Umfang eingesetzt, ist aber in der Industrie weit verbreitet. Es ist sogar ein Schlüsselelement für bestimmte Vorgänge wie die Kraftstoffraffinierung oder Entschwefelung. Es funktioniert auch in der Metallurgie, der Agrarindustrie, der Chemie … Allein in Frankreich werden jährlich 922 Tonnen Wasserstoff produziert und verbraucht, was einer Weltproduktion von 000 Millionen Tonnen entspricht.
Historisch gesehen extrem umweltschädliche Wasserstoffproduktion
Aber jetzt ist das Bild alles andere als idyllisch. Denn wenn Wasserstoff die Umwelt nicht belastet, ist er ein Element, das in der Natur nicht vorkommt, auch wenn einige seltene natürliche Quellen gefunden wurden. Daher ist eine spezielle Produktion erforderlich, ein Prozess, der daher sehr umweltschädlich ist, da er viel CO2 ausstößt und in 95 % der Fälle auf fossilen Brennstoffen basiert.
Heutzutage basiert fast die gesamte Wasserstoffproduktion entweder auf der Verdampfung von Erdgas (Methan), der partiellen Oxidation von Öl oder der Vergasung von Holzkohle. In jedem Fall entstehen bei der Herstellung von einem Kilogramm Wasserstoff etwa 10 kg CO2. Was die Umwelt anbelangt, werden wir zurückkommen, denn die weltweite Wasserstoffproduktion (63 Millionen Tonnen) erzeugt somit das Äquivalent der CO2-Emissionen aller Flugreisen!
Elektrolyseproduktion
Wie könnte dieser Wasserstoff also gut für die Luftverschmutzung sein, wenn er die Verschmutzung nur nach oben verschiebt?
Es gibt eine andere Methode zur Herstellung von Wasserstoff: die Elektrolyse. Die fossilbasierte Produktion wird dann als grauer Wasserstoff bezeichnet, während die auf Wasserelektrolyse basierende Produktion kohlenstoffarmen oder kohlenstoffarmen Wasserstoff produziert.
Wie der Name schon sagt, ermöglicht dieses Herstellungsverfahren die Herstellung von Wasserstoff unter Begrenzung seiner Kohlenstoffbilanz, also ohne den Einsatz fossiler Energie und mit geringem CO2-Ausstoß. Dieser Prozess erfordert hier nur Wasser (H2O) und Strom, wodurch die Diwasserstoff- (H2) und Sauerstoffpartikel (O) dissoziieren können.
Auch hier ist der durch Elektrolyse erzeugte Wasserstoff nur dann „kohlenstoffarm“, wenn der Strom, der seine Produktion antreibt, auch „karbonisiert“ ist.
Derzeit sind auch die Kosten der Wasserstoffproduktion durch Elektrolyse viel höher, je nach Quelle und Forschung etwa zwei- bis viermal höher als bei der Verdampfung.
Der Treibstoff der Autos von morgen?
Es ist dieser kohlenstofffreie Wasserstoff, der in den französischen und deutschen Entwicklungsplänen vorgeschlagen wird. Dieser Wasserstoff sollte zunächst in der Lage sein, den Bedarf der Industrie zu decken und eine Alternative mit hoher Mobilität zu bieten, für die Batterien keine Option sind. Dies gilt für den Schienenverkehr, LKWs, Fluss- und Seetransporte oder sogar den Lufttransport … auch wenn es Fortschritte bei Solarflugzeugen gibt.
Es muss gesagt werden, dass eine Wasserstoff-Brennstoffzelle wie ein Verbrennungsmotor einen Elektromotor antreiben oder eine zugehörige Batterie mit größerer Autonomie beim Tanken nach wenigen Minuten aufladen kann, jedoch ohne CO2 oder Partikel und nur Wasserdampf auszustoßen. Da die Produktionskosten jedoch höher sind als die für die Raffinierung von Benzin und Motoren, die derzeit viel teurer sind, ist kein schnelles Wachstum der Wasserstoff-Brennstoffzelle auf kurze Sicht zu erwarten, auch wenn der Hydrogen Council schätzt, dass der Kraftstoff im nächsten Jahrzehnt 10 bis 15 Millionen Autos antreiben könnte.
