DVS_Bericht_373LP

Wasserstoffökonomie
2 Wasserstoff - Erzeugung, Transport, Speicherung,
Nutzung
Eine wasserstoffbasierte Energiewirtschaft, soll hauptsächlich oder ausschließlich
Wasserstoff als Energieträger verwenden, ist bisher jedoch in keinem Land realisiert
worden. Als Energieträger kann Wasserstoff dann z.B. in Brennstoffzellen wieder in
Elektrizität umgewandelt werden oder als Energieträger für nachhaltige Mobilität dienen.
Naturgemäß kommen der Speicherung und dem Transport wesentliche Bedeutung
für die Wasserstoffinfrastruktur zu. Die Wasserstoffnutzung/-anwendung ist bereits
vielfältig möglich z.B. in der Mobilität oder Rückverstromung (durch Brennstoffzellen).
Zukünftig wird hier aber auch die industrielle Anwendung wesentlich zunehmen.
2.1 Wasserstofferzeugung / Power-to-Gas
Wasserstoff kann durch die Spaltung von Wasser, aus Biomasse oder aus Kohlenwasserstoffen
(z.B. aus fossilen Energieträgern) gewonnen werden. Zu besseren Unterscheidung
der „Herkunft“ werden diese mit Farben kodifiziert, die angeben aus: (a) welcher Quelle
der Wasserstoff stammt bzw. (b) welche Energieform zur Erzeugung eingesetzt wird [3].
Die erste Form des „grünen Wasserstoffs“ soll dabei für Deutschland in Zukunft die primäre
Bedeutung besitzen. Weiterhin können drei Nebenformen unterschieden [4].
Tabelle 1: Formen des erzeugten Wasserstoffs [3,4]
Farbcode
Grün
Blau
Charakterisierende Eigenschaft der Wasserstofferzeugung
• Herstellung durch Elektrolyse von Wasser
• CO2-frei, wenn Strom aus regenerativen Energien
• Herstellung aus fossilen Energieträgern
• CO2-Abscheidung durch Carbon Capture Storage (CCS) oder Usage (CCU)
Grau
Türkis
• Herstellung aus fossilen Energieträgern 10 t CO2 pro 1 t H2
• Hauptsächlich aus Methanumwandlung in H2 und CO2 durch Dampfreformierung
• Pyrolyse von Methan
• CO2-Neutralität bei Wärmeversorgung des Hochtemperaturreaktors aus erneuerbaren
Energien
Weiß • H als Nebenprodukt (z.B. aus Chlor-Alkali-Elektrolyse in chem. Industrie 1 )
Gelb
Pink / Rot
• Strom zur Wasserelektrolyse aus Energie-Mix (Fossil, Nuklear, Erneuerbar)
• Strom zur Wasserelektrolyse aus Kernkraftwerken
Derzeit geschieht die Gewinnung von Wasserstoff primär auf Basis fossiler Stoffe (z.B.
Dampfreformierung von Methan als „grauer“ Wasserstoff bzw. als „weißer“ Wasserstoff in
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Chlor-Alkali-Elektrolyse ist derzeit in der chemischen Industrie ein wichtiges Verfahren zur Erzeugung der
Grundstoffen Chlor und Wasserstoff aus der Umsetzung von Wasser und Natriumchlorid
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