• Wärmewende braucht viele Hände
  • Elektrolyseure sollen Massenware werden
  • Einstieg in Wasserstoffwirtschaft keine Frage mehr
  • Schlaue Pakete fahren Bus und Bahn
  • Online-Infotag zum Studium rund um erneuerbare Energien
  • Stadtwerke Lindau geben Trianel-Anteil ab
  • E-world findet auch im Juni statt
  • Getec-Tochter baut Direktvermarktungs-Geschäft aus
  • Erdgaspreis steigt innerhalb eines Jahres um 549 Prozent
  • Mehr Wind senkt Strompreise
Enerige & Management > F&E - Auch blauer Wasserstoff kann das Klima schützen
Quelle: Shutterstock / Tomasz Makowski
F&E:
Auch blauer Wasserstoff kann das Klima schützen
Die Klimaneutralität blauen Wasserstoffs ist umstritten. Eine internationale Forschungsgruppe hat die Klimawirkungen von blauem Wasserstoff einer umfangreichen Analyse unterzogen.  
 
Wie klimaneutral Wasserstoff ist, entscheidet die Art, wie er produziert worden ist. Den Idealfall stellt sogenannter grüner Wasserstoff dar, der über die Elektrolyse aus Wasser gewonnen wird. Der Strom hierfür kommt ausschließlich aus erneuerbaren Energien. Wie eine internationale Forschungsgruppe unter Leitung des Paul Scherrer Instituts (PSI) und der Heriot-Watt-Universität anmerkt, sei aufgrund fehlenden erneuerbaren Stroms und fehlender Elektrolysekapazitäten derart produzierter Wasserstoff zurzeit jedoch teuer und nicht überall verfügbar.

"Der rapide steigende Bedarf an Wasserstoff kann damit auf absehbare Zeit wahrscheinlich nicht gedeckt werden", heißt es in einer aktuellen Studie der Forschungspartner, die im Fachmagazin Sustainable Energy & Fuels der Royal Society of Chemistry erschienen ist. Das Gros des Wasserstoffs werde heute aus Erdgas oder anderen fossilen Brennstoffen gewonnen − sogenannter grauer Wasserstoff. Dieser bringe in der Ökobilanz aber keine Vorteile, da seine Herstellung das Klima belastet und bei der Umwandlung Energie verloren geht.

Als eine Art Kompromiss sehen die PSI-Forscher den sogenannten blauen Wasserstoff. Wie der graue Wasserstoff wird er aus Erdgas gewonnen, indem man dieses erhitzt und durch Dampfreformierung in Wasserstoff und CO2 spaltet. In diesem Fall jedoch lässt man das CO2 nicht einfach in die Atmosphäre entweichen, sondern scheidet einen Teil davon ab und speichert ihn dauerhaft unterirdisch, um den Treibhauseffekt zu verringern (Carbon Capture and Storage). Dieses Vorgehen verbessert laut der Forscher die Klimabilanz.

​Wiederlegung einer früheren Studie 

Grundlage der aktuellen Analyse der Forschungsgruppe ist eine frühere Studie von Forschenden der US-Universitäten Cornell und Stanford, die im August dieses Jahres erschienen war. Diese kam zu dem Schluss, dass blauer Wasserstoff trotz CCS nicht besser fürs Klima, sondern unterm Strich sogar gut 20 % schlechter sei als Erdgas, das man direkt als Energieträger verwendet. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler begründeten dies mit den Lecks, durch die das Gas in seiner gesamten Lieferkette entweicht. Da Erdgas beziehungsweise sein Hauptbestandteil Methan einen rund 30 Mal stärkeren Treibhauseffekt aufweist als CO2, können − so die damalige Argumentation − bereits Leckagen von wenigen Prozenten die Klimabilanz des aus ihm gewonnenen Wasserstoffs trüben.

"Diese Studie war für uns der Anlass, den Klimaeffekt von blauem Wasserstoff noch genauer zu analysieren", erklärt Christian Bauer vom Labor für Energiesystem-Analysen des PSI. Bauer ist Hauptautor der aktuellen Studie. Zusammen mit Mijndert van der Spek, Professor am Forschungszentrum für Carbon Solutions an der Heriot-Watt Universität, formierte er eine internationale Kooperation von Forschenden verschiedenster Institute. Besonders eng, so heißt es, war die Zusammenarbeit mit Kollegen der ETH Zürich gewesen. Diese verfüge über spezielle Modellen, mit denen die CO2-Abscheidung detailliert simuliert werden kann. Die Ergebnisse speiste das PSI in seine Ökobilanzmodelle ein, die laut Bauer die gesamte Produktionskette von der Erdgasförderung bis zur CO2-Speicherung abbilden.

Nahezu klimaneutral unter bestimmten Voraussetzungen

Das Fazit: Ob blauer Wasserstoff dem Klima zugutekommt, hängt stark davon ab, wie viel Methan auf dem Weg von der Förderung des Erdgases bis zur Produktion des Wasserstoffs verloren geht und wie effektiv die CO2-Abscheidung bei der Erdgasreformierung ist. Bauer: "Die Methanemissionen sind sehr diffus, weil sie an vielen verschiedenen Stellen der Produktionskette auftreten können. Daher sind sie schwer zu bestimmen. Je nach Fördertechnik und Land, aus dem das Erdgas stammt, schwanken sie zwischen wenigen zehntel Prozent und einigen Prozenten".

Bei der CO2-Abscheidung gäbe es Verfahren, die fast das gesamte anfallende CO2 einfangen und speichern könnten. Andere kommen nur auf die Hälfte. "Mit modernen CO2-Abscheidungstechnologien kann praktisch das gesamte in der Wasserstoffproduktion erzeugte CO2 abgeschieden werden", ergänzt van der Spek. Damit könne blauer Wasserstoff eine Schlüsselrolle beim Übergang zu einer kohlenstoffneutralen Gesellschaft spielen.

Einen hohen Technikstandard sehen die Forschungspartner daher als Schlüssel für eine gute Klimabilanz des blauen Wasserstoffs. Als Vorbild erachten sie etwa Norwegen. Dort werde Erdgas bereits heute nahezu verlustfrei gewonnen und transportiert − mit Emissionen bei unter 0,5 %. Die Quintessenz für die Forscher: Wird bei der Erdgasreformierung nahezu die gesamte Menge der CO2-Emissionen abgeschieden und etwa in ehemaligen Erdgasfeldern in der Nordsee gespeichert, dann ist dieser blaue Wasserstoff fast genauso klimafreundlich wie der grüne.
 

Davina Spohn
Redakteurin
+49 (0) 8152 9311 18
eMail
facebook
© 2022 Energie & Management GmbH
Donnerstag, 02.12.2021, 13:29 Uhr

Mehr zum Thema