Grüner Wasserstoff ist zu einem der Grundpfeiler des EU Recovery Fund geworden. Einige Fonds werden das größte Konjunkturpaket sein, das jemals aus dem EU-Haushalt finanziert wurde, mit einer Gesamtwirtschaftsspritze von 1.8 Billionen Euro, die für den Wiederaufbau Europas nach COVID-19 verwendet wird. Die Energiewende ist eine der Achsen dieser Erholung, von der 30 % des Budgets für den Klimawandel bereitgestellt werden. Hier ist der Wasserstoff Verde sie gewinnt an Bedeutung, stößt auf immer mehr Interesse und stellt sie als eine der Grundsäulen der wirtschaftlichen Dekarbonisierung in die öffentliche Debatte. Aber was genau ist grüner Wasserstoff?
In diesem Artikel erklären wir Ihnen, was grüner Wasserstoff ist, was seine Eigenschaften und Bedeutung sind.
Was ist grüner Wasserstoff?
Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende chemische Element auf der Erde, hat aber ein Problem: Er ist in der Umwelt nicht frei verfügbar (zum Beispiel in Stauseen), sondern verbindet sich immer mit anderen Elementen (zum Beispiel in Wasser, H2O oder Methan). CH4). DeswegenUm in Energieanwendungen eingesetzt werden zu können, muss es zunächst freigesetzt, also von den restlichen Elementen getrennt werden.
Um diese Trennung durchzuführen und freien Wasserstoff zu erhalten, müssen einige Prozesse durchgeführt und dafür Energie aufgewendet werden. Dies definiert Wasserstoff als Energieträger und nicht als Primärenergie oder Kraftstoff, den viele Menschen in Betracht ziehen. Grüner Wasserstoff ist ein Energieträger, nicht der Hauptenergieträger. Wasserstoff ist also ein Stoff, der Energie speichern kann, die dann an anderer Stelle kontrolliert abgegeben werden kann. Daher, kann mit Lithiumbatterien vergleichbar sein, die Strom speichern, statt fossiler Brennstoffe wie Erdgas.
Das Potenzial von Wasserstoff zur Bekämpfung des Klimawandels liegt in seiner Fähigkeit, fossile Brennstoffe in Anwendungen zu ersetzen, in denen die Dekarbonisierung komplexer ist, wie beispielsweise im See- und Luftverkehr oder in bestimmten industriellen Prozessen. Was ist mehr, hat großes Potenzial als saisonaler Energiespeicher (langfristig), die Energie über einen langen Zeitraum akkumulieren und dann bei Bedarf nutzen kann.
Herkunft und Arten von Wasserstoff
Als farbloses Gas verwenden wir normalerweise sehr bunte Begriffe, um es auszudrücken, wenn wir über Wasserstoff sprechen. Viele von Ihnen werden von Wasserstoffgrün, Grau, Blau usw. gehört haben. Die dem Wasserstoff zugeordnete Farbe ist nichts anderes als ein Etikett, mit dem er nach seiner Herkunft und der bei seiner Herstellung freigesetzten Kohlendioxidmenge klassifiziert wird. Mit anderen Worten, eine einfache Möglichkeit zu verstehen, wie "sauber" es ist:
- Brauner Wasserstoff: Es wird durch Vergasen von Kohle gewonnen und bei der Herstellung wird Kohlendioxid freigesetzt. Es wird manchmal schwarzer Wasserstoff genannt.
- Grauer Wasserstoff: aus der Reformierung von Erdgas gewonnen. Es ist derzeit die am häufigsten vorkommende und billigste Produktion, obwohl die Kosten aufgrund des Preises für Kohlendioxid-Emissionsrechte voraussichtlich steigen werden. Bei der Produktion von 1 Tonne H2-Asche werden 9 bis 12 Tonnen CO2 freigesetzt.
- Blauer Wasserstoff: Es wird auch durch Reformieren von Erdgas hergestellt, mit dem Unterschied, dass ein Teil oder alle CO2-Emissionen durch das Carbon Capture System vermieden werden. Aus diesem Kohlendioxid lassen sich später beispielsweise synthetische Kraftstoffe herstellen.
- Grüner Wasserstoff: Es wird durch Elektrolyse von Wasser mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen. Es ist das teuerste, aber da die Kosten für erneuerbare Energien und Elektrolyseure sinken, wird erwartet, dass sein Preis allmählich sinkt. Eine andere Art von grünem Wasserstoff wird aus Biogas unter Verwendung von tierischen, landwirtschaftlichen und / oder kommunalen Abfällen hergestellt.
Tatsächlich ist der Herstellungsprozess von grünem Wasserstoff nicht kompliziert: Elektrolyse verwendet einfach elektrischen Strom, um Wasser (H2O) in Sauerstoff (O2) und Wasserstoff (H2) zu zerlegen. Die eigentliche Herausforderung besteht darin, wettbewerbsfähig zu sein, was viel billigen erneuerbaren Strom (der mehr oder weniger feststeht) und eine effiziente und skalierbare Elektrolysezellentechnologie erfordert.
Verwendung von grünem Wasserstoff
Theoretisch besteht eine der effektivsten Möglichkeiten zur Dekarbonisierung der Wirtschaft darin, das gesamte Energiesystem zu elektrifizieren. Batterie- und Elektrotechnologien sind jedoch je nach Anwendung derzeit nicht realisierbar. Bei vielen von ihnen, grüner Wasserstoff kann fossile Brennstoffe ersetzen, obwohl nicht alle so ausgereift oder einfach sind:
Verwenden Sie stattdessen braunen und grauen Wasserstoff. Der erste Schritt sollte sein, den bisher in der Industrie verwendeten fossilen Wasserstoff vollständig zu ersetzen, entwickelte Technologien zu nutzen und Kosten zu senken. Die Herausforderung ist nicht gering: Der weltweite Bedarf an Wasserstoff aus der Stromerzeugung wird 3.600 TWh verbrauchen, mehr als die gesamte jährliche Stromerzeugung der EU. Dies sind die Hauptanwendungen von grünem Wasserstoff:
- Schwerindustrie. Große Verbraucher von Stahl-, Zement-, Chemieunternehmen und anderen fossilen Brennstoffen sind nicht leicht zugänglich oder direkt realisierbar.
- Energiespeicher. Dies ist zweifellos eine der vielversprechendsten Anwendungen für Wasserstoff: als saisonaler Energiespeicher. Mit der wachsenden Popularität erneuerbarer Energien werden wir feststellen, dass die Stromkosten wirklich niedrig sind und es sogar einen Überschuss geben wird, weil es keinen Ort gibt, an dem man ihn verbrauchen kann. Hier kommt Wasserstoff ins Spiel, der kostengünstig produziert und dann bedarfsgerecht für jede Anwendung, sei es zur Stromerzeugung oder jede andere Anwendung, genutzt werden kann.
- Transportation. Der Verkehr ist zweifellos eine weitere der vielversprechendsten Anwendungen von Wasserstoff. Im heutigen leichten Transportwesen gewinnen Batterien den Wettbewerb, aber einige Hersteller (insbesondere Japan) entwickeln ihre Brennstoffzellenmodelle weiter und die Ergebnisse sind zunehmend vielversprechend.
- Heizung. Haus- und Industrieheizungen sind ein Sektor, der nicht immer elektrifiziert werden kann (Wärmepumpen sind nicht immer eine Option), und Wasserstoff kann eine Teillösung sein. Darüber hinaus kann vorhandene Infrastruktur (z. B. Erdgasnetze) genutzt werden, um die Nachfrage zu erhöhen. Tatsächlich erfordert die Beimischung von bis zu 20 Vol.-% Wasserstoff in ein bestehendes Erdgasnetz nur minimale Änderungen am Netz oder an den Geräten des Endverbrauchers.
Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über grünen Wasserstoff und seine Anwendungen erfahren können.