Die globale Energiewende erfordert eine drastische Umstellung auf erneuerbare und kohlenstoffarme Energietechnologien. Wasserstoff ist eine dieser Technologien und kann zur Speicherung von intermittierendem Solar- und Windstrom verwendet werden. Er kann nicht nur aus \u00d6kostrom durch Elektrolyse hergestellt werden, sondern auch durch Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid bei der Umwandlung von Erdgas. Dieser Blogartikel beleuchtet die Rolle, die diese beiden M\u00f6glichkeiten der kohlenstoffarmen Wasserstofferzeugung in naher und ferner Zukunft spielen k\u00f6nnten.<\/p>\n\n\n\n
Mit seinem Potenzial als Energietr\u00e4ger, der ein zunehmend erneuerbares Stromnetz unterst\u00fctzt, kann Wasserstoff andere Technologien erg\u00e4nzen und beschleunigen, die erforderlich sind, um eine Netto-Null-CO2<\/sub> Emissionen bis 2050. In die Dekarbonisierungsstrategien vieler gro\u00dfer Volkswirtschaften integriert, Wasserstoff entwickelt sich zunehmend zu einer tragenden S\u00e4ule der globalen gr\u00fcnen Energiewende und hat das Potenzial, eine wichtige Rolle bei der Erreichung der Dekarbonisierungsziele zu spielen<\/a>. Wasserstoff ist ein stabiler chemischer Energiespeicher mit einer Vielzahl von Einsatzm\u00f6glichkeiten im gesamten Energiesystem. Es stimmt - wie viele Kritiker betonen -, dass einige Anwendungen wie wasserstoffbetriebene Raumheizungen und Personenkraftwagen ineffizient und teuer sind und aus diesen Gr\u00fcnden derzeit (oder in Zukunft) weder \u00f6kologisch noch wirtschaftlich sinnvoll sind. Andere Anwendungen und Sektoren, insbesondere diejenigen, die als schwer zu dekarbonisieren oder zu elektrifizieren bezeichnet werden, wie einige industrielle Prozesse, Basischemikalien und die Herstellung nachhaltiger Flugkraftstoffe, werden alle bis zu einem gewissen Grad auf Wasserstoff angewiesen sein. Mit anderen Worten: Es gibt mehr und weniger n\u00fctzliche Anwendungen f\u00fcr Wasserstoff, und diese k\u00f6nnen auf der Grundlage der folgenden Kriterien klassifiziert werden sogenannte Wasserstoffleiter<\/a>.<\/p>\n\n\n\n Heute basiert die Wasserstoffproduktion fast ausschlie\u00dflich auf fossilen Ressourcen und verursacht erhebliche Treibhausgasemissionen.<\/a> F\u00fcr die gro\u00dftechnische Erzeugung von dekarbonisiertem Wasserstoff gibt es jedoch zwei Methoden, die derzeit weithin erwogen werden. Gr\u00fcner Wasserstoff wird durch Wasserelektrolyse mit Hilfe von erneuerbarem Strom erzeugt. Blauer Wasserstoff wird durch die Reformierung von Erdgas bei hoher Temperatur und hohem Druck in Kombination mit Technologien zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) gewonnen. Als Referenz, J\u00e4hrlich werden etwas mehr als 100 Mio. Tonnen Wasserstoff produziert, davon sind 1% blau und 0,1% gr\u00fcn.<\/a> - der Rest ist haupts\u00e4chlich Grau und andere Farben, auf die hier nicht eingegangen werden soll<\/a>. Die Meinungen \u00fcber die Rolle von blauem und gr\u00fcnem Wasserstoff in einer dekarbonisierten Wirtschaft gehen jedoch weit auseinander. W\u00e4hrend blauer Wasserstoff oft als Ablenkung von den Dekarbonisierungsbem\u00fchungen verunglimpft wird und die Unternehmen von Investitionen in sauber <\/em>Andere wiederum halten sie f\u00fcr eine wichtige \u00dcbergangsma\u00dfnahme, um eine k\u00fcnftige Wasserstoffwirtschaft zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n\n\n\n Auch wenn wir<\/a> anerkennen, dass unser Endziel die Erzeugung von gr\u00fcnem Wasserstoff durch Elektrolyse mit erneuerbaren Energien sein sollte, aber gr\u00fcner Wasserstoff ist derzeit noch Mangelware und unerschwinglich teuer<\/a>. Dies liegt nicht nur an den Kosten f\u00fcr Strom aus erneuerbaren Energiequellen, der schnell wettbewerbsf\u00e4hig mit anderen Energiequellen wird, sondern vielmehr an den derzeitigen Kosten f\u00fcr Elektrolyseure selbst. Dennoch d\u00fcrften die Kosten f\u00fcr gr\u00fcnen Wasserstoff von heute \u00fcber 3 USD\/kg deutlich sinken und im Jahr 2030 ein Niveau von etwa 2,5 USD\/kg und im Jahr 2040 von weniger als 1 USD\/kg erreichen.<\/a><\/p>\n\n\n\n Trotzdem, die Knappheit von gr\u00fcnem Wasserstoff wird wahrscheinlich ein Hindernis bleiben<\/a>Der Einsatz von Technologien f\u00fcr erneuerbare Energien wird durch Investitionen, Planung und Infrastrukturentwicklung behindert. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen kohlenstoffarme Technologien zun\u00e4chst zur Elektrifizierung von Sektoren wie Verkehr und Raumheizung eingesetzt werden. Aus diesen Gr\u00fcnden sollte blauer Wasserstoff nicht abgetan werden.<\/p>\n\n\n\n Kurzfristig k\u00f6nnten niedrigere Erzeugungskosten und die M\u00f6glichkeit der Wiederverwendung bestehender Infrastrukturen einen raschen Anstieg des Handels mit blauem Wasserstoff bewirken. Wenn dies mit einem nachhaltigen Energiesystem vereinbar ist (d. h. wenn bestimmte Kriterien erf\u00fcllt sind, siehe unten), bietet dies die M\u00f6glichkeit, eine Wasserstoffwirtschaft zu etablieren, die dann einen schrittweisen \u00dcbergang von einer kohlenstoffarmen zu einer kohlenstofffreien Erzeugung einleiten kann. Ein Nebeneffekt der Ausweitung der Produktion, des Transports und der Speicherung von blauem Wasserstoff auf k\u00fcrzere Sicht w\u00e4re die Grundierung <\/em>der Infrastruktur des Energiesystems, die f\u00fcr die sp\u00e4tere Integration von haupts\u00e4chlich gr\u00fcnem Wasserstoff bereit ist. Neben der Modernisierung und Wiederverwendung bestehender (Erd-)Gasinfrastrukturen w\u00fcrde dies auch wichtige Systeme zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (Carbon Capture and Storage - CCS) umfassen, die ein unverzichtbarer Bestandteil k\u00fcnftiger Netto-Null-Energiesysteme sein werden.<\/p>\n\n\n\n Es gibt jedoch Bedenken hinsichtlich der Nachhaltigkeit von blauem Wasserstoff. Einige Forscher haben den blauen Wasserstoff als v\u00f6llig unvereinbar mit einer dekarbonisierten Energiezukunft verurteilt<\/a>. Sie ermitteln fl\u00fcchtige Methanemissionen in der Erdgasversorgungskette und CO2<\/sub> Emissionen aus der Wasserstoffanlage als grundlegend und unab\u00e4nderlich. Unter der Behauptung, es handele sich um ein \"Best-Case\"-Szenario, wird behauptet, der Treibhausgas-Fu\u00dfabdruck von blauem Wasserstoff sei um mehr als 20% gr\u00f6\u00dfer als bei der Verbrennung von Erdgas, und es wird unterstellt, dass die F\u00f6rderung von blauem Wasserstoff ausschlie\u00dflich von den Eigeninteressen der \u00d6l- und Gasindustrie angetrieben wird. K\u00fcrzlich hat eine andere Gruppe von Forschern (darunter der erste Autor dieses Blogs) diese Schlussfolgerungen in Frage gestellt<\/a>die auf Daten aus der ersten Methandampfreformierungsanlage mit CO2<\/sub> Abscheidung, die eher die technische Machbarkeit als die optimale Effizienz demonstrieren soll. Die antwortenden Autoren behaupten, dass die urspr\u00fcngliche Behauptung, blauer Wasserstoff sei unvereinbar mit der Dekarbonisierung es an wissenschaftlicher Strenge mangelt, ein unrealistisches Bild vermittelt und potenziell irref\u00fchrend ist<\/a>. Die antwortenden Autoren zeigen stattdessen, dass die mit blauem Wasserstoff verbundenen Klimaauswirkungen durch niedrige Methanemissionen und hohe CO2<\/sub> Fangraten. Die zus\u00e4tzlichen Forschungen einer weiteren Gruppe von Wissenschaftlern (darunter auch der erste Autor dieses Blogs) st\u00fctzen diese Schlussfolgerung ebenfalls und pr\u00e4sentieren blauer Wasserstoff als attraktive Br\u00fcckentechnologie, die \u00e4hnliche Auswirkungen auf den Klimawandel hat wie gr\u00fcner Wasserstoff<\/a>die mit kohlenstoffarmen Volkswirtschaften vereinbar sind. Ein weiteres Problem, das gegen blauen Wasserstoff vorgebracht wird, ist die anhaltende Abh\u00e4ngigkeit von fossilen Brennstoffen, die Preis und Angebot der Volatilit\u00e4t des Marktes aussetzt und damit das Ziel einer erh\u00f6hten Energiesicherheit nicht unterst\u00fctzt. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Berichts sind die Erdgaspreise aufgrund einer Energiekrise auf den h\u00f6chsten Stand seit \u00fcber zehn Jahren gestiegen, was zu einer gro\u00dfen Unsicherheit in Bezug auf Investitionen in und die Versorgung mit diesem Brennstoff f\u00fchrt. Als kurzfristige L\u00f6sung \u00fcberwiegen jedoch die Vorteile der F\u00f6rderung von Investitionen in und des Einsatzes von CCUS-Technologien wohl die vor\u00fcbergehende Verz\u00f6gerung beim Verzicht auf fossile Brennstoffe. Dar\u00fcber hinaus bedeutet das derzeitige Tempo der Entwicklung erneuerbarer Alternativen zu fossilen Brennstoffen, die immer noch etwa 85% des weltweiten Prim\u00e4renergiebedarfs ausmachen, dass die Abh\u00e4ngigkeit von einigen fossilen Brennstoffen in den kommenden Jahrzehnten unvermeidlich ist.<\/p>\n\n\n\n Wie bei jeder neuen Technologie ist auch bei blauem Wasserstoff eine zielgerichtete Politik besonders wichtig. Aussagekr\u00e4ftige Schwellenwerte f\u00fcr Methanemissionen aus Erdgasversorgungsketten und Kohlenstoffabscheidungsraten in Wasserstoffproduktionsanlagen sind von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass blauer Wasserstoff einen positiven Beitrag zur Dekarbonisierung leistet - und um die Kriterien zu definieren, die das Label \"blau\" verleihen sollten. blauer Wasserstoff<\/em>. Wenn diese erf\u00fcllt werden k\u00f6nnen, Der blaue Wasserstoff spielt eine zentrale Rolle bei der kurzfristigen Erh\u00f6hung der Wasserstoffmengen und der F\u00f6rderung der kommerziellen Entwicklung der entsprechenden Infrastruktur und Technologien entlang der Wertsch\u00f6pfungskette. <\/a>Bis die Produktion von gr\u00fcnem Wasserstoff in kommerziellem Ma\u00dfstab erfolgreich eingesetzt und wettbewerbsf\u00e4hig wird, bietet blauer Wasserstoff eine attraktive Br\u00fcckentechnologie, die sich unter strengen Umweltauflagen positiv auf die Umwelt auswirken und den \u00dcbergang zu einem dekarbonisierten Energiesystem unterst\u00fctzen kann. Die nivellierten Kosten von blau<\/em> Wasserstoff im Jahr 2020 etwa 2-3 Mal niedriger waren als gr\u00fcner Wasserstoff<\/a>, <\/u>aber die derzeit hohen Erdgaspreise geben den Ausschlag, Das bedeutet, dass der wirtschaftliche Nutzen von blauem Wasserstoff gering bis nicht vorhanden ist.<\/a>. Unter der Annahme, dass sich die Erdgasm\u00e4rkte mittelfristig entspannen und die Preise auf ein bescheideneres Niveau zur\u00fcckkehren, m\u00fcssen die politischen Entscheidungstr\u00e4ger Vorschriften entwickeln, um die Kriterien klar zu definieren, die blauer Wasserstoff erf\u00fcllen muss, um \u00f6kologisch nachhaltig zu sein. Dazu ist eine Art Zertifizierungssystem erforderlich, das zumindest die vorgelagerten fl\u00fcchtigen Methanemissionen und den Grad der Kohlenstoffabscheidung im System ber\u00fccksichtigt. \u00c4hnliche Regelungen gibt es bereits f\u00fcr andere Energietechnologien wie Heizkessel und Fahrzeuge, so dass dies keineswegs Neuland ist.<\/p>\n\n\n\n If you are part of ETH Zurich, we invite you to contribute with your findings and your opinions to make this space a dynamic and relevant outlet for energy insights and debates. Find out how you can contribute<\/a> and contact the editorial team here<\/a> to pitch an article idea! Die globale Energiewende erfordert eine drastische Umstellung auf erneuerbare und kohlenstoffarme Energietechnologien. Wasserstoff ist eine dieser Technologien und kann zur Speicherung von intermittierendem Solar- und Windstrom verwendet werden. Er kann nicht nur aus \u00d6kostrom durch Elektrolyse hergestellt werden, sondern auch durch Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid bei der Umwandlung von Erdgas. Dieser Blogartikel beleuchtet die Rolle, die diese beiden M\u00f6glichkeiten der kohlenstoffarmen Wasserstofferzeugung in naher und ferner Zukunft spielen k\u00f6nnten.<\/p>","protected":false},"author":61,"featured_media":5833,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[50],"tags":[205,206],"coauthors":[164,128,129],"class_list":["post-2854","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-explainers","tag-energy-networks","tag-technology-innovation"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2854","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/61"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2854"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2854\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6752,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2854\/revisions\/6752"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5833"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2854"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2854"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2854"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=2854"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}Blauer und gr\u00fcner Wasserstoff<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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