Was ist Wasserstoffgrading und warum ist es nützlich?
Hydrogen plays a significant role in decarbonization as the world strives to limit global warming. With the increased spotlight on this critical clean energy source, colorful terms such as green hydrogen, blue hydrogen and grey hydrogen have entered the increasingly complex lexicon of sustainability buzzwords. But what does a system of color-coding mean, and why is it useful?
Hydrogen has been used as fuel for more than two centuries. Though thousands of vehicles and machines worldwide are powered by hydrogen fuel cells today, the complexities and cost of hydrogen production have hindered its wide-scale adoption in the past.
Hydrogen is the most abundant element in the universe, but it doesn’t occur naturally on its own. Hydrogen must be produced by separating it from other elements, such as water or fossil fuels. There are various ways to do this, and each process uses different amounts of energy and produces different greenhouse gas emissions.
As a clean energy source, it is crucial to differentiate hydrogen by the production method used to understand the full picture of its environmental impact.
Why a hydrogen "rainbow?"
Der Wasserstoff-Regenbogen ist eine einfache Möglichkeit für Menschen, die nicht in der Branche der sauberen Energie arbeiten oder mit ihr vertraut sind, die Optionen rund um diese spannende Energielösung zu verstehen. Es ist erwähnenswert, dass jeder Wasserstoff ein unsichtbares, farbloses Gas ist. Leider ist kein Wasserstoff in der sichtbaren Farbe tatsächlich rosa, gelb oder türkis.
Stattdessen sind die Farben ein praktisches Hilfsmittel, um die Arten von Wasserstoff zu klassifizieren und sich daran zu erinnern.
The colors – while not reflecting scientific properties – used to label the production methods are meaningful in some cases and arbitrary in others. Green hydrogen, unsurprisingly, is the most sustainable option with the least environmental impact. Meanwhile, turquoise hydrogen gets its name because its production process is between green and blue. The hydrogen rainbow continues to expand as innovative new hydrogen production methods are introduced.
Grüner Wasserstoff
Grüner Wasserstoff verursacht keine Kohlenstoffemissionen und wird mithilfe erneuerbarer Energiequellen wie Solar-, Wind- und Wasserkraft zur Elektrolyse von Wasser erzeugt. Elektrolyseure nutzen eine elektrochemische Reaktion Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten.
Green hydrogen is the only hydrogen that emits zero harmful emissions during production. While the benefits of green hydrogen are significant, its production is more expensive and makes up a very small percentage of hydrogen production. As new advances and innovations in green hydrogen are made, prices will come down, and usage will grow.
Green hydrogen is the primary focus of Accelera™ by Cummins electrolyzer technologies. With proton exchange membrane (PEM) technology in its portfolio, Accelera electrolyzers actively produce green hydrogen in Bécancour, Canada, with a 90-Megawatt-System (MW).. Most recently, Accelera announced a 100MW system commissioned in partnership with bp.
Gelber Wasserstoff
Gelber Wasserstoff, eine Teilmenge des grünen Wasserstoffs, wird durch Elektrolyse aus Solarenergie hergestellt.
Grauer Wasserstoff
Grauer Wasserstoff wird aus Erdgas – typischerweise Methan – durch einen Prozess namens erzeugt Dampfreformierung von Methan (SMR). The most common form of hydrogen production, grey hydrogen, makes up 95% of hydrogen production in the United States and has the lowest cost. The greenhouse gases made in the process are not captured.
Blauer Wasserstoff
Blauer Wasserstoff basiert wie grauer Wasserstoff auf dem konventionellen SMR-Verfahren.
The key difference is the usage of carbon capture and storage (CSS). CSS traps the carbon dioxide from the reforming process and sequesters it underground. This technically lowers the emission threshold, but direct methane and hydrogen leakage from storage carbon pockets are a concern.
Blauer Wasserstoff wird aufgrund von CSS als kohlenstoffarm bezeichnet, aber es gibt immer noch Debatten darüber, ob die Verwendung von SRM mit CSS wirklich als „kohlenstoffarmer“ Prozess angesehen werden kann.
Türkisfarbener Wasserstoff
Eine der neueren Farben im Wasserstoffspektrum ist türkisfarbener Wasserstoff. Türkis liegt zwischen grünem und blauem Wasserstoff und wird durch einen Prozess namens Methanpyrolyse hergestellt. Hierbei handelt es sich um einen Hochtemperaturprozess, der Methan in Gegenwart eines Katalysators in Wasserstoffgas und festen Kohlenstoff – wie Kohle oder Biomasse – umwandelt. Es entstehen keine Kohlenmonoxid- oder Kohlendioxidemissionen.
While turquoise hydrogen has no proven impact at scale yet, it has potential as a low-emission solution if scientists can find ways to power the thermal process with renewable energy and adequately use or store the carbon byproduct.
Rosa Wasserstoff
Rosa Wasserstoff nutzt Kernenergie, um die für seine Herstellung erforderliche Elektrolyse anzutreiben. Die hohen Temperaturen der Kernreaktoren bieten einen zusätzlichen Vorteil: Durch die extreme Hitze entsteht Dampf, der für die Elektrolyse oder die auf fossilen Gasen basierende Dampfmethanreformierung in anderen Formen der Wasserstoffproduktion verwendet werden kann.
Brauner und schwarzer Wasserstoff
Black and brown hydrogen represents the traditional process for making hydrogen – the gasification of coal. Black coal (anthracite and bituminous coal) releases less CO2 per unit of energy produced than brown coal (lignite), but that doesn’t mean the gasification of black coal is desirable. It is still the most environmentally damaging hydrogen production process.
Weißer Wasserstoff
White hydrogen is a naturally occurring, geological hydrogen found in underground deposits. Universities, companies, and research and policy organizations are exploring the potential of this hydrogen and its extraction impact.
Natürlich vorkommender Wasserstoff wird auch als „Gold“-Wasserstoff bezeichnet, aber Goldwasserstoff könnte bald in einer eigenen Kategorie landen. Während darüber immer noch Diskussionen geführt werden, handelt es sich bei Goldwasserstoff um die Gewinnung von Wasserstoff aus fermentierenden Mikroben, die in erschöpften Ölquellen gefunden werden.
Die Wirkung des Regenbogens
Hydrogen can provide a clean fuel source and heat for homes, transport and industry. But its green credentials vary depending on how it is produced. Though the rainbow has been criticized in some places for oversimplifying the nuances of the production processes, it has undoubtedly helped people to learn about the options and their upsides and downsides. The colors have made it easy to remember these potentially complex messages, which options are the best, and to better understand an exciting new clean energy solution.
