Blue Hydrogen - Ein Überblick

Was ist Wasserstoff?

Wasserstoff ist eine der am häufigsten vorkommenden Gasquellen und macht etwa 75 % des Gases in unserem Sonnensystem aus. Wasserstoff kommt in verschiedenen Dingen wie Licht, Wasser, Luft, Pflanzen und Tieren vor, wird jedoch häufig mit anderen Elementen kombiniert. Am bekanntesten ist die Verbindung mit Sauerstoff, aus der Wasser entsteht. Wasserstoffgas ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas, das leichter als Luft ist. Da es viel leichter als Luft ist, steigt es in unserer Atmosphäre auf, d. h. es kommt nicht natürlich am Boden vor, sondern muss erzeugt werden. Dies geschieht durch die Trennung von anderen Elementen und das Sammeln des Gases.

Was ist Blauer Wasserstoff?

Blauer Wasserstoff wird als "kohlenstoffarmer Wasserstoff" bezeichnet, da beim Dampfreformierungsverfahren (SMR) keine Treibhausgase freigesetzt werden. Blauer Wasserstoff wird aus nicht erneuerbaren Energiequellen hergestellt, indem Erdgas entweder durch Dampf-Methan-Reformierung (SMR) oder automatische thermische Reformierung (ATR) in Wasserstoff und Kohlendioxid (CO2) aufgespalten und dasCO2 anschließend abgeschieden und gespeichert wird. Bei diesem Verfahren werden Treibhausgase abgeschieden, wodurch die Auswirkungen auf die Umwelt verringert werden. SMR ist die am weitesten verbreitete Methode zur Herstellung von Wasserstoff in großen Mengen und macht den größten Teil der weltweiten Produktion aus. Bei diesem Verfahren wird ein Reformer verwendet, der bei erhöhter Temperatur und hohem Druck Dampf mit Methan und einem Nickelkatalysator umsetzt, wodurch Wasserstoff und Kohlenmonoxid entstehen. Das Kohlenmonoxid wird dann mit weiterem Dampf kombiniert, wodurch noch mehr Wasserstoff und Kohlendioxid entsteht. Der Prozess der "Abscheidung" wird durch Carbon Capture Usage and Storage (CCUS) abgeschlossen. Alternativ dazu werden beim autothermen Reforming Sauerstoff und Kohlendioxid oder Dampf verwendet, um mit Methan zu Wasserstoff zu reagieren. Der Nachteil dieser beiden Methoden besteht darin, dass Kohlendioxid als Nebenprodukt entsteht, so dass die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) unerlässlich ist, um diesen Kohlenstoff abzufangen und zu speichern.

Die Größenordnung der Wasserstoffproduktion

Die heute verfügbare Erdgasreformierungstechnologie eignet sich für die industrielle Herstellung von Wasserstoff in großem Maßstab. Ein Methanreformer von Weltklasse kann täglich 200 Millionen Standardkubikfuß (MSCF) Wasserstoff produzieren. Das entspricht der Menge an Wasserstoff, mit der ein Industriegebiet versorgt oder 10.000 Lastwagen betankt werden können. Etwa 150 dieser Anlagen wären erforderlich, um die Erdgasversorgung des Vereinigten Königreichs vollständig zu ersetzen, und wir verbrauchen 2,1 % des weltweiten Erdgases.

Produktion von Wasserstoff im industriellen Maßstablauem Wasserstoff ist bereits heute möglich, doch würden Verbesserungen bei der Produktion und der Effizienz zu einer weiteren Senkung der Kosten führen. In den meisten Ländern, die Wasserstoff produzieren, wird bblauer Wasserstoff in den meisten Ländern, die Wasserstoff produzieren, zu niedrigeren Kosten hergestellt als grüner Wasserstoff, der sich noch in einem frühen Stadium seiner Entwicklung befindet. Mit den zusätzlichen Regelungen derCO2-Politik und der Wasserstoff-Förderung wird die Nachfrage nach Wasserstoff weiter steigen und damit an Zugkraft gewinnen, obwohl dies derzeit beide Produktionstechnologien für Wasserstoff vollständig genutzt werden müssen.

Vorteile des blauen Wasserstoffs?

Durch die Herstellung von blauem Wasserstoff ohne die für die Produktion von grünem Wasserstoff erforderliche Stromerzeugung könnte blauer Wasserstoff dazu beitragen, knappe Flächen zu schonen und den Übergang zu kohlenstoffarmer Energie zu beschleunigen, ohne dass dies mit dem Flächenbedarf zusammenhängt.

Derzeit ist blauer Wasserstoff im Vergleich zu grünem Wasserstoff weniger teuer. Mainstream-Schätzungen zufolge kostet die Herstellung von blauem Wasserstoff etwa 1,50 $ pro kg oder weniger, wenn kostengünstigeres Erdgas verwendet wird. Im Vergleich dazu kostet grüner Wasserstoff heute mehr als das Doppelte, wobei eine Senkung der Kosten erhebliche Verbesserungen bei der Elektrolyse und sehr kostengünstigen Strom erfordert.

Nachteile des blauen Wasserstoffs?

Die Erdgaspreise sind im Steigen begriffen. US-Forscher haben bei der Untersuchung der Umweltauswirkungen über den gesamten Lebenszyklus von blauem Wasserstoff festgestellt, dass die Methanemissionen, die bei der Gewinnung und Verbrennung von fossilem Erdgas entstehen, aufgrund der effizienteren Herstellung viel geringer sind als bei blauem Wasserstoff aufgrund der effizienteren Herstellung. Für die Herstellung von blauem Wasserstoff muss mehr Methan gewonnen werden. Außerdem muss es durch Reformer, Pipelines und Schiffe geleitet werden, was mehr Möglichkeiten für Lecks bietet. Diese Forschung zeigt, dass die Herstellung von blauem Wasserstoff derzeit 20 % schlechter für das Klima ist als die Verwendung von fossilem Gas.

Der Prozess der Herstellung von blauem Wasserstoff ist ebenfalls sehr energieaufwändig. Für jede Wärmeeinheit des Erdgases zu Beginn des Prozesses verbleiben nur 70-75 % dieser potenziellen Wärme im Wasserstoffprodukt. Mit anderen Worten: Wenn der Wasserstoff zum Heizen eines Gebäudes verwendet wird, sind für die Herstellung von blauem Wasserstoff 25 % mehr Erdgas erforderlich, als wenn es direkt zum Heizen verwendet würde.

Ist Wasserstoff die Zukunft?

Das Potenzial dieser Initiative könnte die Nutzung von Wasserstoff erhöhen, was zur Dekarbonisierung des Industriesektors in der Region beitragen könnte. Der Wasserstoff würde an die Kunden geliefert werden, um die Emissionen aus Hausbrand, industriellen Prozessen und Verkehr sowie die CO2 würde aufgefangen und zu einem sicheren Offshore-Speicherort transportiert werden. Dies könnte auch beträchtliche Investitionen in der Gemeinde anziehen, bestehende Arbeitsplätze unterstützen und die Schaffung von Arbeitsplätzen vor Ort anregen. Wenn die blaue Wasserstoffindustrie einen bedeutenden Beitrag zur Dekarbonisierung leisten soll, muss sie letztlich eine Infrastruktur aufbauen und betreiben, die ihr volles Emissionsreduktionspotenzial ausschöpft.

Weitere Informationen finden Sie auf unserer Branchenseite und in einigen unserer anderen Wasserstoff-Ressourcen:

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