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Das Geheimnis der Wasserstoffherstellung: Wie gewinnt die Industrie das Wunderelement aus Erdgas?
Vor dem Hintergrund der globalen Energiewende sind die Herstellungsverfahren für Wasserstoff, insbesondere von Wasserstoff aus Erdgas, zu einem heiß diskutierten Thema geworden. Wasserstoff ist derzeit nicht nur eine Energiealternative, sondern wird auch als wirksame Lösung zur Reduzierung der Kohlendioxidemissionen angesehen. In diesem Artikel wird untersucht, wie die Industrie dieses Wunderelement mithilfe verschiedener Methoden aus Erdgas extrahiert.
Übersicht über Methoden zur Wasserstoffproduktion
Wasserstoff kann auf viele Arten erzeugt werden. Die beiden wichtigsten davon sind die Dampf-Methan-Reformierung (SMR) und die Wasserelektrolyse. Schätzungsweise stammen nahezu 50 % des weltweit erzeugten Wasserstoffs aus der Dampfreformierung. Bei dieser Technologie wird Methan bei hohen Temperaturen chemisch mit Wasserdampf reagiert, um Wasserstoff und Kohlendioxid zu erzeugen.
„Wenn es uns gelingt, den größten Teil des entstehenden CO2 abzufangen, können wir sogenannten blauen Wasserstoff produzieren, der umweltfreundlicher ist als unbehandelter grauer Wasserstoff.“
Dampfreformierungstechnologie zur Gewinnung von Wasserstoff aus Erdgas
Beim Dampfreformierungsprozess reagiert Methan mit Wasserdampf zu Wasserstoff und Kohlenmonoxid, das dann weiter mit Wasser reagiert und mehr Wasserstoff erzeugt. Obwohl diese Technologie zu den besten Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff gehört, entstehen pro Tonne erzeugten Wasserstoffs 6,6 bis 9,3 Tonnen Kohlendioxid.
„Dies stellt eine große ökologische Herausforderung bei der Wasserstoffproduktion dar, und die Entstehung von blauem Wasserstoff gibt uns Hoffnung auf zukünftige kohlenstoffarme Lösungen.“
Farbklassifizierung von Wasserstoff
Wasserstoff kommt aus verschiedenen Quellen und wird oft in verschiedenen Farben bezeichnet, was die Methode seiner Herstellung widerspiegelt. Als grauer Wasserstoff bezeichnet man beispielsweise Wasserstoff, der aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird; wird Kohlendioxid effektiv abgeschieden, spricht man von blauem Wasserstoff, und Wasserstoff aus erneuerbarer Energie wird als grüner Wasserstoff bezeichnet.
Grüner Wasserstoff: Die Hoffnung, die durch Wasserelektrolyse entsteht
Durch Wasserelektrolyse erzeugter grüner Wasserstoff gilt im Vergleich zu herkömmlichen fossilen Brennstoffen als umweltfreundlichere Alternative. Bei dieser Methode wird Elektrizität verwendet, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Stammt der verwendete Strom aus erneuerbaren Ressourcen, gilt der Wasserstoff als „grün“. Allerdings ist diese Technologie immer noch mit Herausforderungen wie hohen Kosten und geringer Energieumwandlungseffizienz konfrontiert.
Andere Methoden zur Wasserstofferzeugung
Neben der Dampfreformierung und der Wasserelektrolyse gibt es eine Vielzahl weiterer Methoden zur Erzeugung von Wasserstoff, darunter die Vergasung von Biomasse, die Methanpyrolyse usw. Einige dieser neuen Technologien, wie etwa die Methanpyrolyse, können Wasserstoff ohne Kohlendioxid-Emissionen produzieren und weisen damit ein gutes Umweltpotenzial auf.
Zukünftige Wasserstoffproduktion: Herausforderungen und Chancen
Derzeit macht kohlenstoffarmer Wasserstoff (einschließlich blauem und grünem Wasserstoff) weniger als 1 % der weltweiten Wasserstoffproduktion aus. Prognosen zufolge wird die Wasserstoffindustrie in den kommenden Jahren weiter wachsen. Bis 2030 dürfte die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate 9,3 % erreichen. Dies macht Wasserstoff zu einem Schlüsselfaktor in der künftigen Energiewende.
„Die weltweite Nachfrage nach Wasserstoff wächst und damit steigt auch der Bedarf an sauberen Technologien als Teil der Bemühungen der Menschheit, den CO2-Fußabdruck zu reduzieren.“
Fazit
Es besteht kein Zweifel am Zukunftspotenzial von Wasserstoff als saubere Energiequelle, allerdings sind bei seinem Produktionsprozess nach wie vor Umweltprobleme vorhanden. Wie werden zukünftige Wasserstoffquellen unsere Energielandschaft verändern, wenn man die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Produktionstechnologien gegenüberstellt?
