Laut Untersuchung schlimmer als Kohle, Diesel oder Erdgas
Eine Untersuchung der Stanford und der Cornell University zeige, dass blauer Wasserstoff mehr Treibhausgasemissionen verursachen könne als die durch Kohle und Gas erzeugte Wärme, schreibt auf pv magazine International. Die Modellierung klassifiziere die Emissionen von blauem Wasserstoff als Kohlendioxid und unverbranntes flüchtiges Methan sowie als Lebenszyklusemissionen im Zusammenhang mit dem Abbau, dem Transport, der Speicherung und der Nutzung von Methan.
Befürworter von blauem Wasserstoff, der mit fossilen Brennstoffen und Technologien zur Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung (CCUS) hergestellt wird, stellen ihn häufig als sauberere Alternative zu Wasserstoff dar, der mit dem Verfahren der Methan-Dampfreformierung (SMR) oder dem so genannten „grauen Wasserstoff“ hergestellt wird, der derzeit weltweit die vorherrschende Erzeugungsquelle ist. Befürworter des blauen Wasserstoffs sehen ihn auch als potenziellen Partner für grünen Wasserstoff, der mit erneuerbaren Energien hergestellt wird, um eine emissionsfreie Energiewende zu ermöglichen, so die neuen Forschungsergebnisse, die am 12.08.2021 in Energy Science & Engineering veröffentlicht wurden..
Laut Stanford- und Cornell-Studie ist der blaue Kraftstoff keineswegs so grün wie beschrieben. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass der CO2-Fußabdruck von mit fossilen Brennstoffen hergestelltem Wasserstoff um mehr als 20 % größer ist als der von mit Erdgas oder Kohle erzeugter Wärme und um etwa 60 % größer als der von Dieselöl zur Wärmeerzeugung.
„Als sauber angepriesener „blauer“ Wasserstoff kann schlimmer sein als Gas oder Kohle“, schreibt Blaine Friedlander am 12.08.2021 auf der Webseite der Cornell University. Forscher der Universitäten Cornell und Stanford seien jedoch überzeugt, diese Energieform schade dem Klima möglicherweise mehr als fossile Brennstoffe. Denn der Kohlenstoff-Fußabdruck der Herstellung blauen Wasserstoffs ist um mehr als ein Fünftel größer als bei der direkten Verwendung von Erdgas oder Kohle zur Wärmeerzeugung oder um etwa 60 % größer als bei der Verwendung von Diesel zur Wärmeerzeugung. „Der meiste Wasserstoff in den USA und Europa wird aus Erdgas gewonnen, wobei Dampf und Druck eingesetzt werden, um das Methan aus dem Erdgas in so genannten ‚grauen‘ Wasserstoff und Kohlendioxid umzuwandeln“, so Robert Howarth, David R. Atkinson Professor für Ökologie und Umweltbiologie am College of Agriculture and Life Sciences. Howarth hat zusammen mit Mark Z. Jacobson, Stanford-Professor für Bau- und Umwelttechnik, die Studie „How Green is Blue Hydrogen?“ verfasst. Blauer Wasserstoff beginnt mit der Umwandlung von Methan in Wasserstoff und Kohlendioxid durch den Einsatz von Wärme, Dampf und Druck oder grauem Wasserstoff, geht aber noch weiter und fängt einen Teil des Kohlendioxids ab. Sobald das Nebenprodukt Kohlendioxid und die anderen Verunreinigungen abgetrennt sind, wird daraus nach Angaben des US-Energieministeriums blauer Wasserstoff. Der Prozess zur Herstellung von blauem Wasserstoff erfordert den Forschern zufolge eine große Menge an Energie, die im Allgemeinen durch die Verbrennung von mehr Erdgas bereitgestellt wird. „In der Vergangenheit wurden keine Anstrengungen unternommen, um das Kohlendioxid abzufangen, das bei der Herstellung von grauem Wasserstoff anfällt, und die Treibhausgasemissionen waren enorm“, so Howarth. „Jetzt wirbt die Industrie für blauen Wasserstoff als Lösung, ein Ansatz, bei dem weiterhin das Methan aus Erdgas verwendet wird, während man versucht, das Nebenprodukt Kohlendioxid abzuscheiden. Leider sind die Emissionen nach wie vor sehr hoch“. Methan erwärmt die Atmosphäre mehr als 100 Mal stärker als Kohlendioxid, wenn es zum ersten Mal ausgestoßen wird. Aus dem IPCC-Bericht geht hervor, dass Methan im vergangenen Jahrhundert kumuliert etwa zwei Drittel so viel zur globalen Erwärmung beigetragen hat wie Kohlendioxid, sagte er. „Blauer Wasserstoff ist kaum emissionsfrei“, schreiben die Forscher. „Blauer Wasserstoff als Strategie funktioniert nur in dem Maße, in dem es möglich ist, Kohlendioxid auf unbestimmte Zeit in der Zukunft zu speichern, ohne dass es wieder in die Atmosphäre entweicht.“ Ein umweltfreundlicher „grüner“ Wasserstoff existiert zwar, aber er ist noch ein kleiner Sektor und wurde bisher nicht kommerziell realisiert. Am 10.08.2021 verabschiedete der US-Senat seine Version des 1 Billion Dollar schweren Infrastructure Investment and Jobs Act, der mehrere Milliarden Dollar für die Entwicklung, Subventionierung und Stärkung der Wasserstofftechnologie und ihrer Industrie vorsieht. „Die politischen Kräfte haben vielleicht noch nicht die Wissenschaft eingeholt“, sagte Howarth. „Selbst progressive Politiker verstehen vielleicht nicht, wofür sie stimmen. Blauer Wasserstoff klingt gut, klingt modern und klingt wie ein Weg in unsere Energiezukunft. Das ist er aber nicht.“ Howarth sagte: „Der beste Wasserstoff, der grüne Wasserstoff aus der Elektrolyse – wenn er klug und effizient eingesetzt wird – kann dieser Weg in eine nachhaltige Zukunft sein. Blauer Wasserstoff ist etwas völlig anderes.“
Zu den Emissionen von blauem Wasserstoff gehören Kohlendioxid und unverbranntes, flüchtiges Methan. Bei der Modellierung wurden die mit dem Abbau, dem Transport, der Speicherung und der Nutzung von Methan verbundenen Lebenszyklusemissionen berücksichtigt. Es wurden mehrere CCUS-Techniken für blauen Wasserstoff in Betracht gezogen, darunter das durch den SMR-Prozess freigesetzte Kohlendioxid und die Entfernung von zusätzlichem Kohlendioxid aus den Gasen, die bei der Verbrennung von Methan entstehen, um die für den SMR-Prozess erforderliche Wärme und den hohen Druck zu erzeugen. Auch das Kohlendioxid und Methan aus der Energie, die zur Erzeugung von Strom für die Kohlenstoffabscheidungsanlage verwendet wird, wurde untersucht.
Ihren Modellrechnungen zufolge sind die Kohlendioxidemissionen von blauem Wasserstoff nur um 9 % bis 12 % geringer als die von grauem Wasserstoff. „Während die Kohlendioxidemissionen niedriger sind, sind die flüchtigen Methanemissionen bei blauem Wasserstoff höher als bei grauem Wasserstoff, da für die Kohlenstoffabscheidung mehr Erdgas verwendet wird“, erklärte die Forschungsgruppe.
Die flüchtigen Methanemissionen werden auf 43 g CO2-Äquivalent pro Megajoule erzeugten Wasserstoffs geschätzt, so die Forscher. Sie bezeichneten die jüngste Wette vieler Unternehmen, die fossile Brennstoffe einsetzen, auf blauen Wasserstoff als „Ablenkung“ und argumentierten, dass dies die dringend benötigte Dekarbonisierung der Weltwirtschaft nur verzögern könnte.
„Wir stellen außerdem fest, dass ein Großteil des Vorstoßes für die Nutzung von Wasserstoff zur Energieerzeugung seit 2017 vom Hydrogen Council ausgeht, einer Gruppe, die von der Öl- und Gasindustrie speziell zur Förderung von Wasserstoff gegründet wurde, mit einem Schwerpunkt auf blauem Wasserstoff“, so die Forscher.
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