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17. Mai 2022

CO2-Footprints von H2

CO2-Footprints von H2-Erzeugungsverfahren im Vergleich (G 202148)
Forschungsprojekt
Projektbeschreibung

Projektlaufzeit: 10.2021- 04.2022

Projektstatus: abgeschlossen

Förderkennzeichen: G 202148

Ziele und Methodik

Im Rahmen der Kurzstudie CO2 Footprints von H2 wurden die Treibhausgasemissionen der folgenden Bereitstellungspfade von Wasserstoff analysiert:

  • Blauer Wasserstoff aus der Dampfrefomierung mit Cabon Capture and Storage (CCS)
  • Türkiser Wasserstoff aus der Erdgaspyrolyse mit der Lagerung von festem Kohlenstoff
  • Grüner Wasserstoff aus Wasserelektrolyse mit erneuerbaren Strom

Die notwendigen verfahrenstechnischen Daten wurden im DVGW-Leitprojekt „Roadmap Gas 2050” erhoben (siehe Bericht D 1.1). Aufbauend auf diesen Arbeiten wurde eine Sensitivitätsanalyse zu den Emissionen. Berücksichtigt wurden unter anderem Faktoren wie die Entwicklung der Treibhausgas-Emissionen bei der Produktion von PV- und Windstrom bis 2050.

Die Emissionen wurden mit GEMIS Version 5.0 berechnet, einem frei verfügbaren Computermodell des Öko-Instituts mit integrierter Datenbank für Ökobilanzierung und Stoffstromanalysen.

 

Hintergrund

Alternative Erzeugungsverfahren von Wasserstoff (H2) haben schon heute das Potenzial, die Emissionen von Treibhausgasen (THG) im Vergleich zum aktuellen Stand der Technik zu senken. Im Kurzprojekt CO2-Fußabdruck von H2 wurde berechnet, wie hoch der CO2-Ausstoß pro produzierter Kilowattstunde Wasserstoff ausfällt. Berücksichtigt wurden folgende Pfade:

  • Blauer Wasserstoff aus der Dampfreformierung von Erd- oder Biogas (Methan) mit Carbon Capture and Storage (CCS)
  • Türkiser Wasserstoff aus der Pyrolyse von Erd- oder Biogas (Methan) mit der Lagerung von festem Kohlenstoff
  • Grüner Wasserstoff aus Wasserelektrolyse mit erneuerbaren Strom

Für blauen und türkisen Wasserstoff haben die Vorkettenemissionen des eingesetzten Methans einen entscheidenden Einfluss auf die THG-Emissionen. Über die Erzeugung aus Biomethan können sogar negative THG-Emissionen entstehen. Denn dieses wird aus organischem Material oder pflanzlichen Reststoffen gewonnen, die bei deren Wachstum zuvor über Photosynthese der Atmosphäre CO2 entzogen haben. Dieses wird bei den genannten Verfahren als fester Kohlenstoff oder gasförmiges CO2 abgetrennt.

Im Falle von grünem H2 bestimmen die Vorkettenemissionen der Strombereitstellung über die THG-Emissionen. Je nach Standort der H2-Produktion spielt gegebenenfalls der Transport via Pipeline oder Schiff eine Rolle. Im Falle der Produktion von grünem Wasserstoff aus PV-Strom sind zudem auch die Vorkettenemissionen für die Herstellung der PV-Module entscheidend. Haupteinflussfaktor ist dabei der Strommix des Landes, in dem die Module produziert werden. Die Produktion von grünem Wasserstoff aus Offshore-Windstrom in Deutschland besitzt demnach das höchste CO2-Minderungspotenzial. 

 

Ansprechpartner
Bei Fragen zum Forschungsprojekt wenden Sie sich bitte an folgenden Ansprechpartner
Frederik Brandes
Hauptgeschäftsstelle / Technologie und Innovationsmanagement

Telefon+49 228 91 88-844