Kritische Überprüfung der Lebenszyklusanalyse von Wasserstoffproduktionspfaden

Angesichts der wachsenden Besorgnis über Treibhausgasemissionen und die zunehmend schweren Auswirkungen des Klimawandels erfordert die globale Situation sofortige Maßnahmen zum Übergang zu nachhaltigen Energielösungen. In diesem Sinne könnte Wasserstoff eine grundlegende Rolle im Energiewandel spielen und einen potenziell sauberen und vielseitigen Energieträger bieten. Dieses Papier überprüft die aktuellen Ergebnisse von Lebenszyklusanalyse-Studien zu verschiedenen Wasserstoffproduktionspfaden, die versuchen, die Routen zu definieren, die die geringsten Umweltbelastungen garantieren können. Dampfreformierung von Methan wurde als Benchmark für das globale Erwärmungspotenzial betrachtet, mit einer durchschnittlichen Emission von 11 kgCO2eq/kgH2. Wasserstoff, der aus Wasserelektrolyse, betrieben durch erneuerbare Energien (grüner H2) oder Kernenergie (rosafarbener H2), erzeugt wurde, zeigte im Durchschnitt die niedrigsten Auswirkungen mit Mittelwerten von 2,02 kgCO2eq/kgH2 bzw. 0,41 kgCO2eq/kgH2. Die Verwendung von Netzstrom zur Energieversorgung des Elektrolyseurs (gelber H2) erhöhte den durchschnittlichen CO2-Fußabdruck auf bis zu 17,2 kgCO2eq/kgH2, mit einem Höchstwert von 41,4 kgCO2eq/kgH2 in Ländern mit niedriger erneuerbarer Energieproduktion. Abfallpyrolyse und/oder -vergaser präsentierten durchschnittliche Emissionen, die dreimal höher waren als die der Dampfreformierung von Methan, während der Rückgriff auf Restbiomasse und Bioabfälle die Treibhausgasemissionen signifikant senkte. Das Potenzial zur Versauerung zeigt vergleichbare Ergebnisse für alle untersuchten Technologien, mit Ausnahme der Biomassevergasung, die signifikant höhere und stärker gestreute Werte aufwies. In Bezug auf das abiotische Depletion-Potenzial (Mineralien) ist das Hauptproblem der Mangel an einer etablierten Recyclingstrategie, insbesondere für Elektrolysetechnologien, die die Einbeziehung der End-of-Life-Phase in die LCA-Berechnung behindern. Wo immer Daten verfügbar waren, wurden Hotspots für jeden Wasserstoffproduktionsprozess identifiziert.