Roter Wasserstoff
Englisch: red hydrogen
Wasserstoff, der durch Nutzung der Abwärme aus Kernreaktoren zur hochtemperaturgestützten katalytischen Spaltung erzeugt wird.
roter Wasserstoff: Kernwärme zum Wasserspaltung
Roter Wasserstoff ist Wasserstoffgas, das entsteht, wenn die Abwärme eines Kernreaktors an einen thermochemischen Wasserspaltungsprozess gekoppelt wird, statt diese Wärme zur Stromerzeugung zu nutzen. Anstatt Dampf durch eine Turbine zu leiten, treibt die Wärmeabgabe des Reaktors einen chemischen Kreislauf an, üblicherweise mit Metalloxiden oder Schwefelverbindungen, der Wassermoleküle bei Temperaturen zwischen 800 und 900 Grad Celsius in Wasserstoff und Sauerstoff aufspaltet. Das Verfahren vermeidet den Energieverlust, der entsteht, wenn man Wärme erst in Strom umwandelt und dann Strom zur elektrolytischen Wasserspaltung nutzt.
Der Begriff passt in eine Farbklassifikation: Grauer Wasserstoff kommt aus Erdgasdampfreformierung; blauer Wasserstoff ist grauer Wasserstoff mit Kohlenstoffabscheidung; grüner Wasserstoff ist elektrolytisch, powered durch erneuerbare Elektrizität; rosa Wasserstoff nutzt Kernstrom; und roter Wasserstoff nutzt Kernwärme direkt. Roter Wasserstoff hat gegenüber rosa den Vorteil der thermodynamischen Effizienz. Die Abwärme eines Kernkraftwerks wird normalerweise über Kühltürme abgeführt. Roter Wasserstoff erfasst einen Teil dieser sonst verlorenen Energie, verbessert die Gesamtauslastung des Kraftwerks und benötigt keine neue elektrische Infrastruktur.
Technische Hürden und Varianten
Die Hauptherausforderung liegt in den Materialien: Schwefel-Iod-Kreisläufe, Kupfer-Chlor-Kreisläufe und hochtemperaturgestützte Helium-Systeme müssen wiederholte Thermocyclen und chemische Korrosion bei extremen Temperaturen aushalten. Die vielversprechendsten Designs benötigen Helium-gekühlte oder Salzschmelze-Reaktoren statt Standard-Leichtwasserreaktoren, da die Wärmeabgabetemperatur kritisch ist. Ein 500-Megawatt-Wärmereaktoren könnte 100 bis 150 Megawatt nutzbare Wärme an eine Wasserstoffanlage mit 40 bis 50 Prozent Umwandlungseffizienz liefern.
Roter Wasserstoff ist noch weitgehend experimentell. Demonstrationsanlagen sind in Japan und Frankreich betrieben worden, aber es gibt noch keine kommerzielle Großanlage, die ihn routinemäßig herstellt. Die Wirtschaftlichkeit hängt von billiger Kernwärme und hohen Wasserstoffpreisen ab; derzeit wird der meiste Wasserstoffbedarf durch grauen Wasserstoff zu niedrigeren Kosten gedeckt. Größe ist entscheidend: Roter Wasserstoff ist besonders attraktiv in der Nähe großer Industriecluster, die Wasserstoff für Ammoniaksynthese, Methanolproduktion oder Raffination nutzen, wo er lange Transportwege vermeidet und während Spitzenlastkernenergie Netzstabilität bietet.
Der Name folgt Branchenkürzel: Die Farbe bezeichnet die Energiequelle (rot für Kernenergie), nach der Konvention, die durch grau und grün etabliert wurde. Es wird manchmal nuklearer thermochemischer Wasserstoff genannt, aber rot wird zunehmend Standard in europäischen und asiatischen Energiepolitik-Dokumenten.