DIE FARBENLEHRE DES WASSERSTOFFS · 2. OKTOBER 2026

Halle mit Elektrolyse-Stacks und Edelstahlleitungen für Wasserstoff, durch die Fenster sind Windräder zu sehen

Was grüner Wasserstoff von grauem, blauem und türkisem unterscheidet

Wasserstoff trägt je nach Herkunft eine Farbe, von Grau über Blau und Türkis bis Grün. Ob Erdgas, Atomstrom oder Windkraft die Energie liefert, bestimmt seine Klimabilanz. Wer die Codes lesen kann, erkennt, welcher Wasserstoff Stahlwerken und Chemieparks Emissionen erspart.

VON MARTIN JENDRISCHIK · 9 Min. LESEN

Grüner Wasserstoff soll dort helfen, wo Strom allein nicht weiterkommt: in der Stahlproduktion, im Ammoniakwerk, in der Raffinerie. Chemisch unterscheidet sich das Gas aus einem Elektrolyseur an der Küste nicht vom Gas aus einem Erdgasreformer. Den Unterschied machen Rohstoff, Energiequelle und die Menge CO₂, die unterwegs in die Atmosphäre gelangt.

Weltweit wurden 2024 knapp 100 Millionen Tonnen Wasserstoff hergestellt, wie der Global Hydrogen Review 2025 der Internationalen Energieagentur (IEA) zeigt. Weniger als ein Prozent davon stammte aus emissionsarmen Verfahren. Der allergrößte Teil kam aus Erdgas oder Kohle, ohne dass das CO₂ aufgefangen wurde. Grüner Wasserstoff ist also bislang die Ausnahme in einem Markt, den es längst gibt.

Politik und Industrie sortieren Wasserstoff seit Jahren nach Farben. Verbindlich festgelegt sind diese Farben nirgends, in den EU-Regeln zählen Grenzwerte für Treibhausgase. Ob grüner Wasserstoff hält, was seine Farbe verspricht, zeigt erst die Emissionsbilanz.

Inhalt

Wie grüner Wasserstoff im Elektrolyseur entsteht

Bei der Elektrolyse wird Wasser mit elektrischem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Stammt der Strom aus Wind, Sonne oder Wasserkraft, entsteht grüner Wasserstoff ohne CO₂-Ausstoß bei der Herstellung. Die IEA setzt die Emissionen dieses Pfads in ihrem Bericht „Towards hydrogen definitions based on their emissions intensity“ von 2023 deshalb mit null an. Wer die Fertigung der Solarmodule mitrechnet, kommt dort auf 0,9 bis 2,5 Kilogramm CO₂-Äquivalent je Kilogramm Wasserstoff. Bei Windstrom an Land sind es 0,4 bis 0,8 Kilogramm.

Drei Bauarten konkurrieren, wie die Fraunhofer-Gesellschaft beschreibt. Die alkalische Elektrolyse nutzt günstige, gut verfügbare Katalysatoren und ist in Kraftwerken und Chemieanlagen im Dauerbetrieb erprobt. Mit einer Druckvariante dieser Technik entsteht grüner Wasserstoff etwa in der Pilotanlage von RWE und Sunfire in Lingen. Neue Zellkonzepte wie das kapillargespeiste Verfahren von Hysata sollen den Stromverbrauch weiter senken.

PEM-Elektrolyseure, benannt nach ihrer Protonen-Austausch-Membran, sind kompakt, vertragen hohen Druck und folgen schwankender Last schnell. Dafür brauchen sie Edelmetalle wie Iridium und Platin. Die Hochtemperatur-Elektrolyse (SOEC) läuft bei über 700 Grad Celsius, erreicht sehr hohe elektrische Wirkungsgrade und kommt ohne Edelmetalle aus. Fraunhofer sieht bei ihr noch offene Forschungsfragen, und die Hersteller ziehen daraus gegensätzliche Schlüsse.

Welche Farben Wasserstoff tragen kann

Grauer Wasserstoff entsteht meist durch Dampfreformierung von Erdgas, das CO₂ aus dem Prozess entweicht in die Luft. Blauer Wasserstoff stammt aus demselben Verfahren, nur wird ein Teil des CO₂ abgeschieden und unterirdisch gespeichert. Das Umweltbundesamt nennt aus der Fachliteratur Abscheideraten von 72 bis 96 Prozent für die Prozessemissionen. Bezogen auf alle Emissionen der Anlage liegen neuere Studien oft nur bei 60 bis 70 Prozent.

Türkiser Wasserstoff entsteht durch Methanpyrolyse: Methan wird unter großer Hitze in Wasserstoff und festen Kohlenstoff gespalten. Nach Angaben des Umweltbundesamts (UBA) fallen dabei rund drei Kilogramm Kohlenstoff pro Kilogramm Wasserstoff an. Das Verfahren braucht etwa doppelt so viel Methan wie die Dampfreformierung, was die Emissionen aus Förderung und Transport des Erdgases erhöht.

Mit Atomstrom erzeugter Wasserstoff heißt rot, in manchen Übersichten auch pink oder violett. Gelb steht beim Haus der Technik für Elektrolyse mit gemischtem Netzstrom aus fossilen und erneuerbaren Quellen. Orange nennt eine Kurzstudie des Instituts für Klimaschutz, Energie und Mobilität (IKEM) von 2020 dagegen Wasserstoff aus Bioenergie.

Weiß bedeutet beim IKEM natürlicher Wasserstoff aus Gesteinsschichten, beim Haus der Technik ein Nebenprodukt chemischer Prozesse. Die einzige kommerzielle Förderung von natürlichem Wasserstoff liegt laut IEA im Feld Bourakébougou in Mali. Sie liefert fünf Tonnen im Jahr, eine Förderung im großen Maßstab vor 2030 hält die IEA für unsicher.

Weil dieselbe Farbe Verschiedenes meinen kann, empfiehlt die IEA seit 2023, Wasserstoff nach seiner Emissionsintensität einzustufen. Grüner Wasserstoff bleibt als Begriff im Alltag, doch Förderprogramme und Lieferverträge brauchen Zahlen.

Wie viel CO₂ jede Wasserstofffarbe verursacht

Das Umweltbundesamt hat 2022 die Treibhauswirkung der vier wichtigsten Pfade entlang der ganzen Kette berechnet, einschließlich Methanlecks bei Förderung und Transport. Im heutigen, noch fossil geprägten Energiesystem schneiden blauer und türkiser Wasserstoff demnach nur etwas besser ab als grauer. Grüner Wasserstoff liegt in beiden Quellen deutlich vorn. Die folgende Tabelle zeigt die UBA-Werte für heutige Energiesysteme und die Spannweiten der IEA von 2023, jeweils in Kilogramm CO₂-Äquivalent pro Kilogramm Wasserstoff.

Farbe und Verfahren	UBA 2022 (heutiges System)	IEA 2023
Grau: Erdgas ohne Abscheidung	16,1	10 bis 14
Blau: Erdgas mit CO₂-Abscheidung	12,3 bis 13,0	0,8 bis 8
Türkis: Methanpyrolyse	11,5 bis 13,0	k. A.
Grün: Elektrolyse mit Ökostrom	1,5 bis 6,0	0
Rot/Pink: Elektrolyse mit Atomstrom	k. A.	0,1 bis 0,3
Kohle ohne Abscheidung	k. A.	bis 27

Quellen: UBA, „Welche Treibhausgasemissionen verursacht die Wasserstoffproduktion?“, 30. November 2022; IEA, Bericht zu Wasserstoffdefinitionen, 2023. Die Werte folgen unterschiedlichen Bilanzgrenzen und sind nur innerhalb einer Spalte direkt vergleichbar.

Das UBA rechnet mit einer globalen Methanleckage von 1,7 Prozent und berücksichtigt Energie für CO₂-Abscheidung und Rücktransport. Beim grünen Wert bildet das Amt ab, dass die Regeln von 2022 den ausschließlichen Einsatz zusätzlichen Ökostroms nicht garantierten. Der weltweite Strommix verursachte laut IEA im Schnitt 460 Gramm CO₂ je Kilowattstunde. Elektrolyse mit solchem Netzstrom käme auf 24 Kilogramm, etwa so viel wie Wasserstoff aus Kohle.

Bei der Elektrolyse hängt die Klimabilanz also an der Stromquelle. Grüner Wasserstoff hält seinen Klimavorteil nur, wenn für die Elektrolyse tatsächlich neuer Ökostrom erzeugt wird. Genau das hat die EU in eigenen Regeln festgelegt.

Wann grüner Wasserstoff in der EU als erneuerbar gilt

In den EU-Rechtstexten zählt grüner Wasserstoff zu den RFNBO, kurz für erneuerbare Kraftstoffe nicht biogenen Ursprungs. Er muss nach der Erneuerbare-Energien-Richtlinie mindestens 70 Prozent Treibhausgase gegenüber fossilen Kraftstoffen einsparen. Welcher Strom dafür zählt, legt die Delegierte Verordnung (EU) 2023/1184 fest, die im Juli 2023 in Kraft trat. Die EU-Kommission fasst die Anforderungen in drei Kriterien zusammen.

Für die Zusätzlichkeit darf die Wind- oder Solaranlage höchstens 36 Monate vor dem Elektrolyseur in Betrieb gegangen sein und keine Förderung erhalten. Elektrolyseure mit Inbetriebnahme vor 2028 sind davon bis Anfang 2038 befreit. Für die zeitliche Korrelation müssen Strom und Wasserstoff bis Ende 2029 im selben Kalendermonat entstehen, ab 2030 in derselben Stunde. Für die geografische Korrelation müssen Stromanlage und Elektrolyseur in derselben Gebotszone liegen.

Ausnahmen gibt es für Gebotszonen, in denen der Ökostromanteil im Vorjahr über 90 Prozent lag. Für Wasserstoff aus nicht erneuerbaren Quellen, etwa Erdgas mit CO₂-Abscheidung, hat die Kommission im Juli 2025 eine eigene Methodik beschlossen. Auch dieser „kohlenstoffarme“ Wasserstoff muss 70 Prozent einsparen.

Nach einem Bericht des Handelsblatts vom Mai 2026 will die Kommission die RFNBO-Kriterien überarbeiten, um die Hochlaufphase zu verlängern. Bis eine geänderte Verordnung gilt, muss grüner Wasserstoff die Kriterien von 2023 erfüllen (Stand September 2026).

Wie weit Deutschland beim Ausbau der Elektrolyse ist

Die Bundesregierung hat das Ziel in der Fortschreibung der Nationalen Wasserstoffstrategie im Juli 2023 verdoppelt: zehn Gigawatt Elektrolyseleistung bis 2030 statt fünf. Den Bedarf für 2030 schätzt die Strategie auf 95 bis 130 Terawattstunden, 50 bis 70 Prozent davon sollen importiert werden. Vorrang hat grüner Wasserstoff, für den Hochlauf akzeptiert die Strategie auch blauen.

Gebaut ist davon bislang ein kleiner Teil. Laut der Deutschen Energie-Agentur (dena) waren im April 2026 rund 193 Megawatt in Betrieb, weitere 1,2 Gigawatt im Bau. Für 2030 sind 5,5 Gigawatt geplant, aber nur 2,3 Gigawatt finanziert. Das Energiewirtschaftliche Institut an der Universität zu Köln (EWI) kam im Januar 2026 selbst mit allen angekündigten Projekten nur auf 8,7 Gigawatt. Grüner Wasserstoff aus deutscher Elektrolyse bleibt damit bis 2030 knapp.

Grüner Wasserstoff ist teurer als grauer, und die Lücke schließt sich bis 2030 nur teilweise. Wasserstoff aus Erdgas ohne Abscheidung kostete 2024 laut IEA 0,8 bis 4,6 US-Dollar je Kilogramm. Für Regionen mit viel Sonne, Wind und günstigem Kapital wie Australien oder Chile erwartet die IEA 2030 drei bis vier Dollar. In China sind knapp unter zwei Dollar möglich. Weltweit waren 2024 rund zwei Gigawatt Elektrolyseleistung installiert, China stellt laut IEA inzwischen 65 Prozent davon.

Für den Transport hat die Bundesnetzagentur im Oktober 2024 das Wasserstoff-Kernnetz genehmigt. Es umfasst nach der Mitteilung der Behörde 9.040 Kilometer, zu rund 60 Prozent umgestellte Erdgasleitungen, und kostet 18,9 Milliarden Euro. Bis 2032 soll es fertig sein und Häfen, Elektrolyseure und Industriezentren verbinden. Nach einer dpa-Meldung im Handelsblatt vom Dezember 2025 waren 2025 die ersten 525 Kilometer fertig.

Wo grüner Wasserstoff gebraucht wird und wo nicht

Die Industrie verbrauchte 2024 weltweit 55 Millionen Tonnen Wasserstoff. Laut IEA gingen 60 Prozent davon in Ammoniak, 30 Prozent in Methanol und zehn Prozent in die Direktreduktion von Eisen. Raffinerien kamen auf mehr als 43 Millionen Tonnen. Wo grauer Wasserstoff heute schon im Prozess steckt, spart grüner Wasserstoff jedes Kilogramm fossiler Emissionen direkt ein, etwa in Yaras Ammoniakwerk in Norwegen.

In der Stahlindustrie ersetzt Wasserstoff die Kohle als Reduktionsmittel, das Umweltbundesamt nennt dazu Zement, Chemie sowie Luft- und Seeverkehr. Das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) kam im Mai 2021 zum selben Schluss. Wasserstoffbasierte Brennstoffe brauchen demnach für die Raumwärme sechs- bis 14-mal so viel Strom wie Wärmepumpen. Ein Brennstoffzellenauto benötigt rund fünfmal so viel Strom wie ein Batterieauto.

Beim Heizen ist die Studienlage eindeutig. Der Oxford-Forscher Jan Rosenow hat 54 unabhängige Studien ausgewertet und 2024 in der Fachzeitschrift Cell Reports Sustainability veröffentlicht. Keine davon sieht für Wasserstoff eine große Rolle in Gebäuden; im Median lagen die Kosten für Verbraucher 86 Prozent über denen der Wärmepumpe. Grüner Wasserstoff ist schlicht zu knapp und zu teuer, um ihn in Heizkesseln zu verbrennen.

Für Politik und Unternehmen folgt daraus eine klare Rangfolge. Ökostrom spart am meisten CO₂, wenn er direkt in Elektroauto, Wärmepumpe oder Lichtbogenofen fließt. Grüner Wasserstoff gehört dorthin, wo Moleküle unverzichtbar sind. Er dient als Rohstoff für Dünger und Chemie, als Reduktionsmittel für Eisen und als Basis für Schiffs- und Flugkraftstoffe.

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