Grüner Wasserstoff: Er entsteht durch Elektrolyse von Wasser. Der dafür benötigte Strom stammt ausschließlich aus erneuerbaren Energien wie Windkraft, Wasserkraft, Photovoltaik oder anderen erneuerbaren Ressourcen. Bei der Produktion entsteht kein Kohlendioxid.
Für die Herstellung lassen sich vier Elektrolyse-Technologien unterscheiden. Die alkalische Elektrolyse, kurz AEL, gilt als klassische und seit mehr als einem Jahrhundert eingesetzte Variante. Die Proton-Austausch-Membran-Elektrolyse, auch PEM genannt, ist ebenfalls kommerziell im Einsatz.
Daneben befinden sich die Anionenaustauschmembran-Elektrolyse, kurz AEM, sowie die Hochtemperatur-Elektrolyse, HTE oder HTEL, noch weitgehend in der Entwicklung. Damit bleibt grüner Wasserstoff technologisch breit aufgestellt, ist derzeit aber noch teurer als konventionelle Herstellungsverfahren.
Grauer Wasserstoff: Grauer Wasserstoff wird aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Meist wird Erdgas in einem Dampfreformer in Wasserstoff und CO2 umgewandelt. Das dabei entstehende Kohlendioxid gelangt über den Schornstein in die Atmosphäre und verstärkt den Treibhauseffekt. Bei der Produktion einer Tonne Wasserstoff entstehen nach Angaben der Vorlage rund 10 Tonnen CO2. Damit steht grauer Wasserstoff für die klassische, fossile H2-Erzeugung mit entsprechend hoher Klimabelastung. Eine Ausnahme ergibt sich, wenn das eingesetzte Methan aus Biogas stammt und der Dampfreformer mit erneuerbaren Energien betrieben wird.
Blauer Wasserstoff: Blauer Wasserstoff basiert auf grauem Wasserstoff. Der Unterschied liegt darin, dass das bei der Herstellung entstehende Kohlendioxid abgeschieden und gespeichert wird. Dieses Verfahren wird als CCS, also Carbon Capture and Storage, bezeichnet.
Türkiser Wasserstoff: Türkiser Wasserstoff wird durch die thermische Spaltung von Methan hergestellt. Dieses Verfahren heißt Methanpyrolyse. Da die Reaktion unter Ausschluss von Sauerstoff abläuft, entsteht kein Kohlendioxid, sondern fester Kohlenstoff. Damit die Herstellung tatsächlich CO2-neutral arbeitet, muss der Hochtemperaturreaktor mit erneuerbaren Energien beheizt werden. Zudem darf der entstehende Kohlenstoff nicht verbrannt werden. Er muss gelagert oder in Werkstoffen beziehungsweise in der Bauindustrie eingesetzt werden.
Roter Wasserstoff: Roter Wasserstoff wird wie grüner Wasserstoff per Elektrolyse von Wasser hergestellt. Der benötigte Strom stammt dabei jedoch nicht aus erneuerbaren Quellen, sondern aus Atomkraftwerken. Bei der eigentlichen Produktion entsteht zwar kein CO2. Die Einordnung bleibt jedoch umstritten, weil Uran ein endlicher Energieträger ist und Rückbau von Atomkraftwerken sowie Endlagerung von Atommüll ungelöste Herausforderungen darstellen. Manche Quellen ordnen Wasserstoff aus Atomstrom nicht der Farbe Rot, sondern Violett zu.
