Wasserstoff

Die Zukunft: Wasserstoff-Heizung
zur Wärmegewinnung

Wasserstoff (H₂) gilt als Energieträger der Zukunft. In den Bereichen Stromerzeugung, Industrie, Verkehr und Wärme kann er künftig einen entscheidenden Beitrag zum Ausstieg aus fossilen Energieträgern leisten. Er ist das ideale Bindeglied zwischen Erzeugung und Nutzung von erneuerbaren Energien, da Wasserstoff gut speicherbar und transportierbar ist.

Nachhaltig ist Wasserstoff, wenn er erneuerbar ist – das heißt, wenn er zu 100 % aus erneuerbaren Energien erzeugt wird. Der überwiegende Anteil des derzeit erzeugten Wasserstoffs stammt noch aus fossilen Quellen. Dies soll sich künftig ändern. Erzeugen zum Beispiel Windenergieanlagen oder Photovoltaikanlagen mehr Strom, als gerade benötigt wird, kann dieser Strom genutzt werden, um durch Elektrolyse erneuerbaren Wasserstoff zu gewinnen.

Noch ist die Erzeugung von erneuerbarem Wasserstoff sehr kostenintensiv. Daher kommt der Energieträger vorerst in der Industrie, in Raffinerien, in der Metallverarbeitung oder auch Im Schiffsverkehr zum Einsatz.

Aktuell gibt es bereits Pilotprojekte, in denen die Eignung der vorhandenen Erdgasnetze für den Transport von Wasserstoff getestet wird. Die Wasserstoffnetze für die Versorgung werden in den nächsten Jahren aufgebaut. Deshalb wird Wasserstoff meist noch per LKW geliefert, nicht wie Erdgas über Leitungen. Zum jetzigen Zeitpunkt sind die Kosten für einen flächendeckenden Einsatz mit Wasserstoff aus erneuerbaren Energien für Heizzwecke allerdings noch hoch. Langfristig kann er jedoch als zukunftsträchtiger Energieträger eine Schlüsselrolle in einem Energiesystem ohne fossile Brennstoffe einnehmen.

Wie funktioniert das Heizen mit Wasserstoff?

Wenn Sie Wasserstoff zum Heizen nutzen wollen, können Sie grundsätzlich aus verschiedenen Technologien wählen: Der Wasserstoff kann in einem Brennwertkessel verbrannt werden. Oder aber in einer Brennstoffzelle wird aus Wasserstoff mit Hilfe einer chemischen Reaktion Energie freigesetzt. Dabei wird nur ein Teil der Energie in Wärme umgewandelt, aus dem Rest entsteht Strom.
 
Die Versorgung mit Wasserstoff kann über ein Leitungsnetz oder durch einen Vorrat in Wasserstofftanks erfolgen. Zum Teil wird Wasserstoff schon in geringen Mengen ins Erdgasnetz eingespeist. Welche Gasnetze zukünftig für den Transport von Wasserstoff genutzt werden können, wird derzeit geprüft. Die regionalen Gasnetzbetreiber sind gesetzlich dazu verpflichtet, zeitnah Transformationspläne zu erstellen, damit Kundinnen und Kunden wissen, ob zukünftig die Versorgung mit Wasserstoff möglich sein wird. 
 
Weil Wasserstoff schneller und mit höherer Temperatur verbrennt, kann es sein, dass Ihre aktuelle erdgasbasierte Heizungstechnik dafür nicht ausgelegt ist. Haben Sie eine Gasheizung, die „H2 ready“ ist, kann sie in Zukunft mit kleineren Anpassungen Gas mit höheren Wasserstoffbeimengungen verbrennen. Für 100 % Wasserstoff benötigen Sie hingegen spezielle bzw. moderne Anlagen.

 

 

 

Vorteile einer Wasserstoffheizung

  • Wasserstoff ist nicht giftig und nicht umweltschädigend.
  • Wasserstoff setzt bei seiner Verbrennung keine klimaschädlichen Treibhausgase frei – es entsteht lediglich Wasser bzw. Wasserdampf. 
  • Er kann zudem ohne Treibhausgasemissionen erzeugt werden.
  • Eine Brennstoffzelle ist geräuscharm im Betrieb und wartungsarm.
  • Die Brennstoffzelle erzeugt auch Strom, den Sie zum Eigenverbrauch nutzen können. So brauchen Sie weniger Strom aus dem Netz und sind unabhängiger von der Preisentwicklung.
     

Nachteile des Heizens mit Wasserstoff

  • Wasserstoff ist teuer und aktuell noch wenig vorhanden.
  • Die Nutzung von Wasserstoff für die Gebäudeheizung kommt bisher noch sehr selten vor, daher gibt es wenig Erfahrungswerte.
  • Der Aufbau eines Wasserstoff-Kernnetzes und die Transformation der bestehenden Gasnetzinfrastruktur werden noch einige Jahre in Anspruch nehmen. 
  • Wollen Sie einen Wasserstofftank zur Bevorratung aufstellen, brauchen Sie ausreichend Platz im Außenbereich und eine entsprechende Infrastruktur zur Verdichtung. Zudem müssen Sie sich um die Beschaffung des Wasserstoffes kümmern und sind von der Preisentwicklung abhängig.
  • Die wasserstoffbasierte Wärmeversorgung ist weniger effizient als andere Heizungssysteme mit erneuerbaren Energien. Darüber hinaus braucht die Gewinnung von erneuerbarem Wasserstoff viel Energie in Form von regenerativem Strom. 

Heizen mit Wasserstoff in Neubau und Bestandsgebäuden

Falls Sie Ihr bestehendes Gebäude mit Erdgas aus dem Gasnetz beheizen wollen, erkundigen Sie sich bei Ihrem Gasversorger, ob es Pläne für den Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur gibt bzw. ob diese erarbeitet werden. Die zum 1. Januar 2024 in Kraft getretene Novelle des GEG (Gebäudeenergiegesetz) legt fest, dass das bisher genutzte Erdgas sukzessive durch Biogas oder Wasserstoff ersetzt werden muss.

Den Anschluss eines Neubaus an ein Erdgasnetz sollten Sie gut abwägen. Insbesondere sollten Sie klären, ob Ihr Gasversorger einen Transformationsplan hat und vertraglich die Umstellung auf Wasserstoff in den gesetzlich vorgeschriebenen Fristen zusichert.

Die geringe Verfügbarkeit von Wasserstoff ermöglicht zum aktuellen Zeitpunkt keinen flächendeckenden Einsatz zum Heizen von Wohngebäuden. Jedoch wird der Auf- und Umbau der notwendigen Netzinfrastruktur geplant und vorangetrieben. Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten bietet Wasserstoff insbesondere in der Industrie und wird in diesem Bereich bevorzugt verwendet. 

Unterschiedliche Technologien für die Nutzung von Wasserstoff zum Heizen

Wenn Sie mit dem Gedanken spielen, auf Wasserstoff zu setzen, haben Sie verschiedene Möglichkeiten für den Einsatz:

 

H2-ready-Gasheizung

Geräte, die einen anteiligen Wasserstoffbetrieb gestatten, werden als „H2-Ready“ bezeichnet. Sie haben bereits solch eine „H2-ready“-Gasheizung? Mit modernen Anpassungen lässt sich diese in Zukunft auf 100 % Wasserstoffeinsatz umstellen. Doch aktuell wird sie mit einer Beimischung im Erdgasnetz von maximal 20 % Wasserstoff betrieben.

 

Wie viel kostet eine H2-Ready-Gasheizung?

In der Regel kosten H2-Ready-Gasheizungen mehr als konventionelle Gas-Brennwertkessel bzw. Gasthermen. Sie sollten mit Kosten von ungefähr 5.000 bis 7.000 Euro für eine Gastherme und 8.000 bis 10.000 Euro für einen Brennwertkessel rechnen (unverbindliche Kostenschätzungen, die regional und nach örtlichen Gegebenheiten variieren können). Für die Umrüstung Ihrer Gasheizung fallen später zusätzliche Kosten an. Unter Umständen müssen Sie noch den Schornstein ertüchtigen lassen. Hier sind die Kosten je Gebäude unterschiedlich.

 

Brennstoffzellenheizung

In einer Brennstoffzelle findet keine klassische Verbrennung mit Flamme statt, sondern die direkte chemische Umwandlung von Wasserstoff und Sauerstoff aus der Umgebungsluft in elektrische Energie und Wärme. Der Anteil ist dabei abhängig vom gewählten Brennstoffzellentyp und liegt in etwa zwischen 30 % und 70 % Strom bzw. Wärme. Als „Abfallprodukt“ entsteht Wasser bzw. Wasserdampf.

Wenn Sie heute eine mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzelle nutzen möchten, brauchen Sie einen Wasserstofftank oder einen Anschluss ans Wasserstoffnetz. Brennstoffzellen können aber auch mit Erdgas aus dem Gasnetz oder Flüssiggas bzw. Biogas betrieben werden. Bei Niedertemperatur-Brennstoffzellen benötigen Sie dann zusätzlich einen externen Reformator. In diesem Fall ist Ihre Wärmeversorgung erst klimaneutral, wenn zukünftig erneuerbarer Wasserstoff anstelle von Erdgas oder Flüssiggas zum Einsatz kommt.

Der Einsatz einer Brennstoffzelle ist nur sinnvoll für Sie, wenn Ihr Haushalt neben der Wärme den erzeugten Strom auch überwiegend selbst verbrauchen kann. 

 

Wie viel kostet eine Wasserstoffheizung mit Brennstoffzelle?

Brennstoffzellenheizungen erhalten Sie zurzeit nur über den Fachhandel, der auf den Einbau von Brennstoffzellen spezialisiert ist. Im Komplettpaket mit Einbau sollten Sie etwa 30.000 bis 35.000 Euro einplanen. 
 

Hybrid-Systeme

Eine Kombination mit Solarthermie sorgt vor allem im Sommer für die Bereitstellung von Warmwasser. Hierzu ist ein Pufferspeicher nötig.

Wollen Sie eine Brennstoffzelle einsetzen und den dabei erzeugten Strom beispielsweise zum Laden Ihres Autos nutzen, ist eine Kombination mit Stromspeicher und Photovoltaik-Anlage empfehlenswert. Wenn im Sommer der Wärmebedarf gering ist, läuft die Brennstoffzelle nicht und erzeugt keinen Strom. Hier kann zum Beispiel die Photovoltaik-Anlage eine Alternative sein.