Wann immer in der Öffentlichkeit über die Energiethemen der Zukunft gesprochen wird, fällt früher oder später das Schlagwort Wasserstoff. Häufig entsteht der Eindruck, dass Wasserstoff als Allheilmittel gesehen wird. Er lässt sich zum Beispiel für besonders energieintensive Industrieprozesse oder als Basis für E-Fuels nutzen und wird auch im Schienenverkehr diskutiert. Im Wärmemarkt bieten sich ebenfalls Anwendungsmöglichkeiten.
Vor allem die Gaswirtschaft sowie die großen Heizungshersteller plädieren dafür, Wasserstoff als Energieträger für Heizungen mit in die Planungen einzubeziehen – neben anderen Technologien wie Wärmepumpen oder Wärmenetzen. Das dazugehörige Schlagwort lautet „H2-ready“. Gemeint sind damit Gasheizungen, die auch mit Wasserstoff betrieben werden können. Doch H2-ready ist nicht gleich H2-ready. Die Geräte, die derzeit am Markt zu kaufen sind und über ein entsprechendes Label verfügen, sind Heizungen, die lediglich einen Mix aus Erdgas und Wasserstoff verarbeiten können – und zwar mit einem Wasserstoffanteil von 20 bis 30 Prozent.
Damit auf den ab 2024 für neue Heizungen verlangten Anteil erneuerbarer Energien von 65 Prozent zu kommen, ist nicht möglich – selbst, wenn es sich dabei um grünen Wasserstoff handeln würde. Da der Heizwert von Wasserstoff geringer ist als der von Erdgas, bräuchte man Heizungen, die 100 Prozent Wasserstoff nutzen, um die gesetzliche Forderung zu erfüllen. Im Gebäudeenergiegesetz (GEG) ist diese Möglichkeit auch niedergeschrieben. Der Einbau einer Heizungsanlage, die in der Lage ist, 100 Prozent Wasserstoff zu verbrennen, gilt als Erfüllungsoption für die 65-Prozent-Regel. Voraussetzung: Das Gebäude muss in einem Gebiet liegen, für das laut Wärmeplanung eine Versorgung mit Wasserstoff vorgesehen ist.
Das bedeutet: Eine 100-Prozent-H2-ready-Heizung stellt neben Technologien wie etwa der Wärmepumpe eine Möglichkeit dar, die Vorgaben des GEG zu erfüllen. Solche Geräte sind zurzeit allerdings noch nicht am Markt verfügbar. Dabei liegt die Betonung auf dem „noch“. Denn die Heizungshersteller arbeiten an entsprechenden Geräten beziehungsweise testen sie bereits in konkreten Projekten.
Zulassungsverfahren für Wasserstoffheizungen steht noch aus
So hat Vaillant in den vergangenen vier Jahren Brennwertgeräte entwickelt, die zu 100 Prozent mit Wasserstoff betrieben werden und für Feldtests zugelassen sind. Ein solcher wird derzeit in dem Forschungsprojekt H2Direkt durchgeführt. In diesem wurde ein bestehender Gasnetzabschnitt in Markt Hohenwart in der Nähe von Ingolstadt auf 100 Prozent Wasserstoff umgestellt. Für 18 Monate heizen zehn Haushalte und ein Gewerbebetrieb mit Wasserstoff. Die dafür notwendigen Geräte kommen von Vaillant.
Diese würden sich nur zu etwa fünf Prozent von denen unterscheiden, die künftig auch auf dem Markt verfügbar sein werden, sagt Alexander Schuh, der bei Vaillant für die Wasserstoffprojekte zuständig ist. Dass dies jetzt noch nicht der Fall ist, liegt unter anderem daran, dass erst noch ein Zulassungsverfahren für Geräte dieser Art entwickelt werden muss.
Ein solches bereitet der Deutsche Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW) laut Schuh gerade vor. Vaillant sei in die Entwicklung involviert. Der Experte erwartet, dass die Arbeit Mitte 2024 abgeschlossen ist und die Geräte Ende 2024 in die Zertifizierung gehen können. „Wir gehen davon aus, dass 100-Prozent-H2-Geräte branchenweit ab 2025 auf dem Markt verfügbar sind“, sagt Schuh. Er rechnet damit, dass die Kosten für die Geräte zehn bis 20 Prozent über denen herkömmlicher Erdgasgeräte liegen werden.
Mitbewerber Viessmann setzt auf ein Umrüst-Kit, um seine Brennwertgeräte für 100 Prozent Wasserstoff fit zu machen. Konkret bedeutet das, dass ein Kunde sich jetzt eines der Geräte, die auf eine Beimischung von 20 Prozent ausgelegt sind, kaufen und zunächst mit Erdgas betreiben kann. Wenn dann Wasserstoff über das angeschlossene Netz verfügbar ist, wird das Gerät entsprechend umgebaut – und dies auf „einfache und kostengünstige Weise“, wie Manfred Dzubiella, Head of Technical Innovation Management bei Viessmann, erklärt.
„Das Umrüst-Kit – also die neuen Brennerkomponenten – fügen sich nahtlos in das bestehende System ein“, ergänzt sein Kollege Eugen Gleim, der als Innovation Manager bei Viessmann tätig ist. „Wir haben gezielt die Verbrennungsregelung als Kern der Technologie beibehalten, sodass wir mit Wasserstoff die höchsten Effizienzen und die niedrigsten Emissionen erreichen können.“
Um die 100-Prozent-Wasserstoff-Heizung einsetzen zu können, gebe es zunächst keine besonderen Voraussetzungen. „Die Geräte werden genauso eingebaut bezüglich des Abgassystems und der hydraulischen Einbindung der Gasverrohrung“, erklärt Gleim. Auch Viessmann beschäftigt sich schon länger mit dem Thema. „Wir arbeiten schon seit 2019 an der Technologie und haben diese nun so weit vorangetrieben, dass wir uns im Feldteststadium befinden“, berichtet Gleim.
Die Mehrkosten, die durch die Umstellung auf die Hauseigentümer zukommen, seien überschaubar, meint Dzubiella. Für das Umrüsten des Geräts könne man mit einem mittleren dreistelligen Betrag rechnen, so seine Schätzung. Hinzu kämen die Kosten auf der Hausanschlussseite, die sich zurzeit noch nicht beziffern ließen und von der Anlagentechnik im Haus abhingen.
Bild: Vaillant
Wasserstoff wärmt denkmalgeschützte Gebäude
Unter ihrer Marke Remeha testet die BDR Thermea Gruppe ihre 100-Prozent-Wasserstoffgeräte schon seit einigen Jahren in vielen verschiedenen Pilotprojekten. Dazu gehören Wasserstoffkessel mit Leistungen von 24 und 45 Kilowatt. BDR Thermea testet auch die Kombination eines 100-Prozent-Wasserstoffkessels mit einer Wärmepumpe. Dabei wird der Wasserstoffkessel für die Spitzenlast genutzt, die Grundlast elektrisch abgedeckt. Zudem entwickelt der Hersteller Nachrüstsätze für seine bestehenden Gasbrennwertgeräte.
Zu den Projekten, in denen die Remeha-Geräte getestet werden, zählt auch eines, bei dem historische Einfamilienhäuser mit Wärme versorgt werden. In der ostniederländischen Stadt Lochem werden zwölf solcher Gebäude über ein bestehendes Erdgasnetz mit Wasserstoff versorgt. Die Wärme wird mit 100-Prozent-Wasserstoffkesseln von Remeha produziert. Bei den freistehenden Häusern, die alle um 1900 erbaut wurden, handelt es sich um Gebäude, die aufgrund ihres Denkmalschutzes nur bedingt baulich verändert und nachträglich gedämmt werden können. Das Projekt ist auf drei Jahre angelegt.
Auch die anderen Heizungshersteller haben das Thema Wasserstoff auf dem Schirm, halten sich mit konkreten Ankündigungen allerdings noch zurück. Wolf hat Geräte im Angebot, die für die Beimischung von 20 Prozent Wasserstoff zertifiziert sind. 30-Prozent-Geräte sind gerade in der Zulassung. Sollte eine 100-Prozent-Nutzung von Wasserstoff in Zukunft zum Tragen kommen, werde Wolf entsprechende Umrüst-Kits anbieten, heißt es von Unternehmensseite.
Oliver Koukal begrüßt die Regelungen zu den H2-ready-Heizgeräten im GEG. Er ist als Senior Vice President Hybrid and Combustion Systems bei der Bosch Home Comfort Group tätig, zu der die Marke Buderus gehört. Die entsprechenden Geräte der Bosch Home Comfort Group befänden sich in der Produktentwicklung, so Koukal. Eine breite Markteinführung sei im Einklang mit der kommunalen Wärmeplanung geplant. „Es laufen zwar schon mehrere 100-Prozent-Wasserstoff-Heizgeräte in verschiedenen Pilotanlagen in Großbritannien und in der EU, bis zu einer breiten Markteinführung sind aber noch ein paar Punkte zu konkretisieren“, berichtet Koukal.
Etwas Geduld ist also noch gefragt, bis Technik verfügbar ist, um Häuser mit 100 Prozent Wasserstoff heizen zu können. Ob dann auch alte Geräte H2-ready gemacht werden können, ist noch unklar. Die Experten von Viessmann bejahen das grundsätzlich. Technisch sei es generell möglich, auch über fünf Jahre alte Geräte entsprechend umzurüsten, sagt Dzubiella. Aber: „Es ist eine Frage des Aufwands. Je älter ein Gerät ist und je nachdem, auf welcher technologischen Basis es sich befindet, umso schwieriger wird es.“
Alexander Schuh von Vaillant verweist dabei jedoch auf das noch nicht vorhandene Zulassungsverfahren. „Die Geräte, die es heute schon gibt, sind ja noch nicht durch dieses Zulassungsverfahren gelaufen und darum sind sie nicht reversibel 100 Prozent wasserstofffähig.“
Hersteller wollen Technologieoffenheit, Kritiker sprechen von Scheinlösung
Auf welchem Stand sich die Technik befindet, ist allerdings nur eine von vielen Fragen. Und diese lässt sich noch relativ einfach beantworten. Eine andere, die deutlich mehr Potenzial für Kontroversen bietet, ist die Frage nach der Sinnhaftigkeit. Die Hersteller betonen, dass es wichtig sei, sich sämtliche Optionen offen zu halten. „Letztendlich müssen wir alle technischen Möglichkeiten und auch alle Energiequellen nutzen, die uns dem Klimaziel näherbringen“, sagt Dzubiella. „Und die Wasserstoffversorgung ist eine dieser Möglichkeiten.“ Das Potenzial sei weltweit vorhanden.
Der DVGW stößt ins gleiche Horn. Wasserstoff sei eine valide technische Option in der Wärmeplanung, sagt Björn Munko, Leiter des Bereichs Gastechnologien und Energiesysteme beim DVGW. Bei der häuslichen Wärme werde es künftig einen Mix aus Fernwärme, Nahwärme, Wärmepumpen und eben auch Wasserstoff geben. Denn nicht alle Gebäude könnten mit einer Wärmepumpe geheizt werden. Und es gebe Gebiete, die nicht durch Fernwärme oder Nahwärme erschlossen werden könnten. „Wasserstoff ist die einfachste und am Ende des Tages auch kostengünstigste Variante, meine häusliche Wärme zu dekarbonisieren“, meint Munko.
Doch das sieht längst nicht jeder so. Die Kritiker von H2-ready sind zahlreich und führen eine ganze Reihe an Argumenten an. Im Mai 2023 richteten sich mehrere Verbände in einem offenen Appell an die Politik, darunter der Energieberatungsverband GIH, die Deutsche Umwelthilfe (DUH) und der Verbraucherzentrale Bundesverband (VZBV). Sie forderten, die auf H2-ready-Heizungen bezogene Erfüllungsoption im GEG zu streichen. Zumindest was dieses Ziel betrifft, war der Aufruf letztlich erfolglos.
Doch die Kritik bleibt bestehen. Unter anderem wurden in dem Appell die H2-ready-Gasheizungen als Scheinlösung bezeichnet, die zur Rechtfertigung dienten, um viele Jahre weiter mit Erdgas zu heizen. Denn die Erfüllungsoption besagt, dass Gasheizungen, die auf einen Betrieb mit 100 Prozent Wasserstoff umgestellt werden, zur Erreichung des 65-Prozent-Ziels installiert werden können. Bis aber der Wasserstoff tatsächlich in dem jeweiligen Gebiet verfügbar ist, laufen diese Heizungen mit 100 Prozent fossilem Erdgas. „Das heißt, es findet aus Klimaschutzsicht nichts statt, was in irgendeiner Weise CO2 reduziert“, sagt Florian Munder, Referent im Team Energie und Bauen des VZBV. Dadurch verzögere sich die Dekarbonisierung, die wir im Gebäudesektor so dringend bräuchten.
Elisabeth Staudt, DUH-Expertin für den Fachbereich Energie und Klimaschutz, befürchtet ebenfalls eine Verlangsamung des Tempos in Richtung Wärmewende. Besonders stört sie daran, dass es für die erneuerbare Wärmeversorgung ja bereits ausgereifte Lösungen gebe. Und das seien vor allem Wärmepumpen und Wärmenetze. Hinzu komme, dass bei einer Wärmepumpe das Verhältnis von Aufwand und Ertrag – also wie viel Energie benötigt wird, um Wärme zu erzeugen – deutlich besser ausfalle. Im Vergleich zu einem Wasserstoffheizgerät funktioniert eine Wärmepumpe laut Staudt um den Faktor sechs bis sieben effizienter. „Das heißt, dass wir es uns auch einfach bei der Gesamtmenge von erneuerbaren Energien, die sehr begrenzt sein werden, nicht erlauben können, unsere komplette Wärmewende auf so eine ineffiziente Energie zu basieren.“
Bild: Viessmann
Nutzer gehen Kostenrisiko ein und sollten sich vorher beraten lassen
Ein weiteres Argument der H2-ready-Kritiker: Wasserstoff wird auf lange Sicht ein knappes Gut bleiben. Das macht ihn zu einem potenziell teuren Energieträger. Dadurch ergebe sich für Nutzer von H2-ready-Geräten ein hohes Kostenrisiko, warnt Munder. Es bestehe die Gefahr, dass sich Verbraucher mit einer entsprechenden Heizung für die Zukunft gut gerüstet fühlen, ihnen aber nicht klar ist, dass sie dabei eventuell mit hohen Ausgaben für Energie rechnen müssen.
Diese Einschätzung wird von verschiedenen wissenschaftlichen Arbeiten gedeckt. Der Report zum Projekt „Wasserstoff als Allheilmittel?“, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert und vom Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit koordiniert wird, listet einige dieser Studien auf. Dazu zählt ein Kostenvergleich, in dem das Öko-Institut einen Wasserstoffkessel sowie eine Luft- und eine Erdwärmepumpe nebeneinandergestellt hat. Trotz deutlich niedrigerer Investitionskosten wirkt sich der mehr als viermal so hohe Primärenergieverbrauch des Wasserstoffkessels so stark auf die Betriebskosten aus, dass die Gesamtkosten dieser Lösung unabhängig vom Sanierungszustand des Gebäudes um ungefähr 50 Prozent höher liegen als bei der Wärmepumpe.
Das International Council on Clean Transportation erwartet, dass das Heizen mit Wasserstoff im Jahr 2050 mindestens doppelt so teuer sein wird wie mit einer Wärmepumpe. Und das Potsdam Institut für Klimafolgenforschung rät aufgrund von unklarer Verfügbarkeit, Ineffizienz und höheren Kosten davon ab, mit Wasserstoff zu heizen.
Der DVGW hält dagegen. „Die Endkundenpreise für grünen Wasserstoff könnten mittel- und langfristig im Bereich von Erdgas beziehungsweise der heute geltenden Gaspreisbremse von zwölf Cent pro Kilowattstunde liegen“, heißt es in einer Mitteilung vom Oktober. Vergleiche man die Gesamtkosten – also Anschaffung, Kosten für die Gebäudesanierung und Betrieb – liege sowohl bei Einfamilien- als auch bei Mehrfamilienhäusern eine mit Wasserstoff betriebene Gastherme je nach Gebäudetyp und Effizienzklasse auf einem vergleichbaren Niveau wie eine elektrisch betriebene Wärmepumpe. Das sind die Resultate einer Studie, für die die Wirtschaftsberatung Frontier Economics im Auftrag des DVGW verschiedene Energieträger miteinander verglichen hat.
Die mittel- und langfristige Perspektive bezieht sich dabei auf die Zeit nach 2035. Bis dahin würden die Endkundenpreise für klimaneutralen Wasserstoff in Deutschland voraussichtlich noch über denen für Erdgas und Biomethan liegen, so die Studie. Danach könnten die Preise für Wasserstoff sinken und sich denen von Erdgas annähern. Wesentliche Treiber hierfür seien unter anderem die Degression der Kosten für die Wasserstoffproduktion sowie steigende CO2-Preise im Rahmen des Emissionshandels. „Die Ergebnisse der Untersuchung sind ein starker Indikator dafür, dass Wasserstoff auch im Wärmesektor zukünftig wettbewerbsfähig sein kann“, stellt DVGW-Vorstandsvorsitzender Gerald Linke fest.
Staudt von der Deutschen Umwelthilfe hält solche Studien für wenig seriös. „Man sollte sich immer sehr genau anschauen, wer diese Studien beauftragt und welche Intention dahintersteckt.“ Und ob es nur darum gehe, das eigene Geschäftsmodell in ein nicht mehr fossiles Zeitalter zu verlängern. Damit spielt sie darauf an, dass der DVGW als Branchenverband der deutschen Gas- und Wasserwirtschaft deren Interessen vertritt. „Aus unserer Sicht deutet kein Indikator darauf hin, dass Wasserstoff in Zukunft auch nur ansatzweise auf einen Preis runterkommt, der heutigen Gaspreisen entsprechen würde - vor allem für den Einzelverbraucher“, sagt Staudt.
Der Markt soll entscheiden
Vaillant-Experte Schuh plädiert dafür, den Markt entscheiden zu lassen: „Wenn Marktteilnehmer das als Chance begreifen, dann wird der Markt sich ergeben oder eben nicht. Und wir sind ziemlich zuversichtlich – da Wasserstoff ja sowieso der Energieträger der Zukunft sein wird – dass auch ein Teil der Wärme dadurch erzeugt werden kann.“
Wer sich jetzt mit einer Investition in eine neue Heizungsanlage beschäftigt, sollte sich auf jeden Fall zunächst beraten lassen, empfiehlt Verbraucherschützer Mulder. „Verbraucherinnen und Verbraucher sollten als erstes zu einer Energieberatung gehen und sich über die verschiedenen Alternativen informieren.“ Dabei sollten dann unter anderem Fragen geklärt werden wie „Was sind die Vorteile, aber auch die Risiken der jeweiligen Technologie?“ Dann kann die Entscheidung getroffen werden, ob das Allheilmittel Wasserstoff auch für die Beheizung des eigenen Hauses die richtige Wahl ist.
Bild: Mike Koenig Photography 2020 / Vaillant
GEB Dossier
Grundlegende Informationen zum -Thema -finden Sie in -unserem Dossier Heizungstechnik mit -Beiträgen und News aus dem GEB:
www.geb-info.de/heizungstechnik
Mit dem Thema Heizen mit Wasserstoff beschäftigt sich auch unser -Pod-cast „Was bringt Wasserstoff im Gebäudebereich?“
https://t1p.de/GEB231001
Bild: Markus Strehlitz
