Zukunft von Wasserstoffheizungen: Lohnt sich das Heizen mit Wasserstoff? 

Er gilt als Energieträger der Zukunft: grüner Wasserstoff. Branchen wie der Chemie- und Stahlindustrie kann er zur Klimaneutralität verhelfen. Doch auch Privatpersonen hoffen darauf, zukünftig ihre Gasheizung unkompliziert und zudem kostengünstig damit betreiben zu können. Doch wie effizient und umweltfreundlich sind Wasserstoffheizungen wirklich? Lohnt sich die Investition in diese Technologie? 

Im folgenden Blogbeitrag erfahren Sie mehr darüber, wie das Heizen mit Wasserstoff funktioniert und ob sie wirklich zukunftsfähig sind. 

> Wie funktioniert Heizen mit Wasserstoff und welche Vor- und Nachteile bringt es mit sich? 
> Heizen mit Wasserstoff: Gibt es Unterschiede bei dem Gas? 
> Wasserstoffheizung für Häuser: Möglich, aber teuer und wenig effizient 
> Wann lohnt sich der Einbau einer Wasserstoffheizung? 

Wie funktioniert Heizen mit Wasserstoff und welche Vor- und Nachteile bringt es mit sich? 

Wasserstoff hat einen großen Vorteil gegenüber anderen Brennstoffen: Auf unserem Planeten kommt er in sehr großen Mengen vor. Wie es scheint, sind die Voraussetzungen für eine nachhaltige und günstige Nutzung also durchaus gut. 

Dennoch gibt es ein Problem: Wasserstoff ist nicht frei verfügbar, sondern vor allem in Wasser gebunden. Für die Gewinnung von reinem Wasserstoff ist eine Menge Energie notwendig. So muss das Wasser unter Strom gesetzt werden, bis es in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt ist. Hinzu kommt, dass sich Wasserstoff schwer transportieren lässt. Am einfachsten wäre eine Verteilung über das Gasnetz möglich. Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften lässtsich Wasserstoff jedoch nicht in beliebiger Menge mit Erdgas mischen. Laut Aussage des Branchenverbandes BDEW könne dem Gasnetz eine Menge von zehn Volumen-Prozent Wasserstoff beigemischt werden, was zur Einsparung von 6,5 Millionen Tonnen CO2 beitragen würde. Allerdings sind diese Überlegungen bislang noch nicht ohne Weiteres umsetzbar. 

Die Nutzung von Wasserstoff ist vor allem in Zusammenhang mit der Brennstoffzellentechnologie bekannt. Doch auch Gasheizungen können das Gas zu einem gewissen Prozentsatz nutzen. In der Praxis werden Anteile von 20 Prozent bereits getestet. 

 Mithilfe einer Brennstoffzellenheizung kann ebenfalls Wasserstoff aus Erdgas, Ökogas oder Flüssiggas erzeugt werden. In einem sogenannten „Reformer“ wird Wasserdampf mit Gas gemischt. Die chemische Reaktion bringt Kohlenmonoxid (später Kohlendioxid) und Wasserstoff hervor. In der Brennstoffzelle reagiert der Wasserstoff mit Sauerstoff aus der Luft und es entstehen Wärme und Strom. 

Heizen mit Wasserstoff: Gibt es Unterschiede bei dem Gas? 

Beim Strom kennen es die meisten: Es gibt neben klassischem Strom auch Ökostrom. Recht ähnlich ist es bei Wasserstoff. Das Gas ist in vielen Kombinationen vorhanden. Zusammen mit Sauerstoff wird es zu Wasser, aber auch in Kohlenwasserstoffen wie Erdgas oder Biomasse kommt es vor. Da Wasserstoff nur in Verbindungen zu finden ist, muss er aus diesen zunächst gelöst werden. Die Ausgangsstoffe wie Wasser werden dafür gespalten. Dies passiert in unterschiedlichen Verfahren mithilfe von elektrischer, chemischer, thermischer oder solarer Energie. Die einzelnen Farben weisen dabei auf die bei der Gewinnung anfallenden Nebenprodukte hin: 

• Grüner Wasserstoff entsteht durch die Aufspaltung von Wasser in Wasser- und Sauerstoff mithilfe von Strom. Dieser Strom wird vollständig aus erneuerbaren Energien wie Wind-, Sonnen- oder Wasserkraft erzeugt. Damit ist grüner Wasserstoff der einzige klimaneutrale Wasserstoff. Die emissionsfreie Gewinnung erfolgt mittels Elektrolyseverfahren. 
• Blauer Wasserstoff wird mithilfe von Erdgas und Rohöl erzeugt. Dabei entsteht CO2, das in der Erde gespeichert wird. Der blaue Wasserstoff ist fast klimaneutral, aber weniger nachhaltig als grüner Wasserstoff. Gewonnen wird blauer Wasserstoff in einem Reformierungsverfahren. 
• Grauer Wasserstoff wird am häufigsten produziert. Bei seiner Gewinnung aus fossilen Brennstoffen gelangt das entweichende CO2 in die Atmosphäre. Da bei der Erzeugung erhebliche Emissionen entstehen, ist grauer Wasserstoff die umweltschädlichste Variante. Auch grauer Wasserstoff wird in einem Reformierungsverfahren extrahiert. 
• Türkiser Wasserstoff wird im Rahmen der Methanpyrolyse hergestellt. Hierbei wird das Methan in Erdgas in Wasserstoff und festen Kohlenstoff gespalten. Da fester Kohlenstoff als Granulat in alten Bergwerksstollen sicher gelagert und später wiederverwendet werden kann, gelangt kein CO2 in die Atmosphäre. 

Wie bereits erwähnt, kommt Wasserstoff auf der Erde natürlich in reichlichen Mengen vor. Das chemische Element taucht als farb- und geruchloses Gas in molekularen Verbindungen als H2 auf.  

In aktuellen Konzepten ist die Wasserstoffgewinnung mit erneuerbaren Energien vorgesehen. Die bei der Gewinnung von Wasserstoff anfallenden Nebenprodukte wie Kohlendioxid bei grauem Wasserstoff müssen langfristig gebunden werden. Ist dies nicht möglich, bringt die Wasserstoffgewinnung für Erde und Klima weitere Probleme mit sich und wäre keine umsetzbare Lösung für die Zukunft. 

Wasserstoffheizung für Häuser: Möglich, aber teuer und wenig effizient 

Bislang werden Wasserstoffheizungen für Einfamilienhäuser nur von wenigen Herstellern angeboten. Sowohl die Anschaffung, als auch der Betrieb sind aufgrund der energieaufwändigen Gewinnung von Wasserstoff recht teuer. 

Es ist jedoch durchaus möglich, ein Einfamilienhaus mit Wasserstoffzu heizen. Brennstoffzellenheizungen gelten hier als nachhaltige Lösung. Allerdings deckt deren Leistung nur selten den Bedarf, denn die Wärmeleistung dieser Anlagen ist begrenzt. Für Hauseigentümer wäre es daher sinnvoller, in ein Komplettsystem mit einem zusätzlichen Gas-Brennwertkessel zur Abdeckung der Wärmelücke zu investieren. Auch das Zuschalten einer Wärmepumpe wäre denkbar. 

Ob sich der Einsatz einer Wasserstoffheizung für ein Einfamilienhaus tatsächlich lohnt, bleibt fraglich. Verglichen mit einer Wärmepumpe ist für die Erzeugung derselben Wärmemenge sechsmal mehr Energie erforderlich. Experten raten daher Hausbesitzern, besser eine Alternative zu wählen. Denn: Um aus Wasserstoff eine Kilowattstunde Wärme zu erzeugen, müssten rund sechsmal mehr Windenergie- und Photovoltaikanlagen errichtet werden – aus volkswirtschaftlicher Sicht ist das nicht umsetzbar. 

Das gilt umso mehr, weil es vor allem grünen Wasserstoff aktuell nicht gibt. So werden für den privaten Bereich auch zukünftig keine relevanten Mengen an Wasserstoff zur Verfügung stehen. Das liegt auch daran, dass die Industrie auf dem Weg zu mehr Klimaneutralität erhebliche Mengen verbrauchen wird. 

Nicht zu unterschätzen sind außerdem die Kosten für die Umrüstung von H2-Ready-Heizungen, die in der Lage sind, auf Wasserstoff als Brennstoff zurück zu greifen In der Breite ist diese Umrüstung noch nicht möglich, da die Geräte hierfür noch nicht entwickelt werden. 

Wann lohnt sich der Einbau einer Wasserstoffheizung? 

Der Einbau einer Wasserstoffheizung lohnt sich immer dann, wenn für ein Komplettsystem die entsprechende Fläche und natürlich das notwendige Geld vorhanden ist. Ein solches System kann zum Beispiel aus Photovoltaik- oder Windanlage, Brennstoffzelle, Solarstrombatterie, Warmwasserspeicher sowie Wasserstoff-Langzeitspeicher bestehen. Zum aktuellen Zeitpunkt ist das aber leider noch sehr kostenintensiv. 

Aus wirtschaftlicher Sicht lohnen sich Brennstoffzellen nur, wenn diese möglichst viel Strom produzieren. Dieser wird dann im besten Fall im eigenen Haushalt verbraucht oder aber in das öffentliche Stromnetz eingespeist.  Theoretisch kann eine Brennstoffzelle während der Hälfte eines Jahres arbeiten und dabei genügend Strom für den Bedarf eines 4-Personen-Haushaltes erzeugen. 

Wer klimaneutral heizen möchte, sollte sich das Preis-Leistungs-Verhältnis anschauen. Eine Wärmepumpe ist aktuell effizienter und  kann ohne fossile Energieträger betrieben werden. Sowohl aus wirtschaftlichen, als auch aus energetischen Gesichtspunkten ist sie in wärmegedämmten Häusern lohnenswert. 

Wasserstoffheizungen haben zudem ein paar spezifische Nachteile. Möchte ein Haushalt auf eine solche Heizung umstellen, ist ein Anschluss an das Gasnetz erforderlich. Ist dieser nicht vorhanden, entsteht ein erheblicher Mehraufwand. 

Bei sehr niedrigen Temperaturen und der Nutzung mehrerer großer Geräte können Wasserstoffheizungen in der Regel auch nicht den kompletten Energiebedarf decken. Nicht zuletzt deshalb wird häufig zu einer Kombination mit einer zusätzlichen Wärmequelle geraten. 

Fazit: Hat Heizen mit Wasserstoff eine Zukunft? 

Die Zukunft von Wasserstoffheizungen ist noch unsicher und hängt von verschiedenen Faktoren ab. Derzeit sind die Anschaffungskosten für Wasserstoffheizungen in der Regel hoch, und die Technologie ist noch nicht weit verbreitet. Dies kann für viele Privathaushalte eine finanzielle Hürde darstellen. Wasserstoffheizungen haben durchaus einige Vorteile. Ihre Lebensdauer ist recht lang, viele Modelle sind leise und vibrationsarm. Gerade in kleineren Wohnungen ist das durchaus sinnvoll. Außerdem sind Brennstoffzellenheizungen in der Lage, zur Wärme zusätzlich Strom zu erzeugen. 

Die Argumente, die gegen eine Wasserstoffheizung sprechen, bestehen aber dennoch. Gerade in Zeiten, in denen jeder Geld sparen möchte und zum Teil muss, sind geringe Effizienz und gleichzeitig hohe Anschaffungskosten ein Ausschlusskriterium für den Einbau einer solchen Technologie. Zwar dürfte eine Wasserstoffheizung für einige Haushalte schon jetzt interessant sein, eine flächendeckende Lösung der Wärmewende ist sie aktuell aber noch nicht. 

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