Heizen mit Wasserstoff –
Ist H2 die Zukunft für klimafreundliche Heizlösungen?
Wasserstoff und Sauerstoff wird die Energieversorgung der Erde sichern – das schrieb der französische Autor Jules Verne 1874. Es war übrigens das Jahr, als ein weiterer Visionär ein heute erfolgreiches Unternehmen gründete: Vaillant.
Welche Vorteile hat Wasserstoff? Wird es die Art, wie wir in Zukunft heizen, revolutionieren? Ist es der neue, umweltfreundliche Brennstoff für Transport & Verkehr und Industrie? Nicht alle Fragen können heute vollständig beantwortet werden. Aber eines zeichnet sich bereits jetzt ab: Wasserstoff wird nicht nur vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie als „Schlüsselelement für die Energiewende“ angesehen.
Welche Vorteile hat Wasserstoff?
Wasserstoff hat viele Talente – vor allem hat das Gas das Potenzial, die CO2-Emissionen bei der Wärmeerzeugung in Gebäuden, bei Herstellungsprozessen in der Industrie und beim mobilen Antrieb im Sektor Transport & Verkehr deutlich zu verringern.
Warum ist Wasserstoff als Energieträger nicht längst selbstverständlich?
Die Herstellung des Gases ist aufwändig. Wasserstoff kann nicht einfach abgebaut, sondern muss erst erzeugt werden. Und dazu braucht es wiederum Energie, z. B. aus Erdöl, Erdgas oder Biomasse. Dieser Prozess ist kosten- und energieintensiv. Nur wenn Wasserstoff per Elektrolyse mit nachhaltig erzeugtem Ökostrom abgespalten wird, gilt er als klimaneutral. Dieser sog. „Grüne Wasserstoff“ wird als Energieträger der Zukunft angesehen.
Investitionen der Bundesregierung in Grünen Wasserstoff
Die Bundesregierung fördert den Grünen Wasserstoff, um Deutschland klimafreundlich umzugestalten und die Ziele des Pariser Klimaschutz-Abkommens zu erreichen. Gleichzeitig soll mit den milliardenschweren Investitionen ein „Heimatmarkt“ für Wasserstofftechnologien etabliert werden. Konkrete Ziele sind beispielsweise CO2-freien Wasserstoff bezahlbar zu machen, die Infrastruktur für Transport und Verteilung weiterzuentwickeln und Wasserstoff als alternativen Energieträger und Kraftstoff aufzubauen.
Industrie
In der Stahlindustrie kann Wasserstoff den Brennofen beheizen, daher spricht man von der Zukunft des „Grünen Stahls“. In der Chemischen Industrie lassen sich mit Wasserstoff wichtige Rohstoffe produzieren. Und auch in anderen Industriebereichen wird H2 eine zunehmend wichtigere Rolle spielen und fossile Brennstoffe ersetzen.
Transport & Verkehr
Batterieelektrische Fahrzeuge sind derzeit auf dem Vormarsch. Wasserstoff kann eine sinnvolle Ergänzung sein, besonders als mobile Brennstoffzelle im Schwerlastverkehr, bei Flugzeugen oder Tankern. Mögliche Lösungsansätze sind die Verwendung als Ausgangsstoff für synthetische Kraftstoffe oder der Wasserstoff wird direkt für den Antrieb genutzt und an Wasserstoff-Tankstellen getankt.
Wärmeversorgung
Steht Wasserstoff im Gasnetz zur Verfügung, kann die Wärme- und Warmwassererzeugung komplett auf eine H2-Heizung umgestellt werden. Darauf sind wir von Vaillant vorbereitet. Voraussetzung ist eine flächendeckende Infrastruktur, die sich erst im Aufbau befindet. Stand heute darf bereits 10 % Wasserstoff in das bestehende Gasnetz beigefügt werden, Tendenz steigend.
Emissionsfreie Wasserstoff-Heizungen
Bei Vaillant fördern wir den Einsatz von Wasserstoff im Heizungssektor und arbeiten an 100 % wasserstoffbetriebenen Heizsystemen. So werden wir bereits in 2021 Testreihen zu wandhängenden H2-Heizgeräten durchführen, um sie zur Marktreife zu bringen. Eine Vaillant H2-Heizung senkt nicht nur den CO2-Ausstoß auf null, das Gerät lässt sich im Prinzip genauso betreiben und nutzen wie ein heute übliches Gas-Brennwertgerät. Es ist platzsparend, sicher und einfach in der Anwendung – und es bietet höchsten Komfort bei Heizung und Warmwasser. Voraussetzung für diese zukunftsweisenden Lösungen ist die ausreichende Verfügbarkeit von Grünem H2.
Die Zukunft beginnt jetzt
Unsere Gas-Brennwertsysteme der neuesten Generation sind bereits heute in der Lage, Gas mit hoher Beimischung von Wasserstoff zu verbrennen. In unseren Laboren konnten wir sogar Beimischungen bis zu 30% erfolgreich erproben. Die zunehmende Verwendung von H2 im Gasnetz führt zu schwankenden Gasqualitäten. Auch hierauf sind unsere Geräte bereits heute optimal vorbereitet. Die Verbrennungsregelung IoniDETECT „erkennt“ die verschiedenen Gasarten in einem Netz automatisch und stellt sich darauf ein. Sie ist das Herzstück in unserer neuen Generation von Gas-Brennwertgeräten wie den ecoTEC exclusive.
Alles über Wasserstoff und die Produktion von H2
H2 ist das häufigste Molekül im Universum und nahezu unbegrenzt verfügbar. Das geruchlose, farblose und brennbare Gas ist neben Sauerstoff eines der Bestandteile von Wasser. Und davon gibt es eine Menge auf der Erde. Je nachdem, wie Wasserstoff produziert wird, werden keine CO2-Emissionen freigesetzt. Damit hat Wasserstoff das Potenzial für eine klimaneutrale Energieversorgung.
Allerdings: Wasserstoff ist zwar nahezu überall vorhanden, aber es kommt fast ausschließlich in gebundener Form vor und kann nicht einfach genutzt werden. Wasser zum Beispiel setzt sich aus Wasserstoff und Sauerstoff zusammen. H2 muss also in verschiedenen Verfahren hergestellt bzw. separiert werden. Wasserstoff ist keine primäre Energiequelle, sondern ein Energieträger.
Grün, Blau, Grau - wie wird Wasserstoff produziert?
Es gibt verschiedene Arten, das Gas zu gewinnen - und nur eine Methode ist tatsächlich komplett emissionsfrei. In diesem Falle sprechen wir von „Grünem Wasserstoff“. Darüber hinaus gibt es noch Blauen und Grauen Wasserstoff. Was sich dahinter verbirgt erfahren Sie hier.
Grüner Wasserstoff
Blauer Wasserstoff
Grauer Wasserstoff
Grüner Wasserstoff
Grüner Wasserstoff: Nur dieser ist CO2-neutral
Grüner Wasserstoff wird durch Elektrolyse gewonnen, d. h. mit Hilfe von elektrischem Strom wird Wasser in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff gespalten. Nutzt man bei diesem Verfahren ausschließlich Strom aus erneuerbaren Quellen, wie z. B. Wind- oder Photovoltaikanlagen, ist der so gewonnene Wasserstoff tatsächlich „grün“, also komplett CO2 frei.
Der Wasserstoff wird in Tanks oder unterirdischen Höhlen gelagert und über Pipelines, Tanker oder LKWs transportiert.
Blauer Wasserstoff
Blauer Wasserstoff: CO2 wird eingelagert
Blauer Wasserstoff wird aus fossilen Brennstoffen – meist Erdgas - gewonnen, indem unter Hitze Wasserstoff und Kohlendioxid gespalten wird. Das Kohlendioxid gelangt aber nicht in die Atmosphäre, sondern wird in Tanks und unterirdischen Höhlen, wie z. B. stillgelegte Salzminen, gelagert. Daher wird der Blaue Wasserstoff oft ebenfalls als CO2-neutral betrachtet.
Grauer Wasserstoff
Grauer Wasserstoff: CO2 wird in die Atmosphäre abgegeben
Auch hier wird der Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Der Unterschied zu Blauem Wasserstoff besteht darin, dass CO2 nicht eingelagert, sondern ungenutzt in die Atmosphäre abgegeben wird. Um nur eine Tonne Wasserstoff zu produzieren, braucht man 10 Tonnen CO2. Kein Wunder, dass Grauer Wasserstoff alles andere als klimafreundlich ist, sondern den Treibhauseffekt verstärkt.