DOCEPSJPGMP3MP4PDFPNGPPTSVGZIP

Heizen mit Wasserstoff

Die Vaillant Group entwickelt Heizgeräte auf Basis von Wasserstoff. Als CO₂-neutrales Gas kann Wasserstoff in Zukunft zur Dekarbonisierung von Gebäuden beitragen. Davon profitiert nicht nur die Umwelt.

Story

  • Technologien

Wenn es um eine zukunftsfähige Energieversorgung geht, wird derzeit kaum ein Thema häufiger diskutiert als Wasserstoff. Wasserstoff in der Industrie. Wasserstoff im Verkehr. Wasserstoff im Gebäude. Wasserstoff als Brennstoff verursacht keine CO₂-Emissionen, wenn er aus erneuerbaren Energiequellen hergestellt wird. Er kann sektorübergreifend zur Dekarbonisierung beitragen. Er ist sehr flexibel einsetzbar. Und er ist aufgrund seiner Eigenschaft, unterschiedliche Aggregatzustände annehmen zu können, gut zu transportieren und zu speichern.

In der Industrie besteht eine große Herausforderung darin, stark CO₂-emittierende Industriezweige umweltfreundlicher zu machen, etwa die Stahlindustrie oder die chemische Industrie. Im Verkehr und Transportwesen liegt der Fokus darauf, Wasserstoff im öffentlichen Nahverkehr, im Schwerlastverkehr sowie in der Schiff- und Luftfahrt einzusetzen. Auch in Gebäuden könnte Wasserstoff als grünes Gas fester Bestandteil des Energiemixes werden. Als zweite tragende Säule neben strombetriebenen Wärmepumpen.

Politische Weichenstellung

Die EU hat mittlerweile eine umfassende Wasserstoffstrategie für ein klimaneutrales Europa erarbeitet. Teil dieser Strategie ist auch der Wärmesektor. Bis circa 2030 sollen sogenannte Hydrogen Valleys, also regionale Wasserstoff-Ökosysteme, entstehen. In denen sollen Wohn- und Geschäftsgebäude mit Wärme aus lokal produziertem und über kurze Wege transportiertem Wasserstoff versorgt werden. Umweltneutral und nachhaltig.

Flankierend zur EU-Wasserstoffstrategie hat sich die European Clean Hydrogen Alliance gegründet. Die Allianz ist ein Zusammenschluss von Entscheidern entlang der gesamten Wasserstoff-Wertschöpfungskette. Hier entstehen Roadmaps als Basis für politische Entscheidungsprozesse und tragfähige Investitionsprojekte. Auch die Vaillant Group ist Mitglied der Allianz und bringt Know-how ein. „Als Mitglied haben wir die Möglichkeit, Planungen und Projekte aktiv mitzugestalten“, so Christoph Schreckenberg, Senior Manager im Bereich Association and Standardisation. „Unser vorrangiges Ziel ist es, den Gebäudesektor fest in die Strategien und Pläne rund um die Wasserstoffnutzung zu integrieren.“

Auf nationaler Ebene beschäftigt man sich längst mit Wasserstoff. In Deutschland seit 2018. Seit 2020 liegt eine nationale Wasserstoffstrategie vor. Um diese umzusetzen, ist ein nationaler Wasserstoffrat ins Leben gerufen worden. Für den Markthochlauf von Wasserstofftechnologien stellt Deutschland 7 Milliarden Euro bereit, plus 2 Milliarden für internationale Partnerschaften.

Auch die Niederlande, Frankreich, Spanien, Portugal und Norwegen haben 2020 ihre jeweilige nationale Wasserstoffstrategie entwickelt. Gefolgt von Österreich und Polen. Andere europäische Länder arbeiten daran. Italien und die Slowakei etwa.

In Großbritannien ist die Realisierung einer echten Wasserstoffwirtschaft noch weiter vorangeschritten als in der EU. Außer einer nationalen Wasserstoffstrategie befinden sich bereits Maßnahmen in der Umsetzung, und es werden gesetzliche Grundlagen diskutiert, wie Mark Wilkins, Technologies and Training Director bei Vaillant UK, erläutert. „Aktuell überlegt man, ob Gasgeräte schon sehr bald eine Beimischung von 20 Prozent Wasserstoff verarbeiten können müssen. Diese technische Anforderung wird voraussichtlich eingeführt, sobald der entsprechende Sicherheitsnachweis erbracht ist, und würde weitreichende Auswirkungen auf den Markt haben. Darüber hinaus gibt es derzeit eine Vielzahl von Aktivitäten, welche die Machbarkeit der Verwendung von 100 Prozent Wasserstoff betrachten. Damit dies Realität wird, ist es wahrscheinlich, dass ,wasserstoffreife‘ Heizgeräte ab 2025 gesetzlich vorgeschrieben werden. Ein wasserstofftaugliches Heizgerät verlässt das Werk für den Betrieb mit Erdgas, ist aber bereits für eine spätere Umrüstung auf den Betrieb mit 100 Prozent Wasserstoff zertifiziert.“

Um auf veränderte technische Anforderungen vorbereitet zu sein, ist die Vaillant Group europaweit in diversen Verbänden, Gremien und Netzwerken aktiv. Gearbeitet wird an zukünftigen Normen für die europäische und nationale Gasbeschaffenheit und für energieeffiziente Gas-Heizgeräte. Im Fokus stehen zudem technische Aspekte mit Blick auf die Beimischung von Wasserstoff ins bestehende Erdgasnetz oder den Einsatz von 100-Prozent-Wasserstoff-Heizgeräten.

Wasserstoff im Wärmemarkt

Wasserstoff hat ohne Zweifel das Potenzial, eine tragende Säule der europäischen Energiewende zu sein. Dafür muss er auf Basis erneuerbarer Energien CO₂-frei erzeugt werden, als sogenannter grüner Wasserstoff. Bis heute stehen keine größeren Mengen grünen Wasserstoffs zur Verfügung. Bis der Energieträger also sein volles Potenzial entfaltet, braucht es noch Zeit. Es müssen Erzeugungskapazitäten entstehen, Leitungs- und Verteilnetze, Transport- und Speichermöglichkeiten. Hinzu kommen technische Standards, die erst noch definiert werden müssen. Denn aktuell ist nicht einheitlich geregelt, wie viel Prozent Wasserstoff in bestehende Gasnetze beigemischt werden darf. Der Anteil schwankt in den europäischen Ländern zwischen 0 und 10 Prozent. Eine europäische Harmonisierung ist ein langfristiges Unterfangen.

Im Wärmemarkt verfolgt man zurzeit zwei Szenarien, um als Sektor seine Hausaufgaben zu machen: erstens, als Übergangsszenario, eine Wasserstoffbeimischung ins bestehende Erdgasnetz von bis zu 20 Prozent und zweitens die Nutzung von Wasserstoff in Reinform als komplett CO₂-freiem Energieträger. Ein eher langfristiges Ziel für die Zeit zwischen 2030 und 2050.

In Großbritannien, in Deutschland und in den Niederlanden laufen mittlerweile Feldtests von Gasnetzbetreibern, die Erkenntnisse zu möglichen Beimischquoten bringen.

Bereit für den Marktstart

Im Segment der Gas-Brennwertgeräte wird aktuell für mehrere Vaillant Gerätegenerationen eine CE-Zertifizierung für eine 20-Prozent-Wasserstoff-Beimischung vorbereitet. Dazu zählen die Modellserien ecoTEC plus und ecoTEC exclusive. Diese verfügen über das gasadaptive Verbrennungssystem IoniDetect. Damit können sich die Geräte automatisch schwankenden Gasqualitäten anpassen, inklusive solcher mit Wasserstoffanteilen. Bei der neuesten Gerätegeneration kann dieser Anteil sogar rund 30 Prozent betragen.

Auch auf die Nutzung reinen Wasserstoffs als komplett CO₂-freien Energieträgers für Gas-Heizgeräte ist die Vaillant Group vorbereitet. Ein serienreifes Gerät für die Verbrennung von 100 Prozent Wasserstoff wird getestet. „Besondere Herausforderungen bei dieser Technologie ergeben sich aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften von Wasserstoff und Erdgas“, erläutert Projektleiter Michael Paul, der für das Projekt „100 Prozent Wasserstoff“ zuständig ist. Wegen der spezifischen Verbrennungseigenschaften von Wasserstoff muss unter anderem ein neuer Brenner zum Einsatz kommen, und weitere Komponenten der Wärmezelle müssen auf die Eigenschaften von Wasserstoff adaptiert werden.

Außer dass Wasserstoff zur Energiegewinnung CO₂-neutral verbrennt, hat das Gas weitere positive Eigenschaften, gerade im Heizsektor: Selbst auf reinem Wasserstoff basierende Heizgeräte können so entwickelt werden, dass sie die gleichen Abmessungen wie Erdgas-Heizgeräte haben und im Bestand einfach auszutauschen sind. So stellen sie keine neuen Anforderungen an das Fachhandwerk. Es müssten lediglich der Gaszähler und der Druckregler in der Hausinstallation ersetzt werden. Folglich sind bei einem Austausch vorhandene Radiatoren und Brennwert-Abgassysteme weiter verwendbar. Von all diesen Vorzügen profitieren die Kunden.

Ausblick

Ein geplanter nächster Schritt ist die Teilnahme an Demonstrator-Feldtest-Projekten. Aktuell entstehen etwa lokal Wasserstoffleitungen und -infrastrukturen im Rahmen von Inselprojekten, zum Beispiel in Großbritannien, in den Niederlanden oder in Deutschland. Die Vaillant Group steht hier in engem Dialog mit den verantwortlichen Energieversorgern und Forschungseinrichtungen. Als Hersteller stellt die Vaillant Group damit sicher, dass ihre Kunden und Partner auf das kommende Wasserstoffzeitalter vorbereitet sind, und zwar schon bevor es richtig begonnen hat.

Wasserstoff -Farbenlehre

Worin unterscheiden sich blauer, grüner und grauer Wasserstoff?

Keine Ergebnisse

Artikel teilen