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Wasserstoff im Haushalt

Serie „Wasserstoff & Energiewende“:
Richtig einheizen – auch Privathaushalte bereiten (mit) Wasserstoff einen warmen Empfang

Dass Wasserstoff viele Chancen für die Energiewende und damit für Umwelt und Klima birgt, geht aus vorangegangenen Artikeln unserer Wasserstoff-Serie bereits hervor. Dass die Einsatzmöglichkeiten für Wasserstoff ein weites Feld sind – das mit dem Wasserstoffauto längst nicht erschöpft ist –, zeigt sich zum Beispiel auch beim Heizen privater Haushalte. Ein Bereich, der mit 42 Prozent Anteil an den CO2-Emissionen immerhin Deutschlands größter Energiefresser ist.

Da mag es nicht verwundern, dass dem Element Wasserstoff bei der Frage, wie wir künftig heizen wollen, ebenfalls große Aufmerksamkeit und Forschungsprojekte gewidmet sind. Gut die Hälfte aller Deutschen heizt bislang noch mit Erdgas, gefolgt von Heizöl und Fernwärme. Für Strom und Wärme produziert man damit einen jährlichen CO2 -Ausstoß von etwa 3,4 Tonnen pro Kopf. Und obwohl der fortschreitende menschengemachte Klimawandel an sich schon Grund genug für ein Umschwenken zu alternativen Energien gibt, kommt nun aktuelles weltpolitisches Geschehen noch dazu, das uns zu akutem Handeln zwingt.

Kein „Gaslicht-Roman“: Wasserstoff übers Gasnetz

Die Gegebenheiten: Derzeit werden bei uns Millionen von Haushalten über ein etwa 500.000 Kilometer umfassendes Gasleitungsnetz vorwiegend mit Erdgas versorgt. Das „Aber“: Ein spezielles Versorgungsnetz für reinen Wasserstoff haben wir nicht. Die Chance: Über die vorhandenen Gasleitungen kann Wasserstoff zu bestimmten Anteilen beigemischt in die Haushalte geliefert werden. Hier besinnt man sich auch auf Erfahrungen des 19. Jahrhunderts, als etwa 100 Jahre lang schon einmal Gas mit Wasserstoffanteil durch die Leitungen transportiert wurde:

Wasserstoff mit Erdgas statt Stadtgas mit Wasserstoff

Damals handelte es sich um sogenanntes Stadtgas *, das mit einem Wasserstoffanteil von über 50 Prozent für die Stadtbeleuchtung ebenso wie fürs Kochen und Heizen in privaten Haushalten genutzt wurde. Stadtgas hatte allerdings den Nachteil, dass es auch giftiges Kohlenmonoxid enthielt. Nicht zuletzt deshalb wurde es in den unterschiedlichen Bereichen sukzessive durch Strom und Erdgas verdrängt.

„Quasi lupenrein?“ – Was wir wollen, was wir können

Aktuelle Praxistests * weisen eine Wasserstoff-Beimischung von bis zu 20 Prozent auf. Ziel in Richtung 100-prozentiger Dekarbonisierung ist allerdings, diesen Anteil weiter zu steigern. Untersuchungen des herkömmlichen Gasnetzes hinsichtlich seiner Eignung für höhere Wasserstoffkonzentrationen berechtigen zur Hoffnung, dass weitere Steigerungen möglich sind. Neuere Verfahren, die es ermöglichen, den Wasserstoff nach dem Durchlauf auch kostengünstig wieder vom Erdgas zu trennen, schaffen notwendige Voraussetzungen für die sinnvolle Machbarkeit.

Für die Heizung wird’s eng – aber da geht noch was …

Schwieriger wird‘s hingegen bei den Heizungen. Hier gehen Fachleute bislang davon aus, dass etwa 98 Prozent der privaten Heizungen für einen mehr als 20-prozentigen Wasserstoffanteil noch nicht ausreichend „ H2 Ready “* sind. Gas-Brennwertsysteme der neuesten Generation, die auch die Beimischung eines höheren Wasserstoffanteils verkraften, existieren aber bereits. Doch gibt es noch eine weitere Wasserstoff-Technologie, die nach einem ganz anderen Prinzip funktioniert und in vielen Haushalten bereits eingesetzt wird:

Ein eigenes kleines Kraftwerk?

Gemeint ist die sogenannte Brennstoffzellen-Heizung *, die quasi wie ein eigenes kleines Kraftwerk im Keller funktioniert: Anstelle der herkömmlichen direkten Verbrennung lässt man den Wasserstoff hier (im Grunde wie beim Wasserstoffauto) erst einmal in der Brennstoffzelle mit Sauerstoff reagieren. Im Ergebnis kommt hierbei sowohl die in diesem Fall gewünschte Wärme wie auch elektrischer Strom heraus. Man nennt das auch Kraft-Wärme-Kopplung *. Dieses Verfahren ist beispielsweise in Japan schon sehr verbreitet. Bei uns ist da noch Raum für Fortschritt. Interessant ist bei dieser Art der Heizung die Möglichkeit, bedarfsgerecht auszusteuern: So lässt sich die erzeugte Energie im Winter naturgemäß fürs Heizen nutzen, wohingegen die Wärmeleistung im Sommer zugunsten von mehr Strom zurückgedreht werden kann.

Energie für die Gewinnung von Wasserstoff für die Energiegewinnung …

Allerdings bleibt sowohl bei den Gas-Brennwertsystemen als auch der Brennstoffzellen-Heizung die Herausforderung, dass der benötigte Wasserstoff erst einmal in die Haushalte gelangen muss. Es sei denn, der Wasserstoff würde gleich vor Ort produziert! Tatsächlich mag dies jetzt ein wenig an die Frage nach dem „was gab’s zuerst – das Huhn oder das Ei“ erinnern: Doch laufen bereits Projekte zur Erzeugung von grünem Wasserstoff mittels Strom, der über eine auf dem Dach installierte Photovoltaikanlage gewonnen wird. Dieser grüne Strom aus Sonnenenergie wird – soweit man ihn nicht direkt verbraucht bzw. den Tag über speichert – zur Erzeugung von Wasserstoff in einem Elektrolyseur ( Elektrolyse-Verfahren *) verwendet. Der so erzeugte Wasserstoff kann gespeichert und bei Bedarf – auch wieder über die Reaktion in einer Brennstoffzelle – in Strom und Wärme (zurück-)verwandelt werden. Nützlich ist das besonders im Winter, wenn die Sonne weniger intensiv ist und die Photovoltaikanlage entsprechend weniger Strom liefert.

Tipp zur staatlichen Förderung

Immer mehr Menschen interessieren sich für alternative Möglichkeiten der Energieversorgung und möchten beim Wohnen – auch abseits von staatlichen Verordnungen – einen Klimabeitrag leisten. Wer einen Neubau oder den Einbau einer neuen Heizung (Energetische Sanierung) plant, sollte sich vor Beginn einer Maßnahme sowohl zum Leistungsspektrum innovativer Heiztechnik als auch einhergehenden Förderprogrammen beraten1 lassen. Beispielsweise wird der Einbau einer Brennstoffzellen-Heizung mit Investitionszuschüssen * über die KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) staatlich gefördert.

Fazit und Ausblick

Für die Erreichung unserer Energieeffizienzziele liegen wir in Deutschland vor allem in puncto Gebäudeenergie weit zurück. Das klimafreundliche Potenzial von Wasserstoff ist insofern auch hier von großer Bedeutung. Und gerade bei älteren schlecht gedämmten Häusern kann Wasserstoff-Technologie im Vergleich zur hierzulande bislang noch favorisierten Wärmepumpe auch die Chance für kostengünstigere Lösungen sein.

1 Energieeffizienz-Berater:innen informieren Sie zu sinnvollen energetischen Maßnahmen. Die Beantragung infrage kommender KFW-Fördermittel kann im Rahmen der Finanzierung – beispielsweise über ein günstiges SpardaModernisierungsdarlehen ohne grundbuchliche Absicherung – auch durch die Sparda-Bank Bank Hessen erfolgen.

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Lesen Sie hierzu aus unserer Artikel-Serie „Wasserstoff & Energiewende“ auch:

Teil 1:H2 ist dabei – doch was hat es mit dem Wasserstoff eigentlich so auf sich?

Teil 2:Knackpunkte bei der Entscheidung für oder gegen ein Wasserstoffauto

Teil 3:Wasserstoff, wertvolle Chance fürs Klima – wo genau sind dann Schattenseiten?

Teil 5: " H2 = Klima-Chance in allen Bereichen von der Heizung über den gesamten Verkehr bis zur Industrie "

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