Ist grüner Wasserstoff das Heizgas der Zukunft?

In Zeiten globaler Unruhen scheint es nötiger denn je, unabhängig von fossilen Brennstoffen zu werden. Vor allem ein Ersatz für Erdgas muss her. Die Frage nach Alternativen wird lauter – nicht nur in der Politik, sondern auch im privaten Bereich, etwa unter Immobilieneigentümern. Als Hoffnungsträger gilt (grüner) Wasserstoff zum Heizen und für die Warmwasserversorgung. Ob sich ein Umrüsten jetzt lohnt, lesen Sie in diesem Artikel.

Grüner Wasserstoff als Energieträger mit Zukunft  

Erdgas wird in Deutschland vielfältig eingesetzt: als Fahrzeugkraftstoff, als Grundstoff für die Industrie und vor allem für die Erzeugung von Wärme und Warmwasser im Gebäudesektor. Vor dem Hintergrund der aktuellen Klimaziele – Deutschland möchte bis 2030 seine Treibhausgasemissionen um 65 % gegenüber dem Jahr 1990 senken – und angesichts des Russland-Ukraine-Kriegs verfolgt die Bundesregierung nun mit Nachdruck ihre Strategie des schrittweisen CO2e-Ausstiegs.  

Große Hoffnung liegt auf dem Energieträger Wasserstoff. Dieser gilt nicht nur als echte Alternative zu Erdgas, sondern außerdem als entscheidender Baustein für die Dekarbonisierung der deutschen Wirtschaft – also die schrittweise Minderung von CO2e-Emissionen. Um seine nationalen Energie- und Klimaziele zu erreichen, hatte Deutschland deshalb bereits im Juni 2020 die Nationale Wasserstoffstrategie auf den Weg gebracht. Mit ihr soll vordergründig der Einsatz klimafreundlicher Wasserstofftechnologien vorangetrieben werden, um bis 2045 völlig CO2e-frei zu sein. 

Angesichts des Kriegs in der Ukraine treibt die Bundesregierung diese Strategie nun noch energischer voran. Laut einer Pressemitteilung vom 29. August 2022 sei es das Ziel, bis zum Jahr 2030 eine Kapazität von mindestens zehn Gigawatt (GW) grünem Wasserstoff made in Germany bereitzustellen. Doch was ist grüner Wasserstoff überhaupt?

Grüner Wasserstoff: Herstellung mittels Elektrolyse 

Wasserstoff ist ein farbloses Gas. In Anlehnung an seine Herstellung wird er jedoch in Kombination mit einem Farbadjektiv genauer definiert: So werden blauer, grauer und türkiser Wasserstoff durch das Verbrennen von Erdgas und Braunkohle beziehungsweise die Spaltung von Methan gewonnen. Als „Abfallprodukte“ entstehen CO2 oder fester Kohlenstoff, die es im Rahmen der Energiewende unbedingt zu vermeiden gilt. Folglich setzt die Forschung vornehmlich auf grünen Wasserstoff, der durch die Elektrolyse von Wasser entsteht. Für diesen Prozess kommt ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energiequellen – etwa aus Solar- oder Windkraft – zum Einsatz. Grüner Wasserstoff ist deshalb vollständig CO2e-frei. 

Herstellung von Wasserstoff im Detail     

• Grüner Wasserstoff: Die chemischen Teilchen von Wasser werden mittels Elektrolyse aufgespalten. Als Energiequelle für dieses Verfahren kommt Strom aus erneuerbaren Energiequellen zum Einsatz – es entstehen keine CO2e-Emissionen. 
• Grauer Wasserstoff: Mithilfe der Dampfreformierung wird der Wasserstoff aus fossilem Erdgas oder Braunkohle gewonnen. Dabei entstehen pro Tonne Wasserstoff etwa zehn Tonnen CO2, die in die Atmosphäre entweichen. 
• Blauer Wasserstoff: Hierbei wird ebenfalls die Dampfreformierung angewendet, um Erdgas oder Kohle in Wasserstoff umzuwandeln. Das dabei entstehende CO2 wird jedoch zum Teil im Boden gespeichert oder weiterverarbeitet. 
• Türkiser Wasserstoff: Als Ausgangsstoff dient Methan. Dieses wird einer thermischen Spaltung, der Methanpyrolyse, unterzogen und liefert als Endprodukte Wasserstoff und festen Kohlenstoff. Das Verfahren ist noch nicht weit entwickelt.

Macht grüner Wasserstoff unabhängig von Energieimporten? 

Deutschland plant den Ausbau seiner Wasserstoffproduktion und könnte in den kommenden zehn Jahren ca. 13 GW an grünem Wasserstoff selbst herstellen. Das klingt allerdings nach einer recht kleinen Kapazität – vor allem im Hinblick auf einen gesteigerten Wasserstoffbedarf in der nahen Zukunft: Die Bundesregierung geht von einem Bedarf von etwa 90 bis 110 Terrawattstunden (TWH) an Wasserstoff bis 2030 aus. Das entspräche einer Elektrolysekapazität von etwa 40 GW. Deutschland könnte seinen Bedarf demzufolge nicht durch die eigene Wasserstoffproduktion decken – und genau darin liegt das Problem. 

Lohnt sich grüner Wasserstoff zum Heizen? 

Grüner Wasserstoff ist ein knappes Gut. Und das wird er voraussichtlich auch noch für eine Weile bleiben, denn zum einen produziert Deutschland mithilfe von Wind- und Sonnenenergie noch nicht annähernd so viel Strom, dass er für eine Wasserstoffherstellung ausreichen würde. Und zum anderen ist die Erzeugung von grünem Wasserstoff äußerst verlustreich: So gehen bei den derzeit angewandten Elektrolyseverfahren über 30 % Energie verloren. 

Laut Branchenexperten könnte diese Energie einfach direkt zum Heizen oder für die Warmwasserversorgung genutzt werden, ohne vorher den aufwendigen Weg über die Wasserstoffherstellung zu gehen. Eng verbunden mit der Rarität Wasserstoff wird auch der künftige Preis für diesen Energieträger sein. So schätzt Greenpeace, dass das Heizen mit Wasserstoff bis 2030 Kosten von 12 bis 15 Cent pro kWh grünem Wasserstoff verursachen wird.  

Ein Artikel des Umweltbundesamtes bringt die aktuelle Wasserstoff-Situation auf den Punkt: „Zwar ist es technisch möglich, Wasserstoff für das Heizen von Gebäuden in Brennstoffzellen oder auch Heizkesseln einzusetzen, jedoch gibt es ausreichend brennstofffreie Alternativen aus erneuerbaren Energien wie Solarthermie, Geothermie und Umweltwärme sowie aus unvermeidbarer Abwärme. Diese ersetzen mehr fossile Brennstoffe, sind energieeffizienter und mittel- bis langfristig kostengünstiger als Wasserstoff“.

Fazit: Leider noch zu teuer, knapp und ineffizient  

Wer bisher also darauf gehofft hatte, Wasserstoff als Heizgas verwenden und dafür ganz unkompliziert seinen vorhandenen Gaskessel nutzen zu können – wie es häufig von Energieanbietern versprochen wird –, sollte sich lieber nach einer anderen Alternative umsehen. Deutlich effizienter als die Wasserstoff-Heizung fürs Einfamilienhaus ist beispielsweise die Wärmeproduktion über Geo- oder Solarthermie.  

Als besonders attraktiv gilt außerdem die Wärmeproduktion mittels Wärmepumpen: Sie werden mit Strom betrieben und liefern Wärme aus dem Boden oder der Umgebungsluft, die sie dann zum Heizen des Hauses bereitstellen. Im Vergleich zu Wasserstoff ist diese Technik besonders effizient, da sie mehr Energie in Form von Wärme liefert, als sie zuvor in Form von Strom verbraucht hat.  

Auf lange Sicht wird grüner Wasserstoff im deutschen Energiemix der Zukunft aber mit hoher Wahrscheinlichkeit seine Daseinsberechtigung haben. Zusammen mit Strom wird der moderne Energieträger dafür sorgen, dass uns ausreichend klimafreundliche Energie zu erschwinglichen Preisen zur Verfügung steht.  

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