Die Zukunft kann kommen: Heizen mit grünem Wasserstoff

Heute für Morgen bauen und heizen: Wasserstoff gewinnt die Energie der Zukunft. Mit einer Wasserstoffheizung leistet ihr als Bauherr einen Beitrag zur ökologischen Energiegewinnung und profitiert auf der ökonomischen Ebene selbst davon. Aber lohnt es sich schon jetzt über die Installation einer Wasserstoffheizung nachzudenken und welche Hürden gilt es dabei zu überspringen?

Was spricht für den Einbau einer Wasserstoffheizung?

Wasserstoff ist ein Allroundtalent. Er ist nachhaltig, da bei seiner Produktion kein Kohlendioxid entsteht. Diese Umweltfreundlichkeit gilt aber nur für den „grünen Wasserstoff“, bei dessen Produktion nur erneuerbare Energien verwendet werden. Bei der Herstellung mit konventionellen Energien spricht man von Wasserstoff in den Farben Blau, Grau oder Türkis.

Durch das Heizen mit Wasserstoff beteiligt sich der Bauherr aktiv an der Verringerung der schädlichen Emissionen, die bei herkömmlichen Heizmethoden anfallen. Neben der Wärmegewinnung kann eine Wasserstoffheizung als „Nebenprodukt“ Strom erzeugen. Auch darin liegt ein ökologischer Mehrwert. Ökologie trifft hier auf Ökonomie, denn der Heizungsbesitzer spart Stromkosten und wird teilweise sogar unabhängig vom öffentlichen Stromnetz.

Angenehm leise ist das Heizen mit Wasserstoff auch, denn die Brennstoffzelle funktioniert ganz ohne Brenner oder Motoren. Die Zelle ist nicht nur leise, sie ist auch wunderbar kompakt und mit einem winzigen Platzangebot zufrieden. Die Brennstoffzelle ist also ein angenehmer und anspruchsloser „Mitbewohner“, deren Anschaffung und Einbau sogar von der KFW bezuschusst wird.

Noch ein Pluspunkt: Der Unterhalt und die Wartung der Brennstoffzelle gehen gegen Null. Die Zelle ist so gut wie wartungsfrei und muss erst nach einem langen Zeitraum von ungefähr 20 Jahren gegen eine neue Brennstoffzelle ausgetauscht werden.

Kleiner Überblick über die optionalen Funktionsweisen einer Wasserstoffheizung

Die kalte Verbrennung via Brennstoffzelle

Beim Heizen mit Wasserstoff arbeitet die Brennstoffzelle wie ein kleines Kraftwerk. Bei Öl oder Gas wird die Energie durch Verbrennung erzeugt. Ganz anders verläuft der Prozess bei der Nutzung von Wasserstoff. Mit ihm wird Energie durch eine chemische Reaktion erzeugt. Spezielle Zellen, bestehend aus jeweils zwei Elektroden sind durch eine Schicht voneinander separiert. Sobald der Wasserstoff auf eine Elektrode stößt, trennt ein Katalysator die Atome in Elektronen und Protonen.

Die Elektronen bewegen sich über einen elektrischen Leiter zur zweiten Elektrode. Durch diese Bewegung wird Strom erzeugt. Parallel dazu durchqueren die Protonen die trennende Schicht. Daraufhin gehen sie eine erneute Verbindung mit den Elektronen, sowie dem Sauerstoff ein und setzen dabei thermische Energie frei. Die so erzeugte Wärme wird für das Heizen genutzt. Der dabei gewonnene Strom kann in das hauseigene System eingespeist werden.

Heizen mit Wasserstoff durch herkömmliche Verbrennung

Wasserstoff kann zur Gewinnung von Wärme in einem Brennwertkessel verbrannt werden. Diese Art der Energiegewinnung ähnelt dem Heizen mit Erdgas. Durch die Verbrennung des Wasserstoffs entsteht die Wärmeenergie. Rein theoretisch ist diese Heizvariante möglich, rein praktisch wird sie zur Zeit kaum angewandt. Diese Methode rechnet sich einfach (noch) nicht. Denn die Gewinnung von Wasserstoff ist zu kostenintensiv, um diesen Stoff dann einfach zu verbrennen. Auch das Versorgungsnetz für Wasserstoff steckt noch in den Kinderschuhen.

Warum ist Wasserstoff noch keine allzu übliche Energiequelle für Privathäuser?

Derzeit ist die Bereitstellung von Wasserstoff (noch) ein aufwändiger Prozess. Denn dieser Energieträger wird nicht abgebaut wie andere Energiequellen, er muss selbst zunächst erzeugt werden. Dazu wird Energie benötigt, die unter anderem aus Biomasse, Erdgas oder Erdöl gewonnen wird. Erst wenn Wasserstoff via Elektrolyse mit grünem Ökostrom abgespalten wird, wird er als klimaneutral definiert.

Ein weiterer Nachteil dieses Energieträgers liegt in den hohen Investitionskosten. Solange noch kein gut ausgebautes Wasserstoffnetz zur Verfügung steht ist für das Heizen mit dem neuen Stoff ein Gasanschluss nötig. Das Erdgas muss zuerst in Wasserstoff umgewandelt werden, damit die Brennstoffzelle in einer elektrochemischen Reaktion Strom und Wärme erzeugen kann. Den Wasserstoff zu speichern kostet wiederum Energie.

Der Bedarf an Energie im Haus kann in den Zeitfenstern mit hoher Nachfrage in der Regel nicht komplett durch Wasserstoff gedeckt werden. In diesen Zeiten muss dann eine Gasbrennwertheizung den restlichen Energiebedarf decken.

Die Technologie, bei der Heizungen durch Wasserstoff betrieben werden ist noch nicht ganz ausgereift. Doch schon heute ist klar, welch immenses Potential dieser Energieträger bietet. Mit dem Einbau einer Wasserstoff-Brennstoffzellenheizungsanlage können Bauherren in die Zukunft investieren. Eine Wasserstoffheizung bedeutet eine fast autarke Versorgung mit Strom, weil die Brennstoffzelle schon beim heutigen Stand der Technik einen immensen Teil des jährlichen Strombedarfs abdeckt.

Ist das Heizen mit Wasserstoff die Wärmeenergie der Zukunft?

Schon jetzt ist es unter bestimmten technischen Voraussetzungen möglich, das Haus klimaneutral mit Wärme zu versorgen. Bei der kalten Verbrennung entstehen keine Emissionen und sie ist CO2-neutral. Um das riesige Potential dieser Technologie nutzbar zu machen, muss „grüner Wasserstoff“ in einer ausreichenden Menge produziert werden. Außerdem muss das Wasserstoffnetz noch viel weiter ausgebaut werden.

Fortschrittlich können Bauherren und Hausbesitzer schon heute handeln, indem sie diese grüne Technologie in ihr hausinternes Energienetz integrieren. Wasserstoff ist ein absolut flexibles Element, denn es kann nicht „nur“ Strom und Wärme erzeugen, es eignet sich auch als Kühlmittel und Treibstoff.

Das komplette Potential von Wasserstoff ist noch nicht umfassend erforscht. Da werden sich noch viele Optionen ergeben, um damit Energie und Rohstoffe zu gewinnen. Zum Erreichen der Klimaschutzziele wird die Erzeugung von Wasserstoff durch erneuerbare Energiequellen von der Politik gefördert. Noch nachhaltiger wird das Heizen mit Wasserstoff, wenn das Element mit einer Photovoltaikanlage hergestellt wird.

Fazit

Eine Investition in eine Wasserstoffheizung ist eine nachhaltige Investition in die Zukunft. Damit die Klimaschutzziele realisiert werden können, wird das Versorgungsnetz für Wasserstoff in den nächsten Jahren ausgebaut. Die Regierung macht sich dafür stark, das Heizen mit Wasserstoff für alle erschwinglich zu machen. Ihr könnt euch als Bauherren also darauf freuen, dass es aller Voraussicht nach in Kürze ein optimal ausgebautes Wasserstoffnetz geben wird.

Auf unserem blauen Planeten ist H2 das am häufigsten vorkommende Molekül. Es ist also quasi fast unbegrenzt verfügbar. Auch wenn Wasserstoff unter dem Einsatz von Energie zunächst erzeugt werden muss, ist die Energiegewinnung damit eine nachhaltige Schlüsseltechnologie unserer Zukunft.

Wenn in eurem Haus ein Gasanschluss existiert oder bei einem Neubau in den Plänen steht, dann könnt Ihr die Heiztechnik der Zukunft schon heute realisieren. Und ganz „nebenbei“ werdet Ihr damit ein selbständiger Stromproduzent. Aber: Informiert euch im Vorhinein ganz genau, ob sich eine Wasserstoffheizung für euch tatsächlich lohnt.