Letzte Aktualisierung: 05.11.2020

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Wasserstoff-Heizung: Technik & Praxis-Tests

Die Verwendung von reinem Wasserstoff zur Beheizung wurde in Deutschland bisher vornehmlich mit der Brennstoffzellen-Technologie in Verbindung gebracht und mit großem Aufwand getestet. Wasserstoff kann aber auch anteilig ins Erdgasnetz eingespeist und bis zu einem gewissen Umfang auch von Gasheizungen genutzt werden. In der Praxis werden Anteile von 20% getestet, im Labor wurden sogar Tests mit 30 Prozent Wasserstoff erfolgreich durchgeführt. Einige Hersteller haben bereits spezielle Wasserstoff-Heizungen entwickelt, die reinen Wasserstoff zur Wärmeerzeugung nutzen können.

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Sie suchen nach einer Wasserstoff-Heizung, die Strom und Wärme produziert? Dann sind Sie hier falsch, in unserem "Ratgeber Brennstoffzellen-Heizungen" finden Sie alles Wissenswerte zur stromerzeugenden Heizung per Brennstoffzelle!

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Wasserstoff als Erdgas-Ersatz in Heizungssystemen

Ein Ende der Gasheizung ist noch nicht in Sicht. Denn Gas als Energieträger bleibt weiterhin interessant, weil es leicht zu speichern und gut zu transportieren ist. Doch nachhaltige Alternativen wie Wasserstoff, Biogas und Synthesegas werden den Erdgasverbrauch langfristig zurückgehen lassen.

Der Wasserstoff wird dabei über erneuerbare Energien elektrolytisch hergestellt und kann dann im vorhandenen Gasnetz problemlos gespeichert und transportiert werden. So kann u.a. Wasserstoff sowohl in neuen als auch in bestehenden Gebäuden für die Heizung zum Einsatz kommen.

Aus erneuerbarem Strom hergestellter grüner Wasserstoff koppelt die Sektoren Strom und Wärme über das Gasnetz. Eine schneller Aufbau von Kapazitäten für regeneratives Gas ist auch für die Versorgungssicherheit von Bedeutung, insbesondere dann, wenn Windparks und Solarkraftwerke weniger Strom ins Stromnetz einspeisen.

Im Zuge der Dekarbonisierung wird derzeit eine anteilige Netzeinspeisung von bis zu 20 % Wasserstoff untersucht. Bis zu zehn Prozent Wasserstoffbeimischung sind derzeit in Ortsnetzen erlaubt. Im Labor wurden sogar Tests mit 30 Prozent Wasserstoff erfolgreich durchgeführt. Langfristig sind auch reine Wasserstoffnetze denkbar, um Strom, Wärme und auch Kälte CO2-neutral bereitzustellen.

Dazu muss das vorhandene Gasnetz als auch die Haustechnik angepasst werden. Denn Wasserstoff reagiert mit Sauerstoff unter Umständen explosiv und heißt deswegen auch Knallgas. Zudem ist Wasserstoff relativ flüchtig und kann zu Werkstoffproblemen führen.

Die in vielen Brennwertthermen installierten Gasbrenner können nach Herstellerangaben aber schon heute mit Wasserstoffanteilen von 10% bis 20% umgehen. Eine Umrüstung auf reinen Wasserstoff sei mit einem Tausch von Brenn- und Sicherheitseinrichtungen kostengünstig erledigt.

Einige Hersteller bieten bereits Wasserstoff-Heizungen an, die wie BDR Thermea nur mit Wasserstoff z. B. für Inselnetze betrieben oder von Erdgas auf 100-prozentigen Wasserstoffbetrieb schrittweise umgerüstet werden können:

  • Wasserstoffbetriebenes Heizgerät von August Brötje
  • BDR Thermea Wasserstoff-Heizung
  • H2 Ready-Heizkessel von Bosch Thermotechnik
  • Viessmann Wasserstoff-Hybrid-Heizung
Tabelle: Wasserstoffgaskessel im Überblick 2020/ 2021
Hersteller Leistung Stickoxide (NOX) Hybridfähigkeit
BDR Thermea (Remeha, Brötje) Bis zu 28 kW für Heizung und Warmwasser < 10 … 20 mg/kWh Reiner Wasserstoffbetrieb
Bosch Thermotechnik Bis zu 30 kW für Heizung und Warmwasser Umrüstung auf H2 in 1 Stunde
Viessmann 3,5 bis 30 kW Heizung / 35 kW Warmwasser < 20 mg/kWh Nur Brennertausch erforderlich

Experten-Wissen: Verbände fordern, eine gesetzlich festgelegte und über die Jahre ansteigende Quote von grünen Gasen wie Wasserstoff, um Erdgas zu ersetzen, und dabei zugleich auf die bestehende Infrastruktur der Gasverteilung zurückzugreifen. So soll sichergestellt werden, dass Erdgas langsam aber stetig verdrängt wird und Investitionen in Wasserstoff-Technologien getätigt werden.

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Wasserstoffheizungen im Test

Rozenburg (Niederlande)

Am 25. Juni 2019 startete die BDR Thermea Group im niederländischen Rozenburg nahe Rotterdam ein Pilotprojekt zum Test des weltweit ersten wasserstoffbetriebenen Haushaltskessels. Ziel des Projektes ist es, eine breite Basis für Heizungs- und Warmwasserlösungen zu finden, die praktisch ohne Kohlendioxid-Emissionen auskommt.

Das neuartige Kesselmodell verbrennt reinen Wasserstoff, der vollkommen umweltneutral mithilfe von Wind- oder Sonnenenergie erzeugt wurde, ohne dabei CO2 freizusetzen. Das Funktionsprinzip bleibt das gleiche, wie bei einem mit Erdgas betriebenen Heizkessel.

Den Wasserstoff liefert der Netzbetreiber Stedin über eine ehemalige Erdgasleitung. So lässt sich auch bestätigen, dass sich das vorhandene Gasnetz zum Transport von Wasserstoff eignet. Die Installation des Wasserstoffkessels erfolgt im Heizraum neben einem konventionellen Erdgaskessel, um die Versorgung jederzeit sicherstellen zu können.

Nach dem ersten Pilotversuch in den Niederlanden soll in Großbritannien ein weiterer Feldversuch durchgeführt werden. In den nächsten zwei Jahren sollen dort über 400 Wasserstoff-Heizungen installiert werden. In diesem Zusammenhang sind auch andere Netzbetreiber und Gebäudeeigentümer in Europa eingeladen, sich an möglichen weiteren Feldversuchen zu beteiligen, um die Entwicklung der CO2-freien Heizung voran zu treiben.

Schopsdorf (Sachsen-Anhalt)

Ob Heizungen und andere Gasgeräte 20 Prozent Wasserstoff im Erdgasnetz vertragen, testet derzeit die Schleswig-Holstein Netz AG (SH Netz) – unter Federführung ihrer Schwestergesellschaft Avacon in einem gemeinsamen Feldtest mit dem Deutschen Verband der Gas- und Wasserwirtschaft DVGW bis Ende 2022 in Schopsdorf in Sachsen-Anhalt.

Der konkrete Netzabschnitt des Gasverteilnetzes in Schopsdorf eignet sich deshalb für das Projekt, da die dort verbaute Netzinfrastruktur und Endgerätetechnik repräsentativ und die Ergebnisse für unterschiedliche Verteilnetzbetreiber skalierbar sind.

Sollte der Test zu dem Ergebnis kommen, dass 20 Prozent Wasserstoff in Ortsnetzen endgerätverträglich und damit zulässig ist, könnte die Grenze im DVGW-Regelwerk von maximal zehn auf bis zu 20 Prozent angehoben werden. Sollte der Test erfolgreich verlaufen, käme dem Energiespeicher Erdgasnetz eine immer größere Bedeutung zu – vorausgesetzt die Rahmenbedingungen zum Ablagen- und Umlagensystem werden angepasst.

Klanxbüll und Neukirchen (Schleswig-Holstein)

2015 hat Schleswig-Holstein Netz bereits in einem Feldtest im Nordfriesländischen Klanxbüll belegen können, dass Standard Erdgasnetze und Haushaltsgeräte zehn Prozent Wasserstoff vertragen.

Gemeinsam mit E.ON Meetering GmbH und dem DVGW (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfachs) konnte im Forschungsverbund in einem auf drei Jahre angelegten Leuchtturmprojekt die Einspeisung von Wasserstoff in das Erdgasnetz umfassend getestet werden. Die Einspeiseanlage wurde in der zu dem Netz mit 170 Erdgaskunden gehörenden Ortsnetzstation der Schleswig-Holstein Netz AG aufgebaut.

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