Energiewende im Gebäudesektor 06.11.2020, 12:49 Uhr

Durchbruch für klimafreundliches Heizen: Der erste Wasserstoff-Heizkessel von Bosch

Eigentlich ist der Heizkessel für den Energieträger Erdgas konzipiert. Die Entwickler von Bosch Thermotechnik haben daraus einen „H2 Ready“-Heizkessel entwickelt. Damit könnte man künftig mit Wasserstoff statt Erdgas heizen, die vorhandene Infrastruktur nutzen und damit die Umstellung auf einen klimaneutralen Energieträger günstig und rasch umsetzen.

Wasserstoff-Heizung von Bosch

Der Prototyp der ersten Wasserstoff-Heizung befindet sich bereits im Feldtest.

Foto: Bosch Thermotechnik

Grüner Wasserstoff könnte als umweltschonender Energieträger in Gebäuden den entscheidenden Unterschied ausmachen. So stellen es zumindest die Experten von Bosch Thermotechnik vor. Sie haben einen wasserstofffähigen Heizkessel entwickelt. Er ist keine vollständige Neuentwicklung, sondern der Fokus lag darauf, einfach, schnell und kostengünstig auf Wasserstoff umzustellen. Bereits 2017 haben die Experten den „H2 Ready-Heizkessel“ entwickelt. Er bietet 30 Kilowatt (kW) Nennwärmeleistung und ist seitdem bereits an mehreren Prüfständen getestet worden. Seit September 2020 befindet er sich im Feldtest. In einem Einfamilienhaus in Großbritannien läuft er tatsächlich mit 100% Wasserstoff. Ein weiterer Feldtest soll Ende November starten, dann in den Niederlanden.

Die Idee dahinter: Wasserstoff muss ebenso wie Erdgas durch Leitungen transportiert werden und so zu den Häusern gelangen. Warum also nicht die bestehende Infrastruktur dafür nutzen? Die meisten Erdgasleitungen sind inzwischen so ausgelegt, dass sie für den Transport von Wasserstoff ebenfalls geeignet wären. Der Heizkessel kann stufenweise auf Wasserstoff umgestellt werden. Im konkreten Fall wird er zunächst mit herkömmlichem Erdgas betrieben oder einer Wasserstoff-Beimischung von bis zu 20%. Innerhalb einer Stunde ließe er sich mit wenigen Veränderungen vollständig auf grünen Wasserstoff umstellen, so die Entwickler von Bosch Thermotechnik. Schließlich sei die Arbeitsweise des „H2 Ready“-Heizkessels konform mit dem eines herkömmlichen Gas-Brennwert-Kessels. Der einzige Unterschied läge im Energieträger.

Klimaschutz und größtmöglicher Heizkomfort

Energieeffiziente Heizlösungen und der Einsatz erneuerbarer Energien erfreuen sich nicht nur zunehmender Beliebtheit, sondern sind in Neubauten in der Regel bereits vorgeschriebener Standard. Einige Heizsysteme liefern nur dann effizient Wärme, wenn weitere Anpassungen wie Dämmung des Gebäudes begleitend stattfinden. Andernfalls sind sie oft aufwendig und teuer. Bosch Thermotechnik will mit seinem „H2 Ready“-Heizkessel eine Alternative bieten. Weitere Modernisierungen seien nicht notwendig und der Einbau gehe in einem Neubau ebenso gut wie in jedem Bestandsgebäude. Für die Entwickler war es wichtig, dass Klimaschutz bei größtmöglichem Heizkomfort möglich ist. Die Wasserstoff-Heizung könne wie die Erdgas-Variante schnell auf wetter- oder benutzerbedingte Schwankungen bei den Heizanforderungen reagieren. Auch in den Abmessungen seien die beiden Kessel miteinander vergleichbar.

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Grüner, blauer, türkiser und grauer Wasserstoff

Wasserstoff soll ein zentraler Baustein sein für unsere klimaneutrale Zukunft. Er könnte die Energiewende entscheidend voranbringen. Dieses Potenzial sieht die Bundesregierung in dem Energieträger und möchte die seit langem geplante nationale Wasserstoffstrategie deshalb bis Ende des Jahres beschließen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung stellt bis 2023 300 Millionen Euro aus dem Klimafonds bereit – mit dem Ziel, Ideen und Ansätze für Produktion, Transport und Nutzung von grünem Wasserstoff zu fördern. Doch was genau ist mit grünem Wasserstoff gemeint? Bei der Produktion des Energieträgers unterscheidet man vier Varianten: grünen, blauen, türkisen und grauen Wasserstoff. Wie der Name schon verrät, ist nur der grüne Wasserstoff komplett klimaneutral und nachhaltig. Er erfüllt als einziger langfristig die Anforderungen des Pariser Klimaschutzabkommens.

Blauer Wasserstoff wird aus fossilen Brennstoffen, zum Beispiel aus Rohöl oder Erdgas, erzeugt. Das CO2, das dabei entsteht, gelangt allerdings nicht in die Atmosphäre. Es wird abgeschieden und unterirdisch gespeichert. Es ist daher schon klimaneutral, aber aufgrund begrenzter Speicherkapazitäten nicht besonders nachhaltig. Hinzu kommt ein hoher technischer Aufwand. Türkiser Wasserstoff entsteht bei der thermischen Spaltung von Methan in einem Hochtemperaturreaktor. Bei der sogenannten Methanpyrolyse entsteht als Nebenprodukt Kohlenstoff in fester Form. Diese Variante des Wasserstoffs ist nur dann klimaneutral, wenn der Reaktor mit erneuerbaren Energien erhitzt und der Kohlenstoff anschließend dauerhaft gebunden wird. Ein kleiner Teil des Methans entweicht bei dem Herstellungsprozess in die Atmosphäre, was die Klimabilanz ebenfalls negativ beeinflusst. Grauer Wasserstoff wird mithilfe fossiler Brennstoffe wie Erdgas oder Rohöl produziert. Dabei entsteht klimaschädliches CO2, das in der Regel ungenutzt in die Atmosphäre gelangt. Auch wenn dieser Prozess günstig und weit verbreitet ist, verstärkt er den Treibhauseffekt und schadet der Umwelt.

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