Der zentrale Einsatz von Wasserstoff in der Fernwärmeerzeugung kann in Kraftwerkskonzepten sinnvoll sein – zur Abdeckung von Spitzenlasten oder durch Kraft-Wärme-Kopplung. Auf Wasserstoff ausgerichtete Gas-Brennwertthermen sind jedoch keine sinnvolle Option. Das ist das Ergebnis einer neuen Studie des Energiewende-Verbundprojekts Norddeutsches Reallabor die u.a. von Experten der HAW Hamburg durchgeführt wird.
In der Studie steht insbesondere die dezentrale Wärmeerzeugung durch Wasserstoff auf dem Prüfstand. Durch die direkte Verbrennung von Brennstoffen in Gewerbe, Handel und Dienstleistungen (GHD) und Haushalten entstehen 13 Prozent der deutschen CO₂-Äquivalent-Emissionen. Der CO₂-Ausstoß dieser Form der Wärmebereitstellung muss sich bis 2030 um 43 Prozent reduzieren, um die bundesweiten Klimaziele einzuhalten. Dies erfordert neben einer umfassenden Gebäudesanierungsstrategie ein schnelles Überdenken der einsetzbaren Heiztechnologien.
Kostenvergleich im Zeitverlauf
Um verschiedene Heiztechnologien vor dem Hintergrund des prognostizierten Markthochlaufs von Wasserstoff ökonomisch zu bewerten, wurden die tatsächlich anfallenden Kosten im Zeitverlauf verglichen. „Aus Effizienzgründen ist der Einsatz von Wasserstoff für die dezentrale Wärmebereitstellung nicht zu priorisieren, da hier ein Vielfaches an grüner elektrischer Energie für die Elektrolyse im Vergleich zu einem Szenario mit Wärmepumpen notwendig wäre”, betont Felix Doucet, Autor der Studie und Wissenschaftlicher Mitarbeiter am CC4E, in einer Pressemitteilung.
Der direkte Vergleich zeige, dass der Einsatz von erneuerbarem Strom pro kWh zu erzeugender Wärme bei der Verbrennung von grünem Wasserstoff in Brennwertthermen fünf- bis sechsmal höher ist als bei der direkten Nutzung in einer Wärmepumpe. Wenn alle Gebäudenutzer der gezeigten Vorteilhaftigkeit von Wärmepumpen folgen würden und es keine Restriktionen im Stromnetz gäbe, könnten große Teile der bestehenden Gasnetzinfrastruktur in Wohngebieten obsolet werden, so die Studie weiter. Eine Ertüchtigung der Gasnetze für einen Wasserstofftransport in Wohngebiete wäre aus ökonomischer Sicht jedenfalls nicht zielführender als die ohnehin notwendige Ertüchtigung des Stromnetzes.
Abwärme nutzen
Auch wenn die Verbrennung von Wasserstoff zur dezentralen Wärmeerzeugung im direkten Kostenvergleich mit Wärmepumpen laut der Analyse unvorteilhaft ist, könnte die Abwärme von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen zur Effizienz-Steigerung in Wärmenetze eingespeist werden. Standorte von Elektrolyseuren sollten daher nach Überzeugung der Autoren idealerweise so gewählt werden, dass ein Wasserstoffnetz bzw. ein Wasserstoffspeicher vorhanden ist und gleichzeitig ein Wärmenetzanschluss bzw. eine Nutzungsmöglichkeit für die Wärme gegeben sind.
Wärmenetze könnten die Vorteile von unterschiedlichen Wärmeerzeugern aufgreifen: So kann bei hohem Angebot erneuerbarer Energien und damit bei günstigen Strompreisen eine Wärmepumpe betrieben werden, bei hohen Strompreisen kann mit Kraft-Wärmekopplung Strom und Wärme aus einem Brennstoff erzeugt werden, zum Beispiel grünem Wasserstoff oder daraus hergestelltem Methan. (amo)
