Power-to-Gas-Projekte: Wasserstoff zum Heizen

Im Zuge der Nationalen Wasserstoffstrategie, der eine zentrale Rolle bei der Umsetzung der Energiewende und der Erreichung der Klimaziele 2030 zukommt, wird auch das Potential von CO2-freiem Wasserstoff zur Dekarbonisierung des Wärmemarktes ausgelotet. Aufgrund seines schlechten Wirkungsgrads gilt der grüne Wasserstoff als zu wertvoll für die dezentrale Wärmeerzeugung. Allerdings lässt sich überschüssige Energie, die normalerweise abgeregelt wird, weil sie nicht ins Netz eingespeist werden kann, sogar über einen längeren Zeitraum in Form von Wasserstoff speichern.

 

Ein weltweiter Vorreiter für kommunale Energieversorgung mit 100% erneuerbaren Energien sind die Stadtwerke der bayerischen Kreisstadt Haßfurt, in deren Umgebung Wind und Solarkraft stark ausgebaut worden sind. Von den jährlich 90 Millionen erzeugten Kilowattstunden verwenden die Kunden nur knapp die Hälfte. Den überschüssigen Strom nutzt das Stadtwerk, um gemeinsam mit dem Ökostromanbieter Greenpeace Energy Wasserstoff zu produzieren. Herzstück der Anlage ist ein containergroßer PEM-Elektrolyseur mit 1,25 Megawatt (MW) Spitzenleistung, der den überschüssigen Strom aus dem nahen Bürgerwindpark sowie weiteren Windenergie- und Solaranlagen in grünen Wasserstoff umwandelt.

Dank der Windgas-Technologie, die das normale Gasnetz als Speicher nutzt, müssen die Erneuerbaren-Anlagen nicht abgeregelt werden, wenn das Stromangebot die Nachfrage übersteigt oder das Netz den Strom nicht aufnehmen kann. Die PEM-Elektrolyseure (PEM = polymer electrolyte membrane) wandeln den überschüssigen Wind- und Solarstrom mit einem Wirkungsgrad um die 70 Prozent in Wasserstoff um, der über lange Zeiträume gespeichert und später wieder verstromt werden kann. In Haßfurth wird der grüne Wasserstoff zusammen mit Erdgas als Brennstoff in einem hybriden Blockheizkraftwerk eingesetzt. Zudem wird das Power-to-Gas dem Erdgas im städtischen Erdgasnetz beigemischt.

 

 

In den Niederlanden, wo fossiles Gas nicht mehr zur Beheizung von Neubauten eingesetzt werden darf, ist ein erster Wasserstoff-Brennwertkessel bereits unter realen Bedingungen im Einsatz. Der Wasserstoff für die Versorgung der Anlage wird vom Netzbetreiber über eine reguläre Erdgasleitung bereitgestellt. Im britischen Leeds wird der Wasserstoff bereits als das Gas des 21. Jahrhunderts beworben. Im nordenglischen Forschungszentrum in Buxton soll mit der weltweit größten Testanlage H21 bewiesen werden, dass Wasserstoff genauso sicher ist wie Erdgas, um Wohnungen und Büros zu beheizen. Die ambitionierte Zielsetzung sieht vor, bis 2034 knapp vier Millionen Haushalte sowie 40.000 Gewerbebetriebe in Nordengland zu 100 Prozent mit Wasserstoff zu versorgen.

 

Bislang erfolgt die Energieversorgung stationärer Systeme in der Regel über Erdgas. Die Beimischung von Wasserstoff wird derzeit in mehreren Ländern getestet. Einige Heizgerätehersteller haben schon signalisiert, dass heute bis zu zehn Prozent Wasserstoff für ihre Aggregate realisierbar seien. Die nächste Generation der Heizgeräte soll einen Wasserstoffanteil bis zu 30 Prozent ermöglichen. Die ersten H2-fähigen Gasthermen werden voraussichtlich 2023 auf den Markt kommen. Zur Speicherung von Wasserstoff könnte in Deutschland das nicht mehr benötigte L-Gasnetz (low calorific gas) für Erdgas mit niedrigerem Brennwert genutzt werden. Bis 2030 soll das energiereichere H-Gas (high calorific gas) aus Norwegen und Russland importiert werden, das über einen höheren Methangehalt verfügt.