H2 Ready – Gasheizung mit Wasserstoff betreiben?

Mit der „Wasserstoffstrategie für Deutschland“ ab Juni 2020 und ihrer Fortschreibung 2023 sollte ein großer Schritt in Richtung Klimaneutralität erfolgen. Auch Gasheizungen sollten mit Wasserstoff zu betreiben sein. Mit herkömmlichen Gaskesseln war das noch nicht möglich - die ersten "H2 Ready - Gasheizungen", die zumindest einen anteiligen Wasserstoffbetrieb bewältigen, sind inzwischen verfügbar, doch mit der GEG-Novelle 2023/2024 haben sich die rechtlichen Rahmenbedingungen für den Wasserstoffbetrieb von Heizungen schlagartig geändert. Wir werfen einen Blick auf die Technik und ob sich der Einsatz einer H2-Ready-Gasheizung für den Endkunden noch rechtfertigt.
Thorben Frahm
Artikel von
Thorben Frahm für www.heizungsfinder.de

Veröffentlicht am 31 Mai 2024

Gasheizung Gaskessel H2 Ready
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H2 Ready – Wasserstoff als Energieträger der Zukunft?

H2 Ready auch im GEG 2024?
  • Der Betrieb einer H2-Ready Gasheizung mit Wasserstoff ist nach dem neuen GEG 2024 möglich, unterliegt aber besonderen Voraussetzungen
  • Diese Voraussetzungen führen dazu, dass nur eine vergleichsweise kleine Anzahl von Gasheizungen mit Wasserstoff wird betrieben werden können
  • Ein flächendeckender Einsatz von Wasserstoff in Gaskesseln ist durch die aktuelle Rechtslage allerdings eher unwahrscheinlich.

H2-Ready und das neue GEG 2024

Am Standort Worcester stellte Bosch den Prototypen eines H2-Heizkessels vor. Dieser kann zunächst mit Erdgas betrieben werden, bevor er dann in wenigen Schritten auf die vollständige Nutzung von Wasserstoff umgestellt wird. Foto: Bosch

Mit dem neuen Gebäudeenergiegesetz verlangt der Gesetzgeber ab 2024 (§71 GEG), dass jede neue Heizung im Neubau und im Bestand zu mindestens 65 Prozent mit erneuerbaren Energien betrieben werden muss. Die Vorgabe ist bewusst technologieoffen gehalten, so dass es einige Möglichkeiten gibt, ihr mit einer Gasheizung genüge zu tun.

Im Bestand gibt es abgestufte Fristen: Für den weiterführenden Betrieb von “normalen” Gasheizungen, die nicht zur Hybridheizung aufgerüstet werden, ist der Kessel durch den anteiligen Bezug von Biomethan oder Wasserstoff (grüner oder blauer Wasserstoff) zu betreiben.  Ab 2029 muss der Kessel mit mindestens 15 % Biogas / Biomethan, ab 2035 mit mindestens 30 % Biogas / Biomethan und ab 2040 mit mindestens 60 % Biogas / Biomethan betreiben werden.

Ansonsten gilt, dass die 65% Vorgabe, wenn keine Wärmepumpe oder Pelletheizung eingebaut wird, durch den Einbau einer Gas-Hybridheizung wie einer Wärmepumpe in Kombination mit der Gasheizung erfüllt wird. Erstere übernimmt den Löwenanteil der Heizarbeit, während der Gaskessel dann eventuelle Spitzenlasten an besonders kalten Tagen abdeckt.

Beim Bezug von Biomethan bzw. Wasserstoff bestehen jedoch noch einige weitere Besonderheiten (§71k GEG): Der Kessel muss fähig sein, zu 100% mit Wasserstoff betrieben werden zu können. In diesem Fall darf noch übergangsweise mit Erdgas geheizt werden, insofern der Gasverteilnetzbetreiber  und die nach Landesrecht für die Wärmeplanung zuständige Stelle (siehe auch kommunale Wärmeplanung) bis zum Ablauf des 30. Juni 2028 einen einvernehmlichen, mit Zwischenzielen versehenen, verbindlichen Fahrplan für die bis zum Ablauf des 31. Dezember 2044 zu vollendende Umstellung der Netzinfrastruktur auf die vollständige Versorgung der Anschlussnehmer mit Wasserstoff beschlossen und veröffentlicht haben

Wie funktioniert Heizen mit Wasserstoff?

Wenn Wasserstoff verbrennt, entsteht in erster Linie Wasser – und kein CO2. Es gibt bereits Heiztechniken, die Wasserstoff nutzen - wie etwa Brennstoffzellenheizungen. Wasserstoff kann aber auch – zumindest anteilig – ins Erdgasnetz eingespeist werden. Aktuell ist in Ortsnetzen eine Wasserstoffbeimischung von bis zu 10 Prozent erlaubt, eine Ausweitung auf 20 Prozent wird zurzeit untersucht. Gasheizungen stellen mit knapp 14 Millionen verbauten Heizkesseln nach wie vor mit Abstand den größten Anteil aller Heizungen.

Aus diesem Grund hatte der Deutsche Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW) im Rahmen eines Zertifizierungsprogramms ein „H2 Ready“ Siegel für Gasheizungen erstellt. Dieses Prüfsiegel bescheinigt, dass der entsprechende Gas-Heizkessel bereit ("ready") für Wasserstoff ist. Das heißt: Er funktioniert auch dann zuverlässig, wenn dem Erdgas Wasserstoff von bis zu 20 Vol.-% beigemischt ist.

Eigenschaften von Wasserstoff

  • Das farb- und geruchlose Gas (H2) ist nahezu unbegrenzt verfügbar.
  • Mithilfe von erneuerbaren Energien kann Wasserstoff per Elektrolyse sehr emissionsarm hergestellt werden.
  • Wasserstoff lässt sich hervorragend speichern und – zum Beispiel in vorhandenen Gasnetzen – transportieren.
  • Wasserstoff verbrennt ohne klimaschädliche Emissionen.

Wasserstoff selbst ist farblos. Die Herstellungsweise kann jedoch unterschiedlich sein – und somit der Einfluss auf das Klima. Man spricht je nach Verfahren von verschiedenen Farben. Die gängigsten Bezeichnungen sind Grüner, Grauer, Blauer, Türkiser und Weißer Wasserstoff. Es gibt darüber hinaus noch ein paar weitere Farbbezeichnungen, die weniger weit verbreitet sind, etwa Roter, Gelber und Pinker Wasserstoff.

Grüner Wasserstoff- Herstellung ausschließlich durch erneuerbare Energien - CO2-neutrale Verwendung
Grauer Wasserstoff- Herstellung durch fossile Brennstoffe - Es entstehen CO2-Emissionen
Blauer Wasserstoff- Aus Dampfreformierung von Erdgas gewonnen - Herstellung verursacht CO2-Emissionen
Türkiser Wasserstoff- Herstellung durch die thermische Spaltung von Methan - Bei diesem Verfahren entsteht Kohlenstoff (nicht Kohlendioxid)
Weißer Wasserstoff- Wasserstoff entsteht als Abfallprodukt aus anderen chemischen Verfahren

Vor allem der klimaneutrale Grüne Wasserstoff sollte eine zentrale Rolle bei der Wärmewende spielen. Aber auch das blaue und das türkise Verfahren können bei bewusster Verwendung des Kohlendioxids bzw. des Kohlenstoffs zur klimabewussten Energiewende beitragen.

H2 Ready: so kann Wasserstoff bereitgestellt werden

Woher kommt der Wasserstoff? Grafik: EMCEL GmbH, CC BY-SA 3.0

Welche theoretischen Vorteile bietet die Nutzung von Wasserstoff in Gasheizungen?

In Neubauten sind erneuerbare Energien auf dem Vormarsch. Hier kommen verstärkt WärmepumpenSolarthermieanlagen und Pelletheizungen zum Einsatz. Aber was ist mit den vielen Bestandsgebäuden mit einer Gasheizung, in denen eine solche Modernisierung nicht oder nur teilweise möglich oder gewünscht ist? An dieser Stelle kommt Wasserstoff als Brennstoff ins Spiel. 

Mit einer Wasserstoffnutzung in Gasheizungen, also der Beimischung von Wasserstoff zum Erdgas, lassen sich Gasheizungen klimafreundlicher gestalten:

  • Die meisten bestehenden Erdgasnetze und -anschlüsse können weiter genutzt werden.
  • H2 Ready Gasheizungen sind in der Regel so konzipiert, dass sie aktuell mit einer Wasserstoff-Beimischung von bis zu 20 Prozent betrieben werden können, aber bereits auf eine Ausweitung oder gar vollständige Nutzung des Grünen Wasserstoffs angelegt sind. Entsprechende Praxistests laufen bereits.

Technik: Wie funktioniert eine H2 Ready Gasheizung?

Im Grunde ähnelt ein H2 Ready Heizkessel einem „normalen“ Gas-Brennwert-Kessel. Heizleistung und -komfort bleiben unverändert und eine H2 Ready Gasheizung unterscheidet sich auf den ersten Blick kaum von einem gewöhnlichen Brennwert-Kessel.

Der große Unterschied liegt im Brennstoff. Die mit dem DVGW-Prüfsiegel „H2 Ready“ ausgezeichneten Heizanlagen sind so angelegt, dass sie

und/oder

  • mit Erdgas mit einem Wasserstoffanteil zwischen 0 bis 20 %

funktionieren.

Achtung: Nicht alle Gas-Brennwert-Kessel lassen sich auf Wasserstoff als Energieträger umstellen. Wenn Sie zukünftig Ihre Gasheizung mit Wasserstoff betreiben möchten, benötigen Sie dafür ein entsprechendes Modell, das „H2 ready“ zertifiziert ist. Aber: Die H2 Ready Wasserstoff-Heizungen lassen sich jederzeit von Erdgas auf Wasserstoff umrüsten. Das heißt: Die Heizanlage funktioniert sowohl mit herkömmlichem Erdgas als auch mit Erdgas, das einen Wasserstoffanteil enthält. Je nach Modell kann der Wasserstoffanteil dabei variieren. 

Gut zu wissen: Da die meisten Erdgasleitungen alle nötigen Voraussetzungen für den Wasserstofftransport erfüllen, müssen in der Regel keine neuen Leitungen oder Anschlüsse verlegt werden.

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Welche Hersteller bieten Gasheizungen mit Wasserstoff an?

Gasheizungen, die mit reinem Wasserstoff betrieben werden, sind zum jetzigen Zeitpunkt noch Zukunftsmusik. Aber es gibt immer mehr Hersteller, die ihre Gasheizungen H2 readygestalten und entsprechende Heizkessel im Angebot bzw. aktuell im Praxis-Test haben, u.a. Bosch, BDR Thermea, Viessmann und Wolf.

HerstellerModellHybridfähigkeit bzw. UmrüstungsmaßnahmenAktueller Stand
Bosch ThermotechnikHydrogen Ready Zero-Carbon BoilerUmstellung auf reinen Wasserstoffbetrieb innerhalb kürzester Zeit möglichIm Praxistest
BDR Thermea (Remeha)Wasserstoff-HeizungBetrieb mit 100% Wasserstoffim Praxistest
ViessmannWasserstoff-Hybrid-HeizungUmstellung auf reinen Wasserstoffbetrieb durch Brennertausch möglichModelle auf dem Markt, die mit 20 bis 30 % H2 im Erdgas betrieben werden können
WolfH2 Ready Gas-BrennwertgeräteUmstellung auf den reinen Wasserstoffbetrieb bei den aktuellen Geräten noch nicht möglichEin Großteil der aktuellen Gas-Brennwertgeräte von Wolf trägt das DVGW Zertifizierungszeichen H2 20 %

Gelingt mit H2 Ready Gasheizungen die Wärmewende?

Die Hoffnung, dass Gasheizungen mit Wasserstoff einen großen Beitrag leisten werden, hat sich wahrscheinlich mit dem vorliegenden neuen GEG zerschlagen.

Auch wenn bereits laut Regelwerk eine Wasserstoffbeimischung von bis zu 10 Vol.-% in Ortsnetzen erlaubt ist, wird diese Möglichkeit bislang nur in Pilotregionen und lokalen Netzgebieten umgesetzt.

Die Verfügbarkeit von Wasserstoff wird wahrscheinlich für Heizzwecke nur regional begrenzt vorliegen und eher eine Nischenanwendung verbleiben. Der Fokus liegt nach dem aktuellen GEG klar auf der Wärmepumpe bzw. Pelletheizungen und allgemein Hybridlösungen als zentralen Akteuren in der Wärmewende.

Dazu kommt ein technisches Problem: das obig besprochene H2-Ready Siegel bescheinigt den Geräten, mit einem Volumenanteil von Wasserstoff von bis zu 20% umgehen zu können. Im Referentenentwurf zum neuen GEG wird unter H2-Ready allerdings implizit davon ausgegangen, dass H2-Ready bedeutet, dass der Kessel zu hundert Prozent mit Wasserstoff betreibbar ist. Das Problem hierbei: solche Kessel sind noch gar nicht zu kaufen.

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