Gasheizung mit Wasserstoff: Lohnt sich das?

Im Zuge der Diskussionen um das Gebäudeenergiegesetz 2024 sind Gasheizungen mit Wasserstoff ein wichtiges Thema. Für Eigentümer von Wohnimmobilien können sie künftig eine Möglichkeit sein, ihr Haus zu beheizen. Noch sind allerdings viele Fragen ungeklärt. Lest hier alles zum aktuellen Stand. 

In diesem Zusammenhang auch interessant: Verbot von Gasheizungen: Das plant die Bundesregierung

Welche Vorteile hat Wasserstoff als Energieträger? 

Wasserstoff ist ein geruchs- und farbloses Gas. Es ist nicht giftig, ätzend oder radioaktiv und verunreinigt kein Wasser. Ein wichtiger Vorteil ist: Wasserstoff verbrennt mit Sauerstoff ohne lokale CO2-Emissionen zu Wasserdampf. Er gilt damit als klimaneutraler Energieträger. 

In der Natur kommt das chemische Element Wasserstoff – abgekürzt H2 - vor allem in gebundener Form vor, beispielsweise als Wasser, aber auch in Biomasse oder Kohlenwasserstoffen wie Erdöl oder Erdgas. 

Damit man Wasserstoff als Energieträger nutzen kann, muss er aus diesen Verbindungen gelöst werden. Je nachdem, welches Verfahren dabei genutzt wird, fällt die Umweltbilanz des Wasserstoffs sehr unterschiedlich aus. Die Farbbezeichnungen geben darüber Auskunft. 

Das klimafreundlichste Produkt ist grüner Wasserstoff. Er wird erzeugt, indem Wasser mithilfe von erneuerbarem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird. Dieses Herstellungsverfahren – die sogenannte Elektrolyse - ist technologisch möglich, aber bislang kaum verbreitet. Auf die Fortentwicklung setzt die Bundesregierung mit der Nationalen Wasserstoffinitiative und einem milliardenschweren Programm. 

Das komprimierte Gas lässt sich auch im bestehenden Leitungsnetz transportieren und ist flexibel einsetzbar. An vielen Stellen kann Wasserstoff damit umweltbelastende fossile Energieträger ersetzen. 

In der Stahlindustrie beispielsweise starten Unternehmen die Umstellung ihrer Prozesse von Kohle auf Wasserstofftechnologie. Auch der Lkw-, Schiff- und Flugverkehr kann mit Wasserstoff klimaschonend umgestaltet werden. Außerdem dient Wasserstoff als Speicher für überschüssigen erneuerbaren Strom.

Warum ist Wasserstoff als Energieträger umstritten?

Wasserstoff hat neben seinen Vorteilen auch erhebliche Nachteile: 

1. Wie klimafreundlich Wasserstoff ist, hängt – wie oben erwähnt – vom Herstellungsverfahren ab. Gerade der klimafreundliche grüne Wasserstoff ist aktuell nur sehr begrenzt verfügbar. Nach Angaben der Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG macht er aktuell weniger als ein Prozent der deutschen Produktion aus. 
   
   Bei anderen Formen von Wasserstoff hingegen wird das Klima durch den Herstellungsprozess erheblich belastet. Das gilt besonders für den grauen Wasserstoff, der derzeit den Löwenanteil ausmacht. Er wird durch die sogenannte Dampfreformierung aus einem fossilen Brennstoff wie Erdgas hergestellt. Dabei entsteht viel CO2, das in die Atmosphäre entweicht.
    
2. Bei der Produktion von Wasserstoff geht viel Energie verloren. Selbst wenn ausschließlich erneuerbarer Strom verwendet wird – er wäre in der direkten Nutzung effizienter eingesetzt.
    
3. Die auf das Volumen bezogene Energiedichte von gasförmigem Wasserstoff beträgt unter normalem Druck und bei normalen Temperaturen nur etwa ein Drittel der Energiedichte von Erdgas. Das bedeutet, dass dreimal so viel Wasserstoff verbrannt werden muss wie Erdgas, um dieselbe Wärme zu erzeugen. 
    
4. Die Bundesregierung hat im Juli 2023 die Fortschreibung der Nationalen Wasserstoffstrategie beschlossen. Bis 2030 sollen die Erzeugungskapazitäten von grünem Wasserstoff auf zehn Gigawatt erhöht und bis 2027/28 ein Startnetz mit 1.800 Kilometern aufgebaut werden. 
   
   Klar ist dennoch: Deutschland kann grünen Wasserstoff nicht in den benötigten Mengen produzieren, ohne Importe geht es nicht. Dazu gibt es bereits Kooperationen, beispielsweise mit Norwegen, Dänemark, Österreich, Italien oder Kanada und Namibia, und Partnerschaften mit Süd- und Westafrika sowie Australien. Der Import verursacht klimabelastende Transporte und Abhängigkeiten vom Ausland.
    
5. Um Wasserstoff vollumfänglich einsetzen zu können, sind in der Leitungsinfrastruktur und an den unterschiedlichsten Anwendungsstellen teils umfangreiche Umstellungen erforderlich. Die kosten Zeit und Geld. 

Die begrenzte Verfügbarkeit, der hohe Energieaufwand in der Herstellung, die Notwendigkeit von Importen und Umstellungsprozessen – all das führt dazu, dass Wasserstoff auch mittelfristig ein sehr teurer Energieträger bleiben wird. Und: Je mehr importiert werden muss, umso teurer wird er sein. 

Wie kann ich als Hauseigentümer Wasserstoff nutzen?

Im Wohngebäude kann Wasserstoff – zumindest perspektivisch – in zwei Formen zum Einsatz kommen: 

Eine Brennstoffzellenheizung produziert sowohl Warmwasser und Wärme für das Gebäude als auch Strom für den Eigenbedarf. Dazu dient das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Doch anders als in klassischen KWK-Anlagen wie einem Blockheizkraftwerk funktioniert das nicht über die Verbrennung eines fossilen Energieträgers sondern über einen elektrochemischen Prozess. 

Bei der sogenannten kalten Verbrennung reagieren Wasserstoff und Sauerstoff miteinander und erzeugen Wärme. Der Wasserstoff wird in der Brennstoffzellenheizung aus Erd- oder Biogas gewonnen. Allerdings arbeiten Brennstoffzellen vor allem dann wirtschaftlich, wenn sie viel Strom produzieren, der idealerweise direkt im Gebäude verbraucht wird. In Wohngebäuden kommen sie deshalb eher selten zum Einsatz. 

Lest dazu auch unseren Ratgeber: Brennstoffzellenheizung: Wie sie funktioniert, was sie kostet, was sie bringt

Alternativ gibt es auch die sogenannte H2-ready-Heizung. Dabei handelt es sich um eine Gasbrennwertheizung, die so umgerüstet werden kann, dass sie anstelle von Erdgas Wasserstoff verbrennt.

Gibt es heute schon Gasheizungen mit Wasserstoff? 

Die Hersteller arbeiten seit Jahren daran, Gasbrennwertheizungen für die Nutzung mit Wasserstoff tauglich zu machen. 

Nahezu alle seit etwa 2020 verkauften Gasbrennwertheizungen sind nach Angaben des Bundesverbandes der Deutschen Heizungsindustrie (BDH) mit dem Label "H2-ready" des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW) für den Betrieb mit Erdgas und einer Beimischung von bis zu 20 Volumenprozent Wasserstoff gekennzeichnet. 

Diese Heizungen werden heute mit reinem Erdgas betrieben und könnten ohne Umrüstung mit bis zu 20 Volumenprozenten Wasserstoff weiterlaufen. Sie könnten jedoch nicht ausschließlich mit Wasserstoff arbeiten. Eine Umstellung darauf wäre laut BDH nur mit sehr hohem Aufwand möglich. 

Ab 2026, so der Herstellerverband, wird der Rollout für die zweite Generation der H2-ready-Gasheizungen beginnen. Ab dann sollen Gasbrennwertgeräte verfügbar sein, die sich mit Hilfe eines Umrüstkits des Herstellers von Erdgas auf Wasserstoff umstellen lassen. 

Mit welchen Kosten muss ich für eine Gasheizung mit Wasserstoff rechnen?

Eine Gasbrenntwertheizung mit dem Prüfsiegel H2-ready für die Beimischung von bis zu 20 Volumentprozenten Wasserstoff kostet nach Angaben des Herstellerverbandes BDH aktuell zwischen 9.000 und 11.000 Euro. Dafür gibt es keine Fördermittel. 

Über die Investitionskosten für die zweite Generation der H2-ready-Heizungen, die dann auf den Betrieb ausschließlich mit Wasserstoff umgestellt werden können, ist noch nichts bekannt. Der BDH hat angekündigt, dass sich die Kosten für das erforderliche Umrüstkit auf wenige hundert Euro belaufen werden. 

Das künftige Förderkonzept für die Heizungserneuerung ist noch nicht beschlossen. Nach den aktuellen Plänen sollen die Kosten für die Umrüstung förderfähig sein. 

Unklar ist auch, mit welchen Betriebskosten Eigentümer von Heizungen rechnen müssten, wenn sie diese auf den Betrieb mit Wasserstoff umstellen können. Wissenschaftler rechnen damit, dass der Preis pro Kilowattstunde auf jeden Fall höher ausfallen wird als die Kosten für den Antriebsstrom einer Wärmepumpe. 

In unserem Ratgeber "Wärmepumpe im Altbau: Bauweisen und Heizkörper, Kosten und Förderung" könnt ihr euch informieren, welche Wärmepumpe für welches Gebäude geeignet ist. 

Wird es auch Wasserstoff aus dem öffentlichen Netz geben?

Über den Ausbau des Versorgungsnetzes wird aktuell viel diskutiert. Nur: Wenn es ein Versorgungsnetz gibt, heißt das noch lange nicht, dass der Wasserstoff im Haushalt ankommt. Dafür müsste in den allermeisten Fällen ein Verteilnetz umgerüstet oder errichtet werden. 

Genau das halten Experten jedoch für unwahrscheinlich. "Ein Wärmenetz alleine auf der Basis von Wasserstoff halte ich aus ökonomischer Sicht für ausgeschlossen", sagt beispielsweise Frank Hettler, Leiter des Programms Zukunft Altbau bei der KEA Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg. "Denkbar ist allenfalls eine Kombination mit anderen Energieträgern, wobei Wasserstoff dann die Spitzenlast erbringt."

Alles über Fernwärme erfahrt ihr hier: Fernwärme-Kosten: Ist mit Fernwärme heizen günstig? 

Denkbar ist auch, dass eine Kommune in einem Versorgungsgebiet mit vorrangig Einzelheizungen ein Wasserstoffnetz vorsieht. Dann könnten die oben dargestellten umrüstbaren H2-ready-Heizungen zum Einsatz kommen. Doch auch dieses Szenario ist höchst ungewiss: Alle Leitungen müssten zeitgleich mit allen anzuschließenden Heizungen umgerüstet sein. 

Wo kann ich mich informieren, ob vor Ort eine Versorgung mit Wasserstoff geplant ist? 

Die Städte und Gemeinden müssen in den kommenden Jahren kommunale Wärmepläne aufstellen. Alle Details und Fristen regelt das Wärmeplanungsgesetz (WPG). Das soll im September 2023 verabschiedet werden und zum 1. Januar 2024 in Kraft treten. 

In ihren Wärmeplänen weisen die Kommunen aus, welche Gebiete mit Wärmenetzen und welche vorrangig mit Einzelheizungen versorgt werden sollen. Diese Konzepte sind zwar unverbindlich, aber ihr könnt sie als Orientierungshilfe nutzen. Beim Bauamt eurer Kommune könnt ihr euch erkundigen, wie der Stand der Planung vor Ort ist. 

Fazit: Welche Rolle wird Wasserstoff für die Heizung von Wohngebäuden spielen?

Wasserstoff ist auf jeden Fall ein wichtiger Baustein in der Energiewende. Ein Allzweckmittel für den Klimaschutz ist er jedoch nicht. Gerade aufgrund der hohen Kosten wird diese Technologie vorrangig dort eingesetzt werden, wo sehr viel Energie gebraucht wird, also beispielsweise in der Stahlindustrie.

Bei der Heizung von Wohngebäuden wird Wasserstoff eine weit untergeordnete Rolle spielen. Die Versorgung von einzelnen Wohngebäuden würde einen zusätzlichen hohen Aufwand und entsprechende Kosten für den Ausbau von Verteilernetzen erfordern. 

Vorstellbar ist das allenfalls in dicht besiedelten Gebieten mit einer kompakten Bebauung und hohem Wärmebedarf – etwa in einer Innenstadt mit denkmalgeschützten Gebäuden -, wo andere Heizungslösungen kaum umsetzbar sind.