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Klimaneutral heizen mit Wasserstoff – Lösungen von Viessmann

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Über 90 Prozent der rund 21 Millionen Heizungen in Deutschland werden heute noch mit Erdgas oder Öl betrieben. Das endgültige Aus dieser fossilen Brennstoffe ist jedoch beschlossene Sache. Um CO₂-Emissionen in Deutschland und der EU möglichst vollständig zu vermeiden, werden zukünftig Strom und erneuerbare Energieträger eine wichtige Rolle spielen. Vor allem der Einsatz von grünem Wasserstoff gilt als konsequenter Weg, den Gebäudesektor klimaneutral zu machen. Er wird mit Strom aus Windkraft- und Photovoltaikanlagen aus Wasser CO₂-neutral erzeugt und verbrennt ohne klimaschädliche Emissionen. 

Viessmann Niedertemperaturkessel

Klima schützen und Geld einsparen

Die Nutzung von Wasserstoff und die Elektrifizierung der Wärmeversorgung müssen Hand in Hand gehen. Würde zukünftig bei der Gebäudebeheizung ausschließlich auf Strom für den Betrieb von Wärmepumpen oder elektrischen Infrarotheizungen gesetzt, wäre der teure Ausbau von Stromnetzen und Reservekraftwerken unbedingt erforderlich, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten.

Dagegen können für Wasserstoff die bestehenden Gasnetze genutzt werden, was wesentlich geringere Investitionen für den Umbau unseres Energiesystems zur Folge hätte. Laut der Leitstudie der Deutschen Energie-Agentur (dena), ließen sich so bis 2050 rund 260 Milliarden Euro einsparen.

Hinzu kommt: Wasserstoff kann praktisch sofort zur deutlichen Verringerung der Treibhausgas-Emissionen beitragen. Allein schon die Einspeisung von 20 Prozent Wasserstoff in die Erdgasnetze würde den CO₂-Ausstoß um etwa sieben Prozent reduzieren – Jahr für Jahr. Ein schnell wirksamer Beitrag zum Klimaschutz. Zumal sich einer aktuellen Umfrage zufolge zwei Drittel der Deutschen vorstellen können, mit Wasserstoff zu heizen, wenn dabei kein CO₂ entsteht.

Wandgerät von Viessmann, wie es für den Einsatz für ein Erdgas-Wasserstoff-Gemisch in Frage kommt

Wasserstoff-Infrastrukturen ausbauen und nutzen

Der Ausbau der erforderlichen Infrastrukturen für die Erzeugung, Speicherung und Verteilung von Wasserstoff wird in den kommenden Jahren vorangetrieben. Im Sommer 2020 hat die Bundesregierung ihre Nationale Wasserstoffstrategie vorgestellt und will insgesamt neun Milliarden Euro zur Verfügung stellen. Fast zeitgleich veröffentlichte die EU-Kommission eine Wasserstoffstrategie: Bis 2024 soll die Wasserstoffproduktion mit erneuerbaren Energien auf bis zu eine Million Tonnen steigen, bis zum Jahr 2030 dann auf zehn Millionen Tonnen.

Wasserstoff-Infrastrukturen ausbauen (Bild: ©SmartQuart)

Eine zunehmende Anzahl von Pilotprojekten wird bereits unterstützt. So entsteht zum Beispiel derzeit in Kaisersesch (Rheinland-Pfalz) eine komplette Wasserstoff-Infrastruktur – von der Erzeugung regenerativen Stroms für den Betrieb der Elektrolyseure, der Speicherung des Wasserstoffs und dessen Verteilung bis hin zu seiner Nutzung in den Sektoren Wärme- und Stromversorgung, Industrie sowie Verkehr. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert dieses Vorhaben im Rahmen von “SmartQuart”, dem ersten Reallabor der Energiewende. Viessmann ist von Anfang an beteiligt und wird dort ab 2023 Gas-Brennwertgeräte sowie Brennstoffzellen-Heizsysteme für den Betrieb mit 100 Prozent Wasserstoff in der Praxis testen.

CO₂-Lösungen für 100 Prozent Wasserstoffbetrieb ab 2025

Viessmann übernimmt Verantwortung für die Lebensräume zukünftiger Generationen. Damit zukünftig sowohl die klimaneutrale als auch eine sichere und erschwingliche Beheizung unserer Häuser möglich ist, entwickelt das Unternehmen "H₂-ready"-Heizgeräte, die mit 100 Prozent Wasserstoff betrieben werden können.

Viessmann wird mit dem "H2-ready"-Brennwertgerät nicht nur ein innovatives Heizgerät auf den Markt bringen, sondern zugleich auch Zukunftssicherheit gepaart mit der gewohnt hohen Zuverlässigkeit des deutschen Familienunternehmens mit über 100-jähriger Tradition. 

Aufbauend auf die bewährte Gas-Brennwerttechnik der Vitodens Familie werden zur Zeit Brenner-Komponenten sowie die Verbrennungs-, Flammenüberwachungs- und Regelsysteme überarbeitet, um sie an die spezifischen Verbrennungseigenschaften des Wasserstoffs anzupassen. Ziel ist, dass sich die neuen Wandgeräte mit wenigen Handgriffen einfach und schnell vom Betrieb mit Erdgas oder Erdgas/Wasserstoff-Gemischen auf reinen Wasserstoff umschalten lassen. Anlagenbetreiber erhalten so in der Übergangsphase von Erdgas auf Wasserstoff maximale Zukunftssicherheit.

Prototypen der “H₂-ready”-Gasbrennwertgeräte auf dem Prüfstand bei Viessmann

Nach Abschluss der Prototypen-Erprobung erfolgt die Qualifizierung und Dauererprobung der Geräte, bevor sie ab 2023 in Kaisersesch erstmals in der Praxis zum Einsatz kommen. Die Markteinführung ist bislang für das Jahr 2025 geplant. Dann wird es voraussichtlich weitere regionale Gasnetze geben, die ausschließlich Wasserstoff an die Haushalte und Industriebetriebe verteilen.

H2-ready mit Viessmann Gasbrennwertgeräten

Bis zu 30 Prozent Wasserstoff bereits jetzt möglich

Als Innovationsführer der Branche hat Viessmann die effiziente Verwendung von Wasserstoff bereits heute zum Heizen möglich gemacht. Die modernen Gas-Brennwertgeräte sind H₂-ready, das heißt, sie können mit 20 bis 30 Prozent Wasserstoff im Erdgas betrieben werden. Bauherren und Modernisierer, die sich für einen solchen Wärmeerzeuger entscheiden, sind damit bestens vorbereitet für die bevorstehende Entwicklung unseres Energiesystems. Folgende Heizsysteme und Produktlösungen sind für die Nutzung von Wasserstoff zertifiziert:

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Wasserstoff als Energielieferant für die Brennstoffzelle

Neben Sauerstoff ist Wasserstoff der wichtigste Energielieferant für die Brennstoffzelle. Seine Tauglichkeit als Energielieferant für Brennstoffzellen in Fahrzeugen und Schiffen hat Wasserstoff bereits mehrfach bewiesen. Auch im Wohnbereich kommt er immer häufiger zum Einsatz. Allein in Japan, wo die Technologie einen hohen Stellenwert genießt, ist die Verkaufszahl der Brennstoffzellen zur stationären Anwendung seit 2009 auf mehr als 200.000 gestiegen. Heizgeräte, die diese saubere und zukunftsweisende Technologie anwenden, sind die Vitovalor PT2 und die Vitovalor PA2. Sie sind ein gemeinsames Produkt von Viessmann und dem japanischen Technikkonzern Panasonic. Der Wasserstoff wird mithilfe eines Katalysators innerhalb eines Gasreformers gewonnen. Ausgangsmaterial ist dabei der emissionsärmste fossile Brennstoff Erdgas.

Vitovalor PT2 Brennstoffzellenheizung

Klimaschonender Prozess erzeugt Wärme und Strom

In einem elektrochemischen Prozess wird der vom Ausgangsbrennstoff separierte Wasserstoff gespalten und zeitgleich Sauerstoff zugeführt. Dabei kommt es sowohl zur Strom- als auch zur Wärmeproduktion. Eine Verbrennung wie bei konventionellen Brennwertgeräten findet nicht statt. Der elektrochemische Prozess wird auch als kalte Verbrennung bezeichnet. Aus Expertensicht ist CO₂ einer der Hauptgründe für die globale Erwärmung. Wasserstoff hingegen setzt während des Prozesses in der Brennstoffzelle überwiegend Wasser frei und ist dadurch sehr klimaschonend. Seine Verwendung senkt zudem den Verbrauch begrenzt vorhandener fossiler Energieträger.

Wollen Sie mehr über Wasserstoff wissen? Dann besuchen Sie unsere Seite viessmann.family und informieren Sie sich über das Thema “Wasserstoff als Schlüssel zur Energiewende”.

Hinweis: Die Entstehung von NOx-Emissionen beim Betrieb von Wasserstoffbrennern ist deutlich geringer als bei leistungsgleichen Erdgaskesseln.

Viessmann Brennstoffzelle Vitovalor PT2 und das Stromspeicher-System Vitocharge VX3
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