Whitepaper –

Wasserstoff in der Wärme-versorgung

Der Wärmesektor steht vor großen Herausforderungen: 82 % der Heizungen in Deutschland basieren noch auf fossilen Energien. Gleichzeitig verursacht der Wärmesektor für 35 % des Endenergieverbrauchs und für 30 % der CO2-Emissionen ​ Um die Klimaziele zu erreichen, sind innovative Lösungen gefragt. ​  

Im neuen Whitepaper der OGE wird die zukünftige Rolle von H2 im Wärmemarkt untersucht. Das Ziel der Analysen ist die Darstellung und Bewertung des Einsatzes von Wasserstoff in der zentralen Wärmeerzeugung für Wärmenetze und Quartierslösungen als auch der dezentralen Wärmeerzeugung in Haushalten. Für die dezentrale Wärmeerzeugung werden hierfür die Kosten der Wärmebereitstellung für unterschiedliche Gebäudetypen durch eine Wärmepumpe und eine Wasserstoffbrennwerttherme berechnet und verglichen. 

Wir freuen uns sehr die OGE als Partner bei diesem Projekt unterstützt zu haben.  

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Key Learnings:

▪ H2-basierte Systeme sind ergänzend oder sogar vollständig ökonomisch sinnvoll für die Wärmeerzeugung in einem Wärmenetz, in Abhängigkeit von den Strompreisspannen und -schwankungen.

▪ Quartierslösungen können durch H2-Blockheizkraftwerke (BHKWs) und damit einer gleichzeitigen Strom- und Wärmeproduktion doppelt profitieren und haben somit einen entscheidenden Vorteil zu Großwärmepumpen. Im Engpassfall einer lokalen, elektrischen Energieinfrastruktur gilt dies insbesondere.

▪ Wasserstoffverteilnetze sind die günstigste Option: Im Vergleich mit den notwendigen Neubau- und Verstärkungsmaßnahmen bei Fernwärme- und Strominfrastruktur ist der Aufbau eines H2-Verteilnetzes unter Einbeziehung bestehender Erdgasnetze mit Abstand die günstigste Option.

▪ Wasserstoff stellt eine ökonomisch sinnvolle Alternative für bestimmte Gebäudetypen, dar. Für gut gedämmte oder sanierte Gebäudetypen mit niedrigem Gesamtenergiebedarf ist eine Wärmepumpe die wirtschaftlich beste Lösung.

  • Mögliche Einsatzmöglichkeiten sind H2-Spitzenlastkessel oder H2-BHKWs
  • Der Vorteil der Technologien variiert mit Dauer der Preisschwankung beim Strompreis als auch der Preisspanne
  • Bei langen Preisschwankungen ist der redundante Betrieb einer Großwärmepumpe mit einem H2-BHKW sinnvoll
  • Bei hohen Strompreisschwankungen kann ein H2-Spitzenlastkessel in Kombination mit einer Wärmepumpe wirtschaftlich sein

  • Sehr hohe spezifische Kosten für den Fernwärmeausbau, hohe kosten für den Stromnetzausbau
  • Der flächendeckende Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur erfordert meist keinen Neubau
  • Eine Umstellung der Erdgasnetze führt zu niedrigen spezifischen Kosten im Vergleich
  • Zusätzlich zu den Umstellungskosten fallen noch die regulären Instandhaltungskosten der Gasnetze an

  • Betrachtung eines unsanierten Einfamilienhauses der Baualtersklasse bis 1919
  • Berücksichtigung von Investitionskosten, Wartungskosten und Energiekosten
  • Keine Förderung berücksichtigt
  • Die Therme wird mit 100 % Wasserstoff betrieben

Fazit: Für eine erfolgreiche Wärmewende braucht es technologieoffene Ansätze. Während Wärmepumpen vor allem in effizienten Gebäuden dominieren, ist Wasserstoff eine ökonomisch sinnvolle Alternative für Altbauten und Quartiere. Durch die Nutzung bestehender Gasnetze lassen sich kosteneffiziente H₂-Infrastrukturen aufbauen und die Transformation des Wärmemarkts beschleunigen.

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