Dem Wärmemarkt kommt eine entscheidende Rolle bei der Erreichung der Klimaziele zu. Wasserstoff wird bei dessen Dekarbonisierung eine wichtige Rolle spielen. Das zeigen nicht nur Studien. Auch der Gesetzgeber hat Regelungen auf den Weg gebracht, die den Einsatz von Wasserstoff im Wärmemarkt ermöglichen.
Rechtlicher Rahmen
Zwei wegweisende Gesetze treten am 1.1.2024 in Kraft: das Gebäudeenergiegesetz (GEG) und das Wärmeplanungsgesetz (WPG).
Mit Inkrafttreten der Novelle des Gebäudeenergiegesetzes wird der Umstieg auf erneuerbare Energien beim Heizen verpflichtend. Schrittweise soll damit eine klimafreundliche Wärmeversorgung umgesetzt werden. Das ist insbesondere wichtig, da ein Viertel der heutigen CO2-Emissionen ihren Ursprung im Wärmemarkt haben. Ursache hierfür ist ein erheblicher Energiebedarf – der jährliche Endenergieverbrauch für Wärme und Kälte beträgt knapp 1.155 TWh; im Vergleich zu 585 TWh im Verkehrs- oder 550 TWh im Stromsektor. Zudem ist der Anteil fossiler Energieträger mit etwa 80 % sehr hoch. Spätestens bis zum Jahr 2045 wird so die Nutzung von fossilen Energieträgern im Gebäudebereich beendet. Dann müssen alle Heizungen vollständig mit erneuerbaren Energien betrieben werden. Dazu zählt auch die Möglichkeit des Einsatzes von Wasserstoff. In §71k des GEG werden daher sogenannte „H2-ready“ Erdgas-Kessel als Erfüllungsoption anerkannt, sofern sie technisch dazu in der Lage sind, Wasserstoff zu verarbeiten.
Das Gesetz zur Wärmeplanung und zur Dekarbonisierung der Wärmenetze legt die rechtlichen Grundlagen für die verbindliche Einführung einer flächendeckenden Wärmeplanung. Das Hauptziel besteht darin, den vor Ort besten und kosteneffizientesten Weg zu einer klimafreundlichen und fortschrittlichen Wärmeversorgung zu ermitteln. Durch die gesetzliche Verankerung der Technologieoffenheit bei der Wärmeplanung ermöglicht der Gesetzgeber auch den Einsatz von klimaneutralen Gasen wie grünem Wasserstoff.
Zentrale Studienergebnisse
Ein technologieoffener Ansatz ist für die Wärmewende unabdingbar
Die am 28. November 2022 veröffentlichte Bottom-up-Studie zur Dekarbonisierung des Wärmesektors, durchgeführt vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) und Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) im Auftrag des Nationalen Wasserstoffrats zeigt auf, warum ein technologieoffener Bottom-up Ansatz für den Erfolg der Wärmewende unabdingbar ist. Für eine erfolgreiche Wärmewende braucht es laut der Studie ein Büdel an Technologieoptionen. Die Hauptlösungen sind Wärmepumpen, Wärmenetze, erneuerbare Wärme und Wasserstoff. Dies erfordert den Ausbau aller klimaneutralen Energieträger.
Die Studie hat ergeben, dass eine „One-Size-Fits-All“-Lösung für den Wärmemarkt nicht existiert. Vielmehr entscheidet die Ausgangssituation vor Ort über den optimalen, effizientesten Dekarbonisierungspfad. Dabei ist die kommunale Wärmeplanung ein zentrales Instrument, um lokale Gegebenheiten und somit relevante Einflussfaktoren zu adressieren. Dabei müssen Strom-, Gas und Wärmenetze gesamtheitlich betrachtet werden.
Laut der Studie ist Wasserstoff fester Bestandteil der Wärmewende. Bei der Erreichung der Klimaziele im Wärmemarkt kommt dem flexiblen Energieträger eine zentrale Bedeutung zu. Für den Wasserstoffhochlauf braucht es dringend eine leistungsfähige Infrastruktur und Investitionssicherheit für alle Beteiligten. Neben der Errichtung eines überregionalen Wasserstofftransportnetzes sind auch die nachgelagerten Wasserstoffinfrastrukturen für die relevanten Anwendungen zwingend erforderlich.
Mit Wasserstoff kann die Wärmewende zu geringeren Gesamtkosten und sozialverträglich erreicht werden
Wasserstoff spielt nicht nur für die Senkung der CO2 -Emissionen in der Industrie, im Verkehr und für Kraftwerke eine wichtige Rolle. Die Umstellung von Leitungsinfrastruktur auf Wasserstoff ist auch ein wichtiger Faktor, um die enormen Herausforderungen einer raschen Dekarbonisierung im Wärmemarkt zu meistern.
Der Wärmemarkt hat derzeit den größten Anteil am gesamten Endenergieverbrauch und wird noch zu 80 Prozent mit fossilen Energieträgern versorgt. Den Löwenanteil mit über der Hälfte der Wärmeversorgung leistet allein das Gas.
Da mit den vorhandenen Gasnetzen bereits die Hälfte aller deutschen Haushalte erreicht werden, kann der Einsatz von Wasserstoff im Wärmemarkt einen wichtigen Beitrag zur schnellen und sozialverträglichen Dekarbonisierung des Wärmemarktes leisten.
Die Gasinfrastruktur ermöglicht eine sichere Versorgung auch bei niedrigsten Temperaturen
Eine im Rahmen der 2021 von Frontier Economics im Auftrag des FNB Gas durchgeführten Studie „Der Wert von Wasserstoff im Wärmemarkt“ durchgeführte Effizienzanalyse zeigt, dass Wasserstoff in der Heizperiode insbesondere im nicht oder teilsanierten Gebäudebestand ähnlich geeignet ist wie andere Wärmetechnologien, z.B. Wärmepumpen.
Der Vergleich von Wärmetechnologien muss berücksichtigen, dass der Wärmebedarf in Deutschland jahreszeitlich bedingt sehr schwankt. Die Erzeugungs-, Speicher- und Netzinfrastruktur Das entspricht einer Maximallast von 300 GW. Wasserstoff kann Spitzenlasten im Wärmebereich auffangen, die das Stromsystem bei einer umfassenden Elektrifizierung massiv herausfordern würden.
Die Gasinfrastruktur ist seit jeher auf solche hohen Nachfrageschwankungen ausgelegt. Selbst bei minus 14 Grad Celsius müssen wir noch dafür sorgen können, dass es in den Wohnzimmern warm bleibt. Das entspricht einer Maximallast von 300 GW. Zum Vergleich: Die historische Stromspitzenlast beträgt knapp 80 GW.
Wasserstoffnetz reduziert Anforderungen an den Ausbau des Stromnetzes
Die Stromübertragungsinfrastruktur ist absehbar nicht auf eine umfassende Elektrifizierung aller Verbrauchssektoren ausgelegt: Bei einer vollständigen Elektrifizierung zum Beispiel im Wärmemarkt im Jahr 2045 wäre die zusätzliche Strom-Spitzenlast mit 86 bis 124 GW mehr als doppelt so hoch wie heute. Entsprechend groß wäre der Ausbaubedarf des Stromnetzes.
Auch für die Dekarbonisierung der Industrie mit Wasserstoff würde der Stromverbrauch massiv ansteigen, wenn dieser am jeweiligen Standort erzeugt werden müsste. Durch ein überregionales Wasserstoffnetz in Verbindung mit erzeugungsnahen Power-to-Gas Anlagen kann der zusätzliche Stromnetzausbau deutlich reduziert werden.
Der Einsatz von Wasserstoff für den Wärmemarkt ist eine wichtige Option zur Erreichung der Klimaschutzziele.
