02.03.2023

Studie: Grüner Wasserstoff zum Heizen ist dreimal so teuer wie Wärmepumpen

Eine kürzlich erschienene Studie von Forschern der ETH Zürich zeigt: Für die Energiewende im Wärmesektor sind vor allem Wärmepumpen geeignet. Grüner Wasserstoff sei zu teuer, und blauer sei nicht mit den Klimazielen vereinbar.
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Frau sitzt mit Decke auf Couch
(c) Adobestock/Prostock-studio

Es war im Jahre 1766, als der englische Wissenschaftler Henry Cavendish mit Metallen und Säuren experimentierte und dabei beobachtete, dass ein Gas entsteht. Dieses bezeichnete er damals als “brennbare Luft”, da Wasserstoff in Kombination mit Sauerstoff oder Luft leicht entflammbar ist. Schon Jahre davor experimentierten Wissenschaftler mit Wasserstoff. Doch Cavendish soll der erste gewesen sein, der Wasserstoff als eigenständiges Element anerkannte. Es gibt kein Element, das häufiger auf der Erde und im Universum vorkommt.

Vor allem in Bezug auf die Energiewende werden besonders viele Hoffnungen auf Wasserstoff gesetzt. Im Vereinigten Königreich ist beispielsweise ein Dorf geplant, das nur mit Hilfe von Wasserstoff beheizt werden soll. Wissenschaftler der ETH Zürich haben nun in einer kürzlich erschienenen Studie untersucht, welche Rolle Wasserstoff im Wärmesektor spielen kann und ob es Sinn macht, mit dem unsichtbaren Gas in Europa und Großbritannien zu heizen.

Heizen in Europa

Bisher werden europäische Gebäude vor allem mit fossilen Energieträgern wie Erdgas beheizt. Dadurch entstehen circa 13 Prozent der Gesamtemissionen der EU und des Vereinigten Königreiches. Um bereits gesetzte Klimaziele auf europäischer und nationaler Ebene zu erreichen, braucht es aber eine Abkehr von fossilen Energieträgern. Mit dem Erneuerbaren-Wärme-Gesetz hat die österreichische Regierung beispielsweise beschlossen, dass alle Gasheizungen bis 2040 durch ein “modernes, erneuerbares Heizsystem ersetzt oder mit erneuerbarem Gas” betrieben werden müssen.

Wenn von erneuerbarem Gas gesprochen wird, ist meist die Rede von Biogas, Biomethan oder synthetischen Gasen, wie Wasserstoff oder synthetischem Methan. Wie umweltfreundlich Wasserstoff ist, hängt aber vor allem von der Produktionsmethode ab. So gibt es beispielsweise grünen, blauen, grauen, pinken oder türkisen Wasserstoff. In der erwähnten Studie wurden vor allem die Systemkosten von grünem und blauem Wasserstoff untersucht.

Der Unterschied zwischen grünem und blauem Wasserstoff

Grüner Wasserstoff wird hergestellt, indem Wasser in seine Bestandteile zerlegt wird. Dafür braucht es Energie. Bei grünem Wasserstoff stammt diese aus erneuerbaren Quellen, wie Sonnen- oder Windenergie und ist somit emissionsarm. Laut IEA werden derzeit rund 0,04 Prozent des weltweit produzierten Wasserstoffs aus Erneuerbaren produziert.

Blauer Wasserstoff wird meist mithilfe von fossilem Erdgas hergestellt. Das dabei entstehende CO2 wird teilweise im Erdboden gespeichert. Die Methode birgt aber das Risiko weiterer Emissionen, die beispielsweise aufgrund von Methan Lecks entstehen und da es technisch nicht möglich ist 100 Prozent des CO2 im Erdboden zu speichern.

Wärmepumpen und Wasserstoff im Vergleich

Wie können Gebäude in Europa im Jahr 2040 möglichst kostengünstig und umweltfreundlich beheizt werden? Dieser Frage gingen die Forscher der ETH Zürich nach und haben dafür 13 verschiedene Szenarien für die Verringerung der Emissionen der Wärmeversorgung modelliert und miteinander verglichen. Die Szenarien umfassen beispielsweise eines, bei dem die gesamte Gebäudewärme zu 100 Prozent aus grünem Wasserstoff stammt und ein anderes mit 100 Prozent blauem Wasserstoff.

Im Fokus standen die 27 EU-Mitgliedsstaaten und das Vereinigte Königreich, sowie kohlenstoffarme Heiztechnologien, insbesondere Wärmepumpen und Wasserstoff. Die Autoren der Studie, die im “Energy Conversion and Management” Journal veröffentlicht wurde, entnahmen die erwartbaren Kosten aus Projektionen für das Jahr 2040. Die in dieser Studie vorgestellten Szenarien sollen politische Entscheidungsträger:innen bei der Entscheidung unterstützen, welche Wege im Rahmen der Energiewende am sinnvollsten sind und weiter erforscht werden sollten.

Wärmepumpen schnitten ökonomisch und ökologisch am besten ab

Im Bereich des Heizens sind elektrische Wärmepumpen in Europa bis zu dreimal günstiger, wenn man sie mit einem Szenario vergleicht, bei dem 100 Prozent grüner Wasserstoff zum Heizen genutzt wird. Dieses Szenario würde auch die planetaren Grenzen überschreiten. Das sei auf die Umweltauswirkungen zurückzuführen, die mit dem Bau der notwendigen Infrastruktur für zusätzliche erneuerbare Energieträger einhergehen. Für die Herstellung von grünem Wasserstoff brauche man laut International Energy Agency (IEA) fünf bis sechsmal mehr Wind- und Solarkapazität als für die Bereitstellung der gleichen Wärme durch Wärmepumpen.

Laut den Forschern seien alle Szenarien, einschließlich jenem, das sich zu 100 Prozent auf das Heizen mit elektrischen Wärmepumpen fokussiert, ökonomisch teurer als das jetzige auf fossilen Brennstoffen basierende System. Allerdings wurde mit Gaspreisen vor der Energiekrise gerechnet. Da ein wesentliches Ziel ist, Emissionen zu verringern, schlussfolgern die Autoren, dass sich die Energiepolitik auf die Subventionierung von Wärmepumpen fokussieren sollte. Auch die IEA schlussfolgerte im Vorjahr, dass Wärmepumpen die zentrale Technologie sind, um möglichst kohlenstoffarm zu heizen.

Blauer Wasserstoff wäre nur für einen kleinen Teil der Gebäude eine relativ kostengünstige Option zum Heizen, aber nur, wenn die Gaspreise auf Vorkrisenniveau wären. Die globale Energiekrise macht blauen Wasserstoff also weniger wettbewerbsfähig und es sei damit zu rechnen, dass die Gaspreise in naher Zukunft hoch und volatil bleiben werden. Entscheidend sei laut den Autoren auch, dass die Treibhausgasemissionen, die bei der Produktion von blauem Wasserstoff entstehen, “weit davon entfernt” sind, nachhaltig zu sein.

Wasserstoff ist wichtig, aber kein Allheilmittel

Die Ergebnisse dieser Studie stünden laut den Autoren auch mit bisherigen Studien in Einklang. So kam eine Analyse, bei der 32 unabhängige Studien verglichen wurden, zu folgendem Ergebnis: Wasserstoff zum Heizen von Haushalten sei weniger wirtschaftlich, weniger effizient, Ressourcen intensiver und mit größeren Umweltauswirkungen verbunden als Alternativen, wie zum Beispiel Wärmepumpen oder Fernwärmesysteme.

Laut den Forschern könne Wasserstoff in manchen Fällen dennoch zum Heizen genutzt werden, da der Kampf gegen die Klimakrise eine Reihe von Technologien erfordert. Die Erkenntnisse dieser Arbeit würden aber darauf hindeuten, dass Wärmepumpen und Strom aus erneuerbaren Energien in den meisten Fällen Vorrang vor wasserstoffbasierten Heizsystemen haben sollten. Expert:innen kommen in anderen Studien zu dem Ergebnis, dass die aus Wasserstoff gewonnenen Wärme nur einer Nischen-Rolle zuzuweisen sei.

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Die Kurstafel:

📈 Bitcoin erstmals über 90.000 US-Dollar

In der Folgewoche hatten wir an dieser Stelle schon das Bitcoin-Rekordhoch thematisiert, das unmittelbar nach den Wahlen in den USA erreicht worden ist. Seither ging es weiter deutlich nach oben - zwischenzeitlich sogar über die 90.000-Dollar-Marke. Auf 7-Tage-Sicht liegt der Bitcoin-Kurs 18 Prozent im Plus. Und das nach einer bereits starken Vorwoche, die schon einen klaren Kursanstieg gebracht hatte.

Der Hintergrund ist klar: Die US-Kryptobranche hofft auf einen Kurswechsel in der Politik, nach dem Donald Trump die Präsidentschaftswahl für sich entschieden hatte. Trump hatte sich im Wahlkampf als Bitcoin- und Krypto-Befürworter positioniert. Dabei hatte er auch immer wieder den Kurs der Biden-Regierung kritisiert. Die Börsenaufsicht unter dem von Biden eingesetzten Behördenchef Gary Gensler war insbesondere in den vergangenen beiden Jahren scharf gegen viele Akteure aus der Branche vorgegangen. 

Gensler wird nun abgelöst werden, so viel ist klar. Wer ihm nachfolgt, ist noch offen. Die Stimmung in der US-Kryptobranche könnte so beschrieben werden: Jede andere Person ist besser als Gensler. Die Hoffnung ist aber natürlich, dass möglicherweise sogar eine explizit krypto-affine Person den Posten erhält. Noch ist dies aber offen. Wie auch vieles andere, was die neue Trump-Regierung angeht. 

Aber es geht nicht nur um die Regierung. Denn gleichzeitig mit den Präsidentschaftswahlen wurden auch zahlreiche Sitze im Senat und im Repräsentantenhaus neu gewählt. Und Auswertungen der US-Kryptobörse Coinbase zufolge reüssierten dabei viele Kandidat:innen, die der Branche aufgeschlossen gegenüber stehen (siehe Crypto Weekly #151). Dies erhöht die Chancen, dass die Regulatorik in den USA in den kommenden Jahren günstiger für die Branche werden wird.

🤔 Wann knackt Bitcoin die 100.000-Dollar-Marke? 

Zusammenfassend kann man sagen: Die US-Kryptobranche hofft auf einen Kurswechsel in der Politik - und damit auf bessere Zeiten. Wirklich Konkretes weiß man aber noch nicht. Der Markt ist aktuell also primär von Hoffnung getrieben. Diese ist durchaus berechtigt, aber eben auch mit viel Unsicherheit verbunden. In den kommenden Wochen und Monaten wird sich nach und nach zeigen, was alles Realität werden wird. Die Position des Chefs der Börsenaufsicht wird dabei sicherlich eines der zentralen Themen sein. Aktuell preist der Markt aber einfach eine Verbesserung gegenüber dem Status Quo ein.

Mit zwischenzeitlich über 90.000 US-Dollar hat sich der Bitcoin-Kurs auch schon der immer wieder beschworenen Marke von 100.000 Dollar angenähert. Im Bullenmarkt von 2021 entstand etwa der Social-Media-Trend, dass Bitcoiner:innen ihre Augen in ihren Profilbildern durch Laseraugen ersetzen - und zwar, so die Ankündigung, bis der Bitcoin-Preis 100.000 Dollar erreiche. 

Im damaligen Cycle war allerdings dann bei knapp über 70.000 Dollar Endstation - und ein “Kryptowinter” brach an, der auch den Bitcoin-Kurs massiv nach unten drückte. Im Zuge des Debakels rund um die Pleitebörse FTX sank er bis auf deutlich unter 20.000 Dollar. Zu diesem Zeitpunkt schien die 100.000-Dollar-Marke völlig unerreichbar.

Zwei Jahre später sieht die Situation ganz anders aus. Nach dem bereits starken Jahr 2023 mit einem Plus von rund 150 Prozent ging es 2024 noch einmal weiter nach oben. Schon im März wurde der Höchststand aus 2021 überschritten. Im November dann neuerlich. Dazwischen lag kein spektakulärer Bullenmarkt, der die Schlagzeilen dominierte - aber nach und nach rückte die 100.000er-Marke plötzlich näher. 

🤭 Warum die Antwort darauf egal ist

Mit einem Bitcoin-Kurs von aktuell knapp unter 90.000 Dollar bräuchte es nur noch einen Kursanstieg von etwas mehr zehn Prozent. Und einen solchen kann es am Kryptomarkt durchaus schon einmal an nur einem (starken) Tag geben. Dass die Marke in den nächsten Wochen überschritten wird, ist also durchaus wahrscheinlich. 

Zeigen wird sich dann aber auch wieder einmal etwas anderes: Dass es sich bei allen vielbeschworenen und genau beobachteten Kursschwellen um völlig willkürlich gewählte Marken handelt, deren Überschreiten in Wirklichkeit keine große Bedeutung hat. Klar, ein Bitcoin-Kurs über 100.000 Dollar ist schon ein Statement und zeigt natürlich auch, wie etabliert Bitcoin mittlerweile ist. Aber das tut ein Bitcoin-Kurs von 99.741 Dollar oder von 102.743 Dollar genauso. Zusammenfassend könnte man also sagen: Die 100.000er-Marke wird früher oder später erreicht werden - es bedeutet nur nichts. 


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