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.
/artikel/studie-gruener-wasserstoff-zum-heizen-ist-dreimal-so-teuer-wie-waermepumpen
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.

Deine ungelesenen Artikel:
21.11.2024

Püspök: Europäische Investitionsbank unterstützt Agrar-Projekt mit 80 Mio. Euro

Die Unternehmensgruppe Püspök errichtet sechs Agrar-Solarparks mit Batteriespeicher bis 2026 im Burgenland. Sauberer Strom für 71.000 Haushalte. Neben der EIB beteiligt sich die Erste Bank ebenfalls an diesem Vorhaben. Federführend dabei ist Lukas Püspök, Founding Partner von Push Venures.
/artikel/puespoek-europaeische-investitionsbank-unterstuetzt-agrar-projekt-mit-80-mio-euro
21.11.2024

Püspök: Europäische Investitionsbank unterstützt Agrar-Projekt mit 80 Mio. Euro

Die Unternehmensgruppe Püspök errichtet sechs Agrar-Solarparks mit Batteriespeicher bis 2026 im Burgenland. Sauberer Strom für 71.000 Haushalte. Neben der EIB beteiligt sich die Erste Bank ebenfalls an diesem Vorhaben. Federführend dabei ist Lukas Püspök, Founding Partner von Push Venures.
/artikel/puespoek-europaeische-investitionsbank-unterstuetzt-agrar-projekt-mit-80-mio-euro
PÜSPÖK
(c) PÜSPÖK/Alex Lang Photography - PÜSPÖK Agrar-Photovoltaikpark Nickelsdorf II.

Die Europäische Investitionsbank (EIB) stellt der Püspök Unternehmensgruppe 80 Millionen Euro für die Errichtung von sechs Agrar-Solarfarmen im österreichischen Burgenland zur Verfügung. Dieses Vorhaben wird gemeinsam mit der Erste Bank der österreichischen Sparkassen realisiert, die zusätzlich ein Darlehen von 43 Millionen Euro bereitstellt. Davon wiederum werden 28 Millionen Euro durch die EIB refinanziert.

Püspök: Ausbau erneuerbarer Energien

Bis Mitte 2026 werden in Nickelsdorf, Parndorf, Gattendorf und Mönchhof Agri-PV-Anlagen mit einer Gesamtleistung von 257 Megawattpeak entstehen, ergänzt durch ein Batteriespeichersystem mit einer Kapazität von 4,1 Megawatt/8,6 Megawattstunden.

Diese Anlagen sollen in der Lage sein, den Strombedarf von 71.000 Haushalten zu decken und damit einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung der Versorgungssicherheit und Unabhängigkeit von Energieimporten leisten.

“Ein schneller Ausbau der erneuerbaren Energien ist entscheidend für die Dekarbonisierung der Wirtschaft. Die von Püspök geplanten Solarfarmen stellen einen weiteren wichtigen Schritt in Richtung einer klimaneutralen Energieversorgung dar und tragen dazu bei, Europas Abhängigkeit von Öl- und Gasimporten zu reduzieren”, sagte Thomas Östros, Vizepräsident der EIB.

REPowerEU

Die Projekte werden auf Grundlage von Marktprämienverträgen gemäß dem österreichischen Erneuerbaren-Ausbau-Gesetz realisiert. Zusätzlich unterstützt der REPowerEU-Plan der Europäischen Union dieses Vorhaben mit dem Ziel, die europäische Abhängigkeit von fossilen Energieträgern rasch zu reduzieren. Dank REPowerEU kann die EIB 72 Prozent der Gesamtkosten von 144 Millionen Euro finanzieren.

“Die Unterstützung der Europäischen Investitionsbank und der Erste Bank ermöglicht uns die Realisierung von sechs Agrar-Photovoltaikparks, die einen Meilenstein auf unserem Weg zu einer nachhaltigen Energiezukunft darstellen. Mit einer Leistung von 257 Megawattpeak beschleunigen wir nicht nur den Weg zur Energieunabhängigkeit Österreichs, sondern leisten auch einen Beitrag zur Erreichung unserer Klimaziele. Durch die Integration eines leistungsfähigen Batteriesystems sorgen wir für eine stabilere Einspeisung und entlasten damit die Netze”, erklärt Lukas Püspök, CEO von Püspök und Founding Partner von Push Venures. “Dieses Projekt ist ein wichtiger Schritt für den Klimaschutz und eine lebenswerte Zukunft.”

Hans Unterdorfer, Firmenkundenvorstand Erste Bank Österreich, sieht die grüne Transformation der Wirtschaft als eine der größten Herausforderungen unserer Zeit: “Gleichzeitig ist sie eine enorme Wachstumschance für innovative Unternehmen”, sagt er. “Mit dem Bau der Solarparks adressiert Püspök einen entscheidenden Erfolgsfaktor für eine erfolgreiche Zukunft, nämlich eine verlässliche und nachhaltige Energieversorgung. Daher freut es uns besonders, Partner dieses zukunftsweisenden Projekts sein zu dürfen.”

Toll dass du so interessiert bist!
Hinterlasse uns bitte ein Feedback über den Button am linken Bildschirmrand.
Und klicke hier um die ganze Welt von der brutkasten zu entdecken.

brutkasten Newsletter

Aktuelle Nachrichten zu Startups, den neuesten Innovationen und politischen Entscheidungen zur Digitalisierung direkt in dein Postfach. Wähle aus unserer breiten Palette an Newslettern den passenden für dich.

Montag, Mittwoch und Freitag

AI Summaries

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

AI Kontextualisierung

Welche gesellschaftspolitischen Auswirkungen hat der Inhalt dieses Artikels?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

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

AI Kontextualisierung

Welche wirtschaftlichen Auswirkungen hat der Inhalt dieses Artikels?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

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

AI Kontextualisierung

Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Innovationsmanager:in?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

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

AI Kontextualisierung

Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Investor:in?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

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

AI Kontextualisierung

Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Politiker:in?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

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

AI Kontextualisierung

Was könnte das Bigger Picture von den Inhalten dieses Artikels sein?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

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

AI Kontextualisierung

Wer sind die relevantesten Personen in diesem Artikel?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

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

AI Kontextualisierung

Wer sind die relevantesten Organisationen in diesem Artikel?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

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