Wasserstoff gilt als wichtiger Trägerstoff für das Gelingen einer Energiewende. Sein Manko: Bisher wird in Deutschland zu wenig davon produziert, der Import ist günstiger. Jetzt belegt eine Studie: Eine wirtschaftliche Herstellung von grünem Wasserstoff ist auch hierzulande möglich.

Gasförmige Energieträger sind fundamentaler Bestandteil der Energiewende. Das hat die Politik unter anderem mit der Verabschiedung der Nationalen und Europäischen Wasserstoffstrategie im Sommer diesen Jahres deutlich gemacht. Unbeantwortet bleibt indes die Frage, wie die ausreichende Versorgung des deutschen Marktes mit Wasserstoff sichergestellt werden soll. Die Politik setze dabei zu sehr auf Importe aus dem Ausland kritisieren die Autoren einer gemeinsamen Studie des Wuppertal Instituts und der DIW Econ GmbH. Ihr Resümee: Eine konkurrenzfähige Wasserstoff-Produktion ist auch in Deutschland möglich – mit deutlich positiven Effekten auf die heimische Wertschöpfung und den deutschen Arbeitsmarkt.

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Wasserstoff wichtig für Wärmewende im privaten Heizungskeller

Nicht nur als Energieträger für die Industrie, auch für das Gelingen der Wärmewende in deutschen Heizungskellern spielt Wasserstoff eine tragende Rolle. „CO₂-neutrale Brennstoffe wie Wasserstoff in Kombination mit einem breiten Portfolio an Gasheiztechnologien sind neben weiteren Effizienztechnologien ein wichtiger Baustein zur Erfüllung des European Green Deal“, so Andreas Lücke, Sprecher der Initiative Brennstoffzelle (IBZ) und Hauptgeschäftsführer des Bundesverbandes der Deutschen Heizungsindustrie (BDH) im Rahmen des „Innovationsforum Wasserstoff & Brennstoffzelle“ Ende Oktober in Berlin. Heute noch mit Erdgas betrieben, könnten Brennstoffzellenheizungen zukünftig direkt CO₂-neutralen Wasserstoff aus dem Gasnetz beziehen und Gebäude zuverlässig mit Strom und Wärme versorgen.

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Die Erzeugung von Warmwasser erfolgt heutzutage überwiegend mit Solarthermieanlagen. Bei Sonnenstrahlung wird die Wärme in Sonnenkollektoren aufgenommen und das erwärmte Wasser über eine Umwälzpumpe in einen Pufferspeicher transportiert.

In dem verlinkten Vortrag wird im Besonderen auf das Verkalkungsproblem der thermischen Anlage eingegangen, mit dem der Autor des Vortrages Erfahrungen gemacht hat.

Bei kontinuierlicher Sonneneinstrahlung steigt die Wassertemperatur im Boiler stetig an und kann dabei Temperaturen bis 100°C erreichen.
Da das Brauchwasser in der Regel kalkhaltig ist, erfolgt im Pufferspeicher immer eine Kalk-Ausscheidung. Der Kalk lagert sich dabei abhängig vom verwendeten Typ des Pufferspeichers entweder an den Innenoberfläche des Pufferspeichers und an der Außenoberfläche des Wärmetauschers oder alternativ an der Innenoberfläche der Rohrschlange ab.

Durch die Kalkablagerung wird die Übertragung der Wärme deutlich reduziert bzw. kann zum Ausfall der Warmwasserversorgung durch Verstopfung der warmwasserführenden Leitungen führen.

Da in der Regel an heißen Sommertagen wenig  Warmwasser verbraucht wird, bzw. Heisswasser im Überfluss bereit steht, kann der Kalk nahezu zu 100% ausfallen und damit den Aufwand für eine anstehende Wartung des Systems (Entkalkung) deutlich erhöhen.

Die Möglichkeit das Wasser mit dem Strom einer PV-Anlage durch einen Heizstab (Tauschsieder) oder einer Wärmepumpe sonnengesteuert im Warmwasserspeicher zu erwärmen war bisher aufgrund der hohen Kosten der PV-Anlagen und der hohen Einspeisevergütung nicht wirtschaftlich. Die Anlagekosten und die Einspeisevergütung sind in den letzten Jahren stark gesunken, so dass der möglichst hohe Eigenverbrauch des PV-Stromes wirtschaftlich sinnvoll ist und somit auch die Wärmeerzeugung mit dem PV-Strom

Vorteile der PV-Wärme sind der einfache Aufbau, nur Stromkabel von der Anlage zum Boiler, keine Umwälzpumpen mit aufwändiger Steuerung, keine wärmeisolierten Leitungen, kein Frostschutz ist nötig, die Temperatur des Brauchwassers kann genau auf den gewünschten Wert von z.B. 60° eingestellt werden. Außerdem kann der PV-Strom auch anderweitig genutzt werden (Licht, Fernseher, Kühlschrank, Elektroauto, …) und der Überschuss kann gegebenenfalls in das öffentliche Stromnetz eingespeist (verkauft) werden.

Dem steht der Nachteil entgegen, dass für die gleiche erzeugte Wärmemenge der Flächenbedarf für die PV-Module ca. 2- bis 3-mal so groß ist wie bei dem thermischen Kollektor und u.U. die vorhandene Dachfläche nicht ausreicht. Diesen Nachteil könnte man allerdings mit einer Wärmepumpe (Leistungszahl >3) wieder ausgleichen.

Vortrag_Solarthermie_korr_WR-GF