Berlin (energate) - Wasserstoff ist bei der Wärmewende im Gebäudesektor mittelfristig nicht die günstigste Alternative. Gegenüber einer Luft-Wasser-Wärmepumpe ergeben sich für die direkte Gebäudeheizung keine wirtschaftlichen Vorteile. Zu diesem Ergebnis kommen Forscher des Kopernikus-Projekts Ariadne, das gefördert vom Bundesforschungsministerium Politikinstrumente auf ihre Tauglichkeit für die Energiewende untersucht.
In ihrer Analyse sind die Ariadne-Forscher dem Argument nachgegangen, dass die flächendeckende Nutzung von Wasserstoff zur Erzeugung von Raumwärme und Warmwasser aus Nutzerperspektive zu geringeren Kosten führt als die direkte Nutzung von erneuerbarem Strom in Wärmepumpen. Dabei haben sie zunächst einen Überblick über den technischen Entwicklungsstand erstellt und dann anhand von Fallbeispielen für Alt- und Neubau die jeweiligen Kosten einer direkten Wasserstoffnutzung mit der Versorgung durch eine Luft-Wasser-Wärmepumpe im Jahr 2030 verglichen.
Wärmepumpe in allen Fällen günstiger als Wasserstoff
Für den Einsatz von Wasserstoff haben die Studienautoren des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (Ise) vier Szenarien ausgestaltet. Diese unterscheiden sich zum einen darin, ob grüner Wasserstoff aus Deutschland oder dem Nahen Osten/Nordafrika zum Einsatz kommt. Zum anderen liegt der Unterschied darin, ob ein Brennwertkessel oder eine Brennstoffzelle installiert wird. Diese vier Szenarien wurden mit dem Wärmepumpenszenario verglichen.
Unterstellt wurde dabei die Versorgung eines Ein- bis Zweifamilienhaus mit einer Wohnfläche von 150 Quadratmetern, getrennt nach zwei Anwendungsfällen: der Einsatz in einem Bestandsgebäude mit einem Nutzwärmebedarf von 150 kWh/Quadratmeter im Jahr (installierte Leistung: 15,8 kW thermisch) und der Einsatz in einem Neubau mit einem Nutzwärmebedarf von 60 kWh/Quadratmeter im Jahr (installierte Leistung: 9,0 kW thermisch). Bei den Strom- und Brennstoffkosten haben die Ariadne-Forscher für das Jahr 2030 Endkundenpreise inklusive Steuern und Abgaben von 13,2 Cent/kWh für Strom, 12,4 Cent/kWh für Wasserstoff aus Deutschland und 15,9 Cent/kWh für importierten Wasserstoff angesetzt.
Im Ergebnis zeige sich, dass sich der Einbau und die Nutzung von wasserstoffbasierter Wärmetechnik in Ein- und Zweifamilienhäusern - insbesondere im Altbau - aus heutiger Sicht im Jahr 2030 finanziell nicht lohnen wird, so das Fazit der Analyse. In Neubauten werde die Nutzung von Wasserstoff voraussichtlich nicht viel teurer als die Wärme aus anderen Quellen sein. So errechnet die Studie für die Wärmepumpe im Altbau jährliche Kosten von 18,22 Euro pro Quadratmeter ohne Steuern und Abgaben. Der günstigste Wasserstofffall - Brennwertkessel mit deutschem Wasserstoff - kommt dagegen auf 25,22 Euro pro Quadratmeter.
Im Neubau verringert sich der Abstand mit 9,19 Euro bei der Wärmepumpe und 10,76 Euro beim Wasserstoff. Die Berücksichtigung von Steuern und Abgaben sorgt aufgrund der hohen Abgabenlast auf den Strompreis dafür, dass Wasserstoff relativ bessergestellt ist. Die Kosten liegen aber immer noch über dem Wärmepumpenszenario. Hier sind es im Altbau 20,32 Euro bei der Wärmepumpe und 26,47 Euro beim Wasserstoff. Im Neubau lauten die Zahlen: 9,90 Euro (Wärmepumpe) zu 11,26 Euro (Wasserstoff).
Ausbau der Infrastruktur als Belastungsfaktor
Einen bedeutenden Faktor für die höheren Kosten der Wasserstoffnutzung sehen die Autoren in der Gasnetzinfrastruktur. Angesichts der Nutzungskonkurrenz gegenüber Industrie und Schwerlastverkehr halten sie eine umfassende Netzeinspeisung von national erzeugtem Wasserstoff für eher unwahrscheinlich. Im Vergleich seien daher die Kosten für den Aufbau einer entsprechenden Infrastruktur berücksichtigt worden.
Der Fokus zur Transformation des Gebäudestands in Richtung Klimaneutralität sollte in den nächsten Jahren auf der Nutzung bereits bestehender Technologien wie grüner Fernwärme und Wärmepumpen liegen, empfehlen die Ariadne-Experten. Der Kostenvergleich zeige, dass ökonomische Vorteile für Haushalte nicht als Begründung für den Einsatz von Wasserstoff in der Wärmeversorgung herangezogen werden können. Wasserstoff werde nur einen untergeordneten Beitrag zum Erreichen der Klimaneutralität im Gebäudebereich leisten können, heißt es. Ein Einsatz des Energieträgers sei eher im Bereich der Fernwärmeerzeugung zu erwarten und hier mit einem netzdienlichen Einsatz zur Entlastung der Stromnetze zu begründen. Die Studie ist auf der Seite des Ariadne-Projekts veröffentlicht. /tc