BTGA Almanach 2024

Technische Trends und Normung
Abbildung 2: Vergleich der Eigenschaften von Wasserstoff und Erdgas sowie deren Auswirkungen
doch Wärmepumpen meist die bessere
Lösung.
Anders sieht es dagegen im Gebäudebestand
aus: Hier ist die kommunale Wärmeplanung
maßgebend, die in Städten mit mehr
als 100.000 Einwohnern spätestens bis zum
30. Juni 2026 und in kleineren Kommunen
bis spätestens 30. Juni 2028 darüber aufklären
soll, welche Möglichkeiten der Wärmeversorgung
in der Gemeinde und vor Ort zur
Verfügung stehen. Wird vorher der Einbau
einer neuen Heizung erforderlich, so dürfen
Gasbrennwertgeräte eingesetzt werden,
wenn diese schrittweise mit einem zunehmenden
Anteil grüner Gase betrieben werden
können, beispielsweise mit Biogas oder
grünem Wasserstoff:
• ab 2029 mit mindestens 15 Prozent,
• ab 2035 mit mindestens 30 Prozent und
• ab 2040 mit mindestens 60 Prozent.
Paragraf 71k, Absatz 1, des GEG 1 macht jedoch
eine Ausnahme für Gasheizgeräte, die
für den Betrieb mit reinem Wasserstoff umgerüstet
werden können – wenn die örtliche
Wärmeplanung ein Wasserstoffnetz vorsieht
und der Netzbetreiber einen verbindlichen
Plan für die Umstellung auf den neuen Energieträger
bis Ende 2044 vorgelegt hat. In diesem
Fall können die Geräte eingebaut werden,
ohne die Vorgaben zur Nutzung Erneuerbarer
Energie erfüllen zu müssen.
Damit ist ein H 2 -ready-Privileg entstanden,
das für die Betreiber der über 14 Millionen
Gasheizungen im Gebäudebestand 2 erhebliche
Vorteile mit sich bringt, wenn sich
deren Anlagen in zukünftigen Wasserstoffnetz-Ausbaugebieten
befinden: Wer ab 2024
seine alte Gasheizung gegen ein neues Gasbrennwertgerät
austauscht (Abbildung 1),
das sich für den reinen Wasserstoffbetrieb
umrüsten lässt, darf weitere Jahre mit fossilem
Erdgas heizen – und das bis auf Weiteres
zu voraussichtlich geringeren Kosten.
Zum einen wird sich die Investition in ein
100-Prozent-H 2 -ready-Gerät etwa auf dem Niveau
eines herkömmlichen Gasbrennwertgeräts
bewegen; zum anderen dürfte der Preis
für Erdgas noch für geraume Zeit geringer
sein als für grünen Wasserstoff. Solange der
neue Energieträger „grüner Wasserstoff“ lediglich
in geringen Mengen verfügbar ist, haben
die Erzeuger keinen Anlass, diesen günstiger
als Erdgas anzubieten.
Unterschiedliche
Verbrennungseigenschaften
Die Entwicklung von Gasbrennwertgeräten
für die Verbrennung von reinem Wasserstoff
hat bereits vor einigen Jahren begonnen. Aufgrund
der in den Wand- und Kompaktgeräten
der verschiedenen Vitodens Baureihen
serienmäßig vorhandenen gasadaptiven Verbrennungsregelung
Lambda Pro Plus ließen
sich die Geräte bereits problemlos und ohne
jegliche Umrüstung oder Umstellung mit Gemischen
aus Erdgas und begrenzten Wasserstoffanteilen
von 20 bis 30 Volumenprozent
und auch mit beliebigen Anteilen von Bio-
Erdgas betreiben. Es bestand also eine ausgezeichnete
Basis für die Weiterentwicklung
hin zu Gasbrennwertgeräten, die für den Betrieb
mit reinem Wasserstoff vorbereitet sind.
Reiner Wasserstoff als Brennstoff unterscheidet
sich allerdings von Erdgas in einer
Reihe von Eigenschaften (Abbildung 2). Diese
Eigenschaften des Wasserstoffs haben praktische
Auswirkungen auf nahezu alle verbrennungstechnischen
Parameter eines Gasheizgerätes,
beispielsweise auf Leistung, Luftzahl,
Emissionen und Effizienz – aber auch
auf die Gerätesicherheit. Das macht wesentliche
technische Anpassungen erforderlich.
Erster Schritt:
Prüfen der Eignung
In einem ersten Schritt wurden Wandgeräte
aus einer laufenden Serie auf ihre Eignung
für den Betrieb mit Erdgas-/Wasserstoff-Gemischen
untersucht (Abbildung 3). In dem
Testprogramm wurden geprüft:
• die Gerätesicherheit – abgeleitet aus EN
15502 (Sicherheits-Abschaltwege, Flammenrückschlag,
Late Ignition),
• die Geräte-Robustheit und Kernfunktionen
(Zündverhalten, Ionisationsstrom,
Flammenüberwachung Grenzgassimulation)
und
• die Geräteeigenschaften (Luftzahl und
Leistung, CO- und NO x -Emissionen, Effizienz
/ Wirkungsgrad).
Alle Testkriterien wurden vollständig erfüllt,
auch bei hohen Wasserstoffanteilen
von bis zu 30 Prozent. Die Gerätesicherheit
Abbildung 3: Seriengeräte
aus dem Baujahr
2019 wurden auf ihre
Eignung für den Betrieb
mit Erdgas-/Wasserstoff-
Gemischen untersucht.
BTGA-Almanach 2024 11