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Nah- und Fernwärmenetze mit Wasserstoff betreiben: Darauf kommt es beim Heizungswasser an

Die Bundesregierung formuliert in ihrer „Nationalen Wasserstoffstrategie“, dass dem Wasserstoff in der Energiewende eine zentrale Rolle zukommt. Ein wichtiges Argument ist die Förderung des nachhaltigen Heizens in Wohn- und Nichtwohngebäuden mit Brennstoffzellenheizgeräten und sogenannten „H2-ready-Systemen“. Doch gerade in Nah- und Fernwärmenetzen bedarf es ebenfalls einer entsprechenden Planung der Wasseraufbereitungssysteme, um das volle Potential für die Wärmewende auszuschöpfen.

Das Heizen mit Wasserstoff (H2) stellt aktuell noch eine absolute Ausnahme dar und findet nur vereinzelt Anwendung bei einigen wenigen Pionieren. Die Vorbehalte gegenüber dieser Technologie sind groß, die Anschaffungskosten sind trotz staatlicher Förderung erheblich und es wird zurecht die Frage gestellt, ob es nicht eigentlich sinnvoller wäre, direkt den zur Gewinnung des Wasserstoffs benötigten Strom zum Heizen zu verwenden.

Solarzellen mit Windkrafträdern im Hintergrund

Ist der flächendeckende Einsatz von H2 in der Strom- und Wärmeversorgung überhaupt nachhaltig?

Die Frage ist berechtigt und müsste mit “Nein” beantwortet werden, sofern Wasserstoff gezielt mit fossilen Brennstoffen hergestellt wurde. Dieser blaue (aus Gas) oder graue (aus Kohle und Öl) Wasserstoff konterkariert die Ziele des Klimaschutzes eigentlich und ist definitiv nur dort sinnvoll, wo Energie und Wärme im Überfluss vorhanden sind und andernfalls ungenutzt verloren gingen.

Doch Wasserstoff hat im Vergleich zur Wind- und Solarenergie zwei erhebliche Vorteile:
Die Versorgung ist planbar und dauerhaft speicherbar. Weil Energie aus anderen erneuerbaren Quellen nur bei Sonnenschein oder Wind erzeugt wird und nicht gemäß der Nachfrage, braucht es für eine erfolgreiche Energiewende Speichermöglichkeiten für die erzeugte Energie.

Wasserstoff ist folglich ein sehr guter Speicher, um Wind- und Solarenergie für längere Zeit zu konservieren. Zwar fallen bei der Umwandlung noch sehr große Effizienz-Verluste an, doch die Technologie macht weiter Fortschritte. Gerade für Nah- und Fernwärmesysteme kann Wasserstoff künftig eine attraktive Alternative werden. In Gütersloh könnte diese Technik nun schon sehr bald in einem größeren Rahmen umgesetzt werden:

Das ehrgeizige Projekt im ostwestfälischen Gütersloh, in dem ein ganzes Quartier mit 10 Mehrfamilienhäusern, Büro- und Geschäftshäusern, sowie einer Kita geplant wird, soll mit Strom und Wärme versorgt werden, die zu 100% auf Wasserstoff basieren. Der Strom zur Herstellung des Wasserstoffs, wird aus Wind- und Sonnenkraft, sowie einer Biogasanlage gewonnen. In den Gebäuden werden Brennstoffzellen installiert und ein Nahwärmenetz gebaut, das mit der Abwärme aus der Elektrolyse gespeist wird (Quelle: Haller Kreisblatt). Solche Quartiersprojekte könnten schon bald in ganz Deutschland alltag werden.

Was ändert sich für das Heizungswasser bei Brennstoffzellen und H2-ready-Systemen?

Grundsätzlich bleiben die Anforderungen an die Wasserqualität in Heizkreisläufen auch unter Einsatz von Wasserstoff unverändert und werden in der VDI 2035 und der AGFW FW 510 eindeutig beschrieben. Allerdings können sich in einzelnen Fällen die Wassertemperaturen unterscheiden. Werden Nah- und Fernwärmenetze mit höheren Temperaturen als den üblichen 40° bis 90° betrieben, muss auch die Wasserversorgung darauf ausgelegt sein. In diesem Anwendungsfall ist beispielsweise unsere BerkeSELECT 105 das passende System. 

Eine kontinuierliche Bypass-Aufbereitung hat darüber hinaus weitere Vorteile: Da die Komponenten für mit Wasserstoff betriebene Netze besonders teuer sind, sollte das Heizungswasser auf keinen Fall ein Risiko darstellen. Durch eine kontinuierliche Aufbereitung und Entgasung können Schäden nachhaltig vermieden werden. Damit rentieren sich die hohen Investitionen zuverlässiger und die Anlagen können länger störungsfrei laufen. 

Da bei Nah- und Fernwärmenetzen außerdem üblicherweise viele Menschen von der zuverlässigen Warmwasserversorgung unmittelbar abhängen, sollten diese Systeme daher auch kontinuierlich mit normgerechtem Wasser versorgt werden. Deshalb empfehlen wir unsere BerkeSELECT Reihe auch für Nah- und Fernwärmenetze.

Zusammenfassung

Die Energiewende und der Klimaschutz funktionieren nur, wenn auch alle Komponenten auf Nachhaltigkeit ausgelegt sind. Nicht nur die Brennstoffzellen, die Stromerzeugung und die Herstellung des Wasserstoffs müssen hier noch effizienter werden, auch alle weiteren notwendigen Bauteile, wie das Aufbereitungssystem für das Heizungswasser sollten so geplant werden, dass sie ihren Anteil an einer nachhaltigen Energieversorgung ebenfalls leisten.

Kreislaufwasser in geschlossenen Heizsystemen sollte daher immer kontinuierlich normgerecht aufbereitet werden - unabhängig durch welchen Energieträger es erwärmt wurde. Andernfalls sinkt die Effizienz der gesamten Anlage (Stichwort Härteablagerungen) und Komponenten bis hin zur gesamten Anlage können durch Korrosion beschädigt werden. All diese und weitere Vorteile bietet beispielsweise unsere BerkeSELECT Baureihe:

  • Einsparung von Energiekosten und verbesserter Wirkungsgrad durch Vermeidung von Steinbildung
  • Erhöhte Betriebssicherheit und minimierte Reparaturkosten durch Schutz vor Korrosionsschäden
  • Flexible Anpassung an sich verändernde Anforderungen der Wasserqualität auch bei H2-ready-Systemen
  • Nachhaltigkeit durch chemikalienfreie Aufbereitung und Stand-by-Option
  • Digitale Überwachung und Datenlog zu jederzeit

Unsere BerkeSELECT Anlagen erhalten Sie auch unkompliziert ohne Anlagenkauf mit einem pay-per-use-Vertrag. Alles weitere über diese Baureihe erfahren Sie auf der BerkeSELECT-Produktseite.

Förderung
Anlagen zur Wasseraufbereitung oder zum Kalkschutz von Heizsystemen können schon seit 2020 Förderungen erhalten. Es gibt einige Punkte für den Antrag zu beachten.
Heizungswasser
Die VDI 2035, eine der wichtigsten Normen der Heizungsbranche, stellt neue Anforderungen: Welche Richtwerte jetzt gelten. Wie lassen sich teure Schäden vermeiden. Kreislaufwasser für Wärmenetze im Teilstrom richtig aufbereiten mit BerkeSELECT IQ.
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