Der schnellste Weg zur WärmewendeWie heizen wir denn jetzt?

Die Energiewende dreht sich meist um Windräder, Solarzellen und Elektroautos. Mindestens genauso wichtig ist die Versorgung mit Wärme. Aber was ist dabei der richtige Weg? Erdgas durch grünen, CO2-freien Wasserstoff ersetzen? Die Wärmepumpe? Fernwärme? Was ist ökonomisch und politisch durchsetzbar?

Von Frank Grotelüschen | 21.11.2021

Tom Lindemann steht vor den Wasserstoff-Behältern
"Grünen", CO2-neutral erzeugten Wasserstoff in das normale Erdgasnetz einspeisen - das ist einer der vielen Ansätze für die "Wärmewende" (Frank Grotelüschen/Dlf)
Hamburg-Bergedorf, ein Heizungskeller in einem Neubautrakt. „Normalerweise beziehen diese Geräte Erdgas über unser Netz. Die Besonderheit hier ist, dass wir eine Einspeisung von Wasserstoff testen.“

Tom Lindemann will hier Erdgas nach und nach durch ein anderes Gas ersetzen – durch grünen Wasserstoff, gewonnen aus Windstrom und Solarenergie. So soll das Heizen zukunftsfähig werden.

Ein anderer Heizungskeller, ein anderes Konzept

Berlin-Lichterfelde, wieder ein Heizungskeller. „Mit dieser Abluft-Wärmepumpe, ein bisschen größer als ein Computer der Achtzigerjahre, decken wir 30 Prozent des gesamten Energiebedarfs zur Gebäudetemperierung ab, allein über dieses Gerät.“

Auch Taco Holthuizen will Erdgas ersetzen, aber nicht mit Wasserstoff, sondern durch Wärmepumpen. Die laufen mit Strom, und ist dieser Strom CO2-frei, lässt sich auch damit klimaneutral heizen. Gasheizungen wären dann überflüssig.

Energiewende – bislang ging‘s da meist um Windräder, Solarzellen, Elektroautos. Ein anderer Bereich blieb dagegen lange unterm Radar. Das Heizen. Georg Thomaßen, von Agora Energiewende, einem Thinktank in Berlin: „Kostenfragen, die direkt die eigenen vier Wände betreffen, sind gerade in der aktuellen Situation besonders kontrovers. Und deswegen denke ich, dass viele Politiker da lieber die Finger von lassen.“

Heizen hat immensen Anteil am Energiebedarf - und am CO2-Problem

Doch das Thema drängt. Christian Maaß, Energieexperte vom Hamburg Institut: „Wärme macht fast die Hälfte des Endenergiebedarfs in Deutschland aus. Insofern ist das unser allergrößter Energiesektor.“

Allein ins Heizen und die Warmwasserbereitung fließt in Deutschland jede dritte Kilowattstunde. Und weil wir heute vor allem mit Gas, Öl und Kohle heizen, erzeugen wir jede Menge CO2: Pro Jahr und pro Kopf sind es 1,75 Tonnen – mehr als durchs Autofahren. Davon sollen wir bis 2045 runterkommen auf null, das ist das Ziel von Bundesregierung und EU. Ein ehrgeiziges Ziel. 

Georg Thomaßen: „Hier muss man einfach nachschärfen, damit 2045 dieses Ziel erreicht werden kann.“ Immerhin: In den letzten Jahren hat die Politik im Bund schärfere Gesetze verabschiedet und neue Förderprogramme aufgelegt. Die vielleicht wichtigste Maßnahme: Weniger Energie fürs Heizen verheizen. Sprich - möglichst viele Gebäude möglichst gut dämmen und wärmeisolieren. Christian Maaß: „Energetische Bruchbuden darf es in Zukunft nicht mehr geben.“
Ein Arbeiter sitzt auf einem Bau-Gerüst und montiert Styropor-Platten an einer Hausfassade.
Die energetische Sanierung von Altbauten ist bautechnisch nicht trivial - und natürlich eine Kostenfrage (Armin Weigel / dpa)

Millionen Altbauten sind kaum oder gar nicht wärmeisoliert

Neubauten müssen schon seit längerem gedämmt werden. Die Standards werden immer höher – bis hin zum Nullenergiehaus, das braucht gar keine Energie zum Heizen. Das größere Problem ist der Bestand, sind die Altbauten. Rund 20 Millionen Gebäude gibt es in der Bundesrepublik. Fast ein Drittel davon ist kaum oder gar nicht wärmeisoliert. Georg Thomaßen: „Das Ziel ist eine Sanierungsrate von zwei Prozent. Die haben wir lange nicht erreicht.“

Bislang stagniert die Rate, also die Altbausanierungen pro Jahr, bei einem Prozent. Christian Maaß: „Die größte Herausforderung liegt darin, dass man Gebäudeeigentümer erst einmal dazu bekommen muss, etwas an ihrem Gebäude zu tun. Das ist ja etwas, was niemandem Spaß macht, der ein Gebäude hat, sei es ein Einfamilienhaus oder man ist in einer Wohnungseigentümergemeinschaft.“

Es gibt Vorbehalte: Wie lange halten die Dämmfassaden, was ist mit dem Brandschutz und dem Bewuchs mit Moos und Algen? Auch der Denkmalschutz ist ein Thema: Historische Gebäude mit ihren alten Fassaden müssen von innen gedämmt werden statt von außen, und das ist aufwändiger und teurer. Doch allmählich, wohl auch durch die neuen Förderprogramme, passiert etwas. Maaß: „Es nimmt jetzt zum ersten Mal richtig Fahrt auf, die energetische Gebäudesanierung. Die Frage ist, ob das reichen wird. Wir brauchen wirklich noch viele weitere Maßnahmen.“

Gelingt es, das Gros der Gebäude in den kommenden Jahrzehnten zu sanieren, sollte sich bis 2045 der bundesdeutsche Wärmebedarf in etwa halbieren. Mit eingerechnet ist da schon, dass die Temperaturen durch den Klimawandel steigen und der Heizbedarf sinkt. Heizen müssen wir aber immer noch, dann aber bitteschön klimaneutral. Die Frage ist nur, womit. 
Blick in das Betriebshäuschen in Hamburg-Bergedorf - hier wird die Beimischung von Wasserstoff in das Heizgassystem geregelt
Die Beimischung von grünem Wasserstoff zum Erdgas ist ein Zwischenschritt - mehr als 30 % vertragen die heutigen Heizkessel nicht (Frank Grotelüschen/Dlf)

Klimaschädliches Erdgas ersetzen durch "grünen" Wasserstoff

Die Straße „Am Schilfpark“ in Hamburg-Bergedorf, ein Neubau-Quartier mit 273 Wohneinheiten. Tom Lindemann von der Gasnetz Hamburg: „Diese 273 Wohneinheiten werden versorgt mit Wärme durch eine Heizzentrale mit insgesamt vier Heizgeräten.“

Ein städtisches Unternehmen, es betreibt das Erdgasnetz der Hansestadt mit seinen 8.000 Leitungskilometern. Die vier Heizgeräte der Siedlung laufen mit Erdgas. Doch nun testet Lindemann, inwieweit sich auch Wasserstoff beimischen lässt, grüner Wasserstoff, erzeugt mit Wind- und Solarstrom. „Wenn Wasserstoff verbrennt, entsteht lediglich Wasserdampf. Und deswegen ist es Ziel, dass wir irgendwann das Erdgas komplett durch Wasserstoff ersetzen können.“

Lindemann steuert ein Betriebshäuschen an, mit aufgemalten Gasbläschen als Deko. Daneben ein paar Stahlgestelle, gefüllt mit rot lackierten Gasflaschen. „Das ist der Wasserstoff, den wir einspeisen möchten. Das sind zwölf Flaschenbündel. In einem Flaschenbündel befinden sich 150 Kubikmeter Wasserstoff, gespeichert unter einem Druck von 300 Bar.“

Ein dünnes Metallrohr leitet den Wasserstoff ins Betriebshäuschen. Lindemann öffnet die Tür. „Wir befinden uns jetzt hier in dem Gas-Raum, wo von hinten durch die Wand der Wasserstoff hineinkommt.“ Alle paar Sekunden ein nerviges Piepen. „Das ist ein Gaswarn-Gerät. Immer wenn man gastechnische Anlagen betritt, muss man sicher sein, dass hier kein Gas im Raum irgendwo austritt.“

Im Gebäude: Röhren, Flansche, Zähler, Ventile. „Das ist das Ventil, was die Wasserstoffmenge regelt. Im Grunde wie ein Wasserhahn, der auf- und zugeht, nur, dass der elektrisch gesteuert wird. Wenn der Wasserstoff von oben reinkommt, wird er zusammen mit dem Erdgas verwirbelt und hier ins Erdreich und in die Heizzentrale geführt.“ Jetzt blickt Lindemann auf ein Display neben dem Mischventil. „H2 11,6 Prozent ungefähr. Wir speisen aktuell gerade knapp zwölf Prozent Wasserstoff ein.“ Die Beimischung sei nur ein Zwischenschritt, sagt er, die heutigen Heizkessel könnten nicht mehr als 30 Prozent Wasserstoff vertragen. Doch bald sollen Geräte auf den Markt kommen, die auch mit reinem Wasserstoff laufen.

Das Gasnetz ist gut ausgebaut - fehlt also nur klimaneutrales Gas

„Heute wird jedes zweite Haus mit Gas beheizt.“ Timm Kehler von Zukunft Gas, einer Initiative der deutschen Gas-Wirtschaft. „Wir haben ein Gasnetz, das ist eine halbe Million Kilometer lang.“

Für Ölheizungen sind die Marktanteile jetzt schon rückläufig. Und ab 2026 wird der Einbau neuer Ölheizungen verboten, der schlechten Klimabilanz wegen. Stattdessen gehört die Zukunft dem Gas, meint Kehler – und zwar nicht nur dem Erdgas: „Wir haben einmal natürlich das Biogas, mit dem heute das fossile Erdgas ersetzt werden kann und dann schon in Richtung Klimaneutralität gebracht werden kann. Wir stellen uns allerdings auch vor, dass langfristig Wasserstoff in unseren Gasleitungen fließt, sodass wir jedem, der heute einen Gasanschluss hat, auch zukünftig das Versprechen geben können, hierüber klimaneutral Gas zu beziehen in Form von Wasserstoff.“

9.400 Biogasanlagen – soviel gibt es derzeit in Deutschland. Sie gewinnen das Gas vor allem aus Mais und Gülle. Meist wird es dann mit Motoren zu Strom gemacht. Nur so etwa 120 Anlagen reinigen das Biogas und speisen es ins Gasnetz ein. Das, meint Timm Kehler, solle man doch künftig ausbauen: „Wenn wir diese 9.400 Biogasanlagen dahin bringen können, haben wir wirklich die Chance, den Heizungssektor sehr stark in Richtung Bioenergie zu bringen.“ Ein Drittel des heutigen Gasbedarfs, meint er, ließe sich mit Biogas decken.
Eine Herde Kühe steht vor einer Biogasanlage in Hermerode (Mansfeld-Südharz).
Auch Biogas könnte einen Beitrag zur Wärmewende liefern - aber eher als Brückentechnologie (picture alliance / dpa / Jan Woitas )

Biogas eher als Brückentechnologie, grüner Wasserstoff als Fernziel 

Nur: Ob diese Rechnung in der Praxis aufgeht, ist fraglich. Schließlich braucht man die Äcker vor allem für Nahrungsmittel, aber zum Beispiel auch für Biokraftstoffe. Außerdem sind Monokulturen aus Energiepflanzen der Umwelt nicht gerade zuträglich, Stichwort Artenvielfalt. Deshalb gilt Biogas eher als Brückentechnologie. Auf lange Sicht soll es ein anderes Heizgas richten. Timm Kehler; „Unsere Vision ist tatsächlich, dass wir den grünen Wasserstoff als die Referenztechnologie sehen.“

Der Vorteil: Große Teile der bestehenden Infrastruktur ließen sich einfach weiternutzen. „Unser Gasnetz ist in der Lage, so große Mengen Wasserstoff zu transportieren. Und wir gehen davon aus, dass durch die Modernisierung der Gasnetze sehr viel Potenzial entstanden ist, mit 100 Prozent Wasserstoff zu arbeiten.“

Wer nicht ans Gasnetz angeschlossen ist, könnte sich den Wasserstoff vielleicht selber erzeugen, per Mini-Elektrolyseur im Heizungskeller. Und: Brennstoffzellen könnten den Wasserstoff nicht nur zu Wärme machen, sondern zugleich zu Strom, als kleine Blockheizkraftwerke. Klingt nach einer praktikablen Strategie. Und trotzdem sind nicht alle Fachleute überzeugt. Zumal der grüne Wasserstoff dem Vergleich mit einer anderen Technologie standhalten muss.
Blick in die Wohnsiedlung Lichterfelde
Wohnsiedlung Lichterfelde - nach der energetischen Sanierung werden die Heizungskosten drastisch sinken (Frank Grotelüschen/Dlf)

Energetische Sanierung mit Solarthermie, Wärmespeicher und Wärmepumpe

„Das ist Lichterfelde Süd der Märkischen Scholle Wohnungsbaugenossenschaft. Wir stehen jetzt hier genau mitten in einem kleinen Quartier, das über ein Wärmenetz versorgt wird mit Heizung und Warmwasser-Energie.“ Die Wohnblocks aus den 30er- und 60er-Jahren waren bis vor einiger Zeit unsaniert, entsprechend hoch die Heizkosten. Zum Teil mehr als zwei Euro pro Quadratmeter, sagt der Architekt Taco Holthuizen. Dann kam der Umbau, die energetische Sanierung.

„Das ganze Gebäude hat einen Dach-Aufbau obendrauf gekriegt, ist ein Holzbau. Der ganze untere Teil, die drei Geschosse, die Sie sehen, da war ein reiner Putz drauf. Und da ist jetzt Dämmung draufgekommen.“ Dann zeigt Holthuizen nach oben, auf die Dächer. „Die aufgeständerten Flächen, das ist Solarthermie. Da sammeln wir Wärme ein. Und davor liegen, noch ein bisschen flacher, Photovoltaik-Elemente, mit denen wir Strom einsammeln.“

Die Solarthermie-Module erwärmen Wasser mit Hilfe des Sonnenlichts und unterstützen Heizung und Warmwasserbereitung. Am besten laufen sie im Sommer, wenn man gar nicht soviel Wärme braucht. Dann landet ein Teil der Energie in einem Speicher. Holthuizen deutet auf seine Füße. „Wir stehen hier über einem Erdspeicher. Das ist das Erdreich, das erwärmt wird, und zwar mit der Überschuss-Energie im Sommer über die solarthermische Fläche, die wir nicht benötigen. Und im Winter wird der entladen, langsam über die Erdwärmepumpe.“

In der Siedlung kommt noch ein zweiter Typ von Wärmepumpe zum Einsatz, sie bezieht ihre Energie aus der Luft statt aus der Erde. Beide zusammen konnten, kombiniert mit Speicher, Dämmung und Solarthermie, den Wärmebedarf auf ein Fünftel reduzieren und die Heizkosten pro Quadratmeter von zwei Euro auf 40 Cent. 

Ein "umgekehrter Kühlschrank" mit beträchtlicher Effizienz

Wärmepumpen sind eine aufstrebende Technologie. Sie ziehen Energie aus ihrer Umwelt, aus der Luft, dem Erdreich oder dem Wasser. Im Grunde funktionieren sie wie ein umgekehrter Kühlschrank. Martin Sabel vom Bundesverband Wärmepumpe:

„In der Wärmepumpe zirkuliert ein Kältemittel. Dieses Kältemittel verdampft schon bei sehr geringen Temperaturen. Auch bei Minusgraden bringt die Temperatur in der Umgebung dieses Kältemittel zum Verdampfen und nimmt Energie auf. Die Energie wird regelrecht aufgesogen und dann von dem Strom, der in der Wärmepumpe den Kompressor betreibt, verdichtet, sodass wir ein Temperatur-Niveau erreichen, welches für Heizzwecke verfügbar ist. 35 Grad, es können auch 55 Grad sein.“ 

Wärmepumpen laufen also mit Strom statt mit Öl oder Gas. Ihre Effizienz: beträchtlich. „Man kann davon ausgehen, dass mit einer Kilowattstunde Strom eine Wärmepumpe ungefähr drei bis vier Kilowattstunden Wärme erzeugt.“ Wärmepumpen arbeiten umso effektiver, je geringer die Temperaturen sind, die sie erreichen müssen. Am besten funktionieren sie mit Fußbodenheizungen und großen Flachheizkörpern. Die nämlich kommen mit Temperaturen so um die 35 Grad aus. 
„Es gab im letzten Jahr einen deutlichen Aufschwung, insgesamt ist der Wärmepumpen-Markt um etwa 40 Prozent gestiegen.“  Wobei der Markt nach wie vor von den Fossilen dominiert wird: 2020 wurden viermal so viel Gas- und Ölkessel verkauft wie Heizungen, die mit erneuerbaren Energien funktionieren. „Aber die Wärmepumpe ist hier auf jeden Fall auf dem Vormarsch. Insbesondere im Neubaubereich hat sie inzwischen einen Anteil von über 50 Prozent erreicht. Im Bestand ist der Anteil noch geringer, und hier ist ganz dringender Nachholbedarf für die Wärmepumpe.“
Taco Holthuizen und Martin Sabel im Heizungskeller in Lichterfelde
Taco Holthuizen und Martin Sabel setzen auf Wärmepumpen als zentrales Element einer energetischen Sanierung (Frank Grotelüschen/Dlf)

Für ungedämmte Häuser sind Wärmepumpen eher nicht geeignet

Aber: Je schlechter ein Gebäude gedämmt ist und je mehr Wärme verloren geht, umso heißer muss das Wasser in den Heizkreisläufen sein – Fachleute sprechen von der Vorlauftemperatur. Das begrenzt den Einsatz der Wärmepumpen. Martin Sabel: „Wärmepumpen eignen sich weniger für Gebäude, die dauerhaft Vorlauf-Temperaturen von über 55 Grad benötigen. Das wären Gebäude mit sehr alten, sehr klein dimensionierten Heizkörpern und zusätzlich auch noch sehr schlecht gedämmt, sodass sie einen sehr hohen Wärmebedarf haben.“

Dennoch: Das Potenzial ist enorm. „Wir haben erst ungefähr eine Million Wärmepumpen installiert in Deutschland. Alleine wenn man daran denkt, dass wir ungefähr 15 Millionen Ein- und Zweifamilienhäuser haben in Deutschland, von denen ein Großteil ohne weiteres mit Wärmepumpen ausgestattet werden könnte.“

Bis 2030 sollen sechs Millionen Wärmepumpen installiert sein, so das Ziel der Politik, und sie will die Anschaffung mit Förderprogrammen vorantreiben. Damit sie klimaneutral sind, müssen diese Pumpen mit erneuerbarem Strom laufen. Ihr jährlicher Stromverbrauch würde sich von heute 5 auf 30 Terawattstunden erhöhen – wofür es umgerechnet rund 1.000 Offshore-Windräder bräuchte. 

Die Fachwelt streitet über den richtigen Weg

Womit also sollen wir morgen heizen? Mit grünem Wasserstoff, der durch das heutige, leicht modifizierte Erdgasnetz in die Haushalte geleitet und dort von leicht modifizierten Gasbrennern in Wärme umgesetzt wird? Oder mit Wärmepumpen, die mit grünem Strom wärmegedämmte Häuser heizen? Darüber streitet auch die Fachwelt.

Timm Kehler von Zukunft Gas, dem Interessenverband der Gaswirtschaft: „Die Hälfte unserer Gebäude sind in einem Zeitraum entstanden, wo Wärmeschutz keinerlei Rolle gespielt hat. Und diese Gebäude in Richtung einer elektrischen Wärmepumpe aufzurüsten, wird für viele Eigentümer einen mindestens fünfstelligen Investitionsbetrag bedeuten, den vielfach die Menschen sich nicht leisten können.“

Bei einem gut isolierten Neubau würde eine Wärmepumpe vielleicht Sinn machen, meint Timm Kehler. Aber da wären ja noch die vielen Altbauten im Land. „Stellen Sie sich das vor, wenn Sie in Ihrem Haus alle Radiatoren herausnehmen müssen und eine Fußbodenheizung einbauen müssen, was für einen Aufwand das bedeutet.“ Stattdessen sollten doch die Gebäude, die sich nicht so einfach wärmedämmen lassen, auch weiterhin mit Gas heizen: mit Erdgas, das man nach und nach durch Biogas ersetzt – und langfristig vor allem mit grünem Wasserstoff.
Technische Anlagen des Elektrolyseurs einer Produktionsanlage für Wasserstoff stehen auf dem Gelände der EWE im Ortsteil Huntorf.
Grüner Wasserstoff muss erst einmal erzeugt werden - mit grünem Strom (picture alliance / dpa / Hauke-Christian Dittrich)

Grüner Wasserstoff noch lange sehr teuer und rar

Viel zu teuer, viel zu ineffektiv – meint dagegen die Wärmepumpen-Fraktion. Isabel Schrems vom Forum Ökologisch-Soziale Marktwirtschaft: „Bei Wasserstoff wird es so sein, dass in den nächsten zehn Jahren Wasserstoff sehr teuer und auch ein sehr knappes Gut sein wird. Und dann wird es vor allem erstmal in den Sektoren gebraucht, wo es keine Alternativen gibt, wie in der Industrie, im Flugverkehr und auch eventuell im Schwerlastverkehr. Deswegen sehe ich eigentlich keine sinnvolle Möglichkeit, das für die Wärmeversorgung zu nutzen.“

So sieht es auch Georg Thomaßen von Agora Energiewende:  „Da gibt es Sektoren mit einer hohen Zahlungsbereitschaft, die im Wettbewerb mit dem Gebäudesektor stehen würden mit dem Wasserstoff.“

Und die Einschätzung von Christian Maaß vom Hamburg Institut: „Es wird immer noch versucht von der Industrie, das Geschäftsmodell Erdgas ein wenig dadurch zu verlängern, indem man versucht, glauben zu machen, das Erdgas würde grün werden und man müsste an der Infrastruktur letztlich nichts ändern. Aus meiner Sicht ist es eine Sackgasse, wenn man versucht in den Gebäudesektor Wasserstoff reinzubringen. Für Gebäude braucht niemand die Verbrennung von Gas. Sondern das funktioniert wirklich, indem man Wärme mit Wärmepumpen erzeugt.“

Gasheizungs-Verbot wäre radikale Maßnahme - und kaum zumutbar

Die Gas-Kritiker haben eine klare Vorstellung, wie das mit der Wärmewende laufen soll. Zum einen: Erdgas teurer und unattraktiver machen, indem man seinen CO2-Preis schrittweise anhebt, und zwar deutlich. Zum anderen, so Isabel Schrems und Georg Thomaßen: „Für Ölheizungen gilt ja jetzt schon das Einbauverbot ab dem Jahr 2026. Aus unserer Sicht sollte das für Gasheizungen ebenfalls eingeführt werden.“ „Wenn wir 2045 Klimaneutralität erreichen wollen, dann geht das nicht mit dem Einbau von neuen Gas- und Ölkesseln zusammen. Die Kessel haben eine Lebenszeit von über 20 Jahren. Da kann man ja zurückrechnen: Wenn wir 2045 Klimaneutralität erreichen wollen, dann darf 2025 schon kein neuer Gas- und Ölkessel mehr eingebaut werden.“ 
Timm Kehler von Zukunft Gas sieht das völlig anders: „Wer heute über ein Gasheizungs-Verbot räsoniert, muss 40 Millionen Menschen in Deutschland erklären, was sie als Alternative zukünftig nutzen sollen.“
In der Tat: Bis 2026 werden längst nicht alle Altbauten energetisch saniert sein, das ist schlicht nicht zu schaffen. Was etwa passiert bei einem ungedämmten Altbau, wenn der alte Heizkessel plötzlich kaputtgeht? Ein Gasheizungs-Verbot jedenfalls wäre wohl nur durchzusetzen, wenn es Ausnahmeregeln gibt.

"Grüner" Strom bislang nicht in ausreichenden Mengen verfügbar

Und die Gaswirtschaft hat noch ein weiteres Argument parat gegen den raschen Ausbau der Wärmepumpe: „Die Alternative kann heute noch nicht eine Vollversorgung mit erneuerbarem Strom darstellen. Die Mengen haben wir nicht.“

Tatsächlich gibt es noch nicht genug Solarzellen und Windräder, um eine wachsende Zahl von Wärmepumpen vollständig mit grünem Strom zu versorgen. Nur: Dasselbe trifft dann natürlich auch für die Produktion von grünem Wasserstoff zu. Der wird ja schließlich mit regenerativen Energien hergestellt. Timm Kehler:

„Um den Weg bis hin zu einer Vollversorgung mit grünem Wasserstoff gehen zu können, müssen wir auch andere Lösungen anbieten können, die uns sehr schnell die Mengen bezahlbar an Wasserstoff bereitstellen können. Und deswegen reden wir auch über andere Technologien. Wir sprechen dort beispielsweise über den sogenannten blauen Wasserstoff, der eine CO2-Speicherung vorsieht oder über den sogenannten türkisenen Wasserstoff, der das Erdgas-Molekül so aufspaltet, dass keinerlei Kohlendioxid in die Atmosphäre entweicht, aber trotzdem klimaneutraler Wasserstoff am Ende entsteht.“

Technologien, die allerdings noch nicht ausgereift sind wie der türkisene Wasserstoff; oder ökologisch fragwürdig wie der blaue, meinen die skeptischen Stimmen. Der nämlich wird aus Erdgas hergestellt, das dabei entstehende CO2 soll tief in den Erdboden verpresst werden.
Die Gasindustrie jedenfalls scheint momentan einen guten Teil der Deutschen hinter sich zu haben. Laut einer Forsa-Umfrage können sich 72 Prozent vorstellen, künftig mit Wasserstoff zu heizen. Einfach nur den Heizkessel auszutauschen – das scheint manchem sympathischer zu sein als Wände zu dämmen, Heizkörper zu ersetzen und in eine Wärmepumpe zu investieren. Die Hürde ist der private Aufwand. Den aber könnte man – zumindest in den Ballungsräumen – auslagern. Und einfach Wärme ernten, die heute noch nutzlos verpufft. In Form von Fernwärme.
Rohrleitungen und Elektrokessel KAROLINE
Bislang basiert Fernwärme vor allem auf fossilen Energien - aber das soll sich ändern (Frank Grotelüschen/Dlf)

Alternative zumindest für Ballungsräume: Fernwärme

„Der Behälter ist circa zehn Meter hoch. Besteht aus zwei Behältern. Einmal die äußere Hülle, das ist der äußere Behälter, und ein Innenbehälter.“ Hamburg, ein fensterloser Backsteinbau im Karolinenviertel, mitten in der Stadt. Meister Abdullatif Yasarkan steht vor einem knallrot lackierten Metallkessel, Baujahr 2018. Ein Mega-Tauchsieder, betrieben mit Starkstrom. Dicke Kabel führen in ihn hinein.
„Das sind die Anschluss-Leitungen. Liegen 10kV Spannung an. Da fließen bis zu 2000 Ampere ungefähr durch.“ Der Strom erhitzt 10.000 Liter Wasser auf bis zu 140 Grad. „Dadurch, dass der Behälter unter Druck steht, wird ein Ausdampfen verhindert.“ Dann zeigt Yasarkan auf dicke Rohre, die vom Kessel abzweigen. Sie leiten das brüllend heiße Wasser nach unten. „Geht weiter zu einem Wärmetauscher, der eine Ebene tiefer steht, und gibt das in das Fernwärmenetz ab.“

Karoline, so heißt der Elektrokessel. Das Besondere: Karoline läuft mit erneuerbarem Strom – mit Überschussstrom von Windrädern und Solarzellen. Das heiße Wasser, das sie ins Fernwärmenetz einspeist, ist also CO2-neutral. Das Pilotprojekt zeigt: Die Fernwärme soll klimafreundlicher werden.

Abwärme aus Stahlwerken, Kläranlagen und Rechenzentren nutzen

Neben den Gas- und Ölheizungen ist die Fernwärme heute die dritte Säule der Wärmeversorgung, sie kommt vor allem in Ballungsgebieten zum Einsatz, weniger auf dem Land. In Deutschland heizt jede siebte Wohnung per Wärmenetz, in Städten wie in Hamburg macht das sogar ein Viertel der Wärmeversorgung aus. Nur: Bislang basiert die Fernwärme vor allem auf fossilen Energien. Michael Beckereit von Wärme Hamburg:
   
„Wir haben zwei große Kraftwerke, beide kohlebetrieben. Eines steht in Wedel und eines in Tiefstack. Dann gehören aber weitere Anlagen dazu. Wir beziehen von der Stadtreinigung aus den Müllverbrennungsanlagen Abwärme, die wir nutzen. Wir haben dann für die Spitzenlast, die wir im Winter einsetzen müssen, Gasheizkessel.“

Doch allmählich denkt die Branche um. Beckereit und seine Leute wollen raus aus der Kohle. Bis 2029 sollen die beiden Hamburger Kohleheizkraftwerke abgeschaltet und ersetzt werden. Das zentrale Element: Abwärme nutzen, und zwar im großen Maßstab. Die Abwärme von Stahlwerken, Alu- und Kupferhütten, Kläranlagen, Rechenzentren. 

„So werden wir aus der Kläranlage durch Großwärmepumpen 60 Megawatt holen. Von Arcelor Mittal, das ist das Stahlwerk, zehn Megawatt. Von der Kupferhütte weitere zehn Megawatt. Von dem kupferverarbeitenden Unternehmen auch zehn Megawatt. Und die Wärme wird nicht mehr in die Elbe oder in die Luft abgegeben.“

Ausstieg aus fossilen Energieträgern ist immer auch Kostenfrage

Zusätzlich soll Biomasse verbrannt und Erdwärme angezapft werden. Ganz ohne fossile Energieträger wird es auch nach 2029 nicht gehen, zumindest zunächst. Ein Gaskraftwerk soll Lücken füllen und Schwankungen ausgleichen. Zurzeit stoßen die Anlagen von Wärme Hamburg jedes Jahr eine Million Tonnen CO2 aus. 2029 sollen es nur noch etwa 440.000 Tonnen sein, weniger als die Hälfte. Danach soll auch das Erdgas peu á peu ersetzt werden durch klimaneutrale Brennstoffe, durch Biogas etwa - und: 

„Dieses Kraftwerk schreiben wir heute schon zu 30 bis 40 Prozent Wasserstoff-ready aus. Es wird für Gas gebaut, aber es ist so ausgelegt, dass wir es zu knapp der Hälfte mit Wasserstoff betreiben könnten, wenn wir denn irgendwann mit Wasserstoff mal so ein Angebot und Preise haben, dass es sinnvoll ist.“

Ein Einsatzfeld, für das sich selbst die Wasserstoff-Skeptiker erwärmen könnten. Schließlich sollen die Wasserstoff-Heizkraftwerke nur an wind- und sonnenarmen Wintertagen anspringen, um die Spitzenlasten abzufedern. Wasserstoff und Wärmepumpen – bei der Fernwärme soll beides zum Einsatz kommen, im Ensemble mit diversen anderen Wärmequellen. Beckereit:

„Für uns ist ganz klar, dass wir so früh wie möglich komplett aus den Fossilen herausgehen, wenn es irgendwie wirtschaftlich darstellbar ist. Denn wir müssen ja auch sehen, dass Bürgerinnen und Bürger die Wärme noch bezahlen können.“
Eine Geothermie-Anlage in Unterhaching bei München
Geothermie als Wärmelieferant - eine attraktive Perspektive, die sich allerdings nur in bestimmten Regionen sinnvoll nutzen lässt (dpa / imageBROKER)

Mit Geothermie zur klimaneutralen Fernwärme

Bis 2045 soll die Fernwärme in Hamburg klimaneutral sein, sagt Beckereit, vielleicht noch früher. Auch andere Städte peilen das an: München will sein Fernwärmenetz irgendwann durch Geothermie speisen – Erdwärme aus einigen tausend Metern Tiefe. Diese Tiefen-Geothermie lässt sich nur in bestimmten Regionen nutzen. München scheint geradezu prädestiniert. 

Christian Maaß vom Hamburg Institut: „Wir haben in den letzten ein, zwei Jahren eine große Veränderung festgestellt. Bis dahin war unser Eindruck so, dass die Fernwärme-Versorger immer noch gedacht haben: Ja, mit einer effizienten Nutzung von Erdgas würde man doch eigentlich noch ganz gut zurechtkommen. Aber nachdem die Beschlüsse gefallen sind, dass wir klimaneutral werden müssen, ist eigentlich allen klargeworden, dass eben nicht in der Kraft-Wärme-Kopplung von Erdgas und Kohle die Zukunft liegen kann. Sondern dass tatsächlich die erneuerbaren Energien die Zukunft sind.“

Wärmequellen wie die Geothermie und die Abwärme von Industrieanlagen und Rechenzentren lassen sich im Grunde nur durch Fernwärmenetze vernünftig erschließen: Ein kilometertiefes Loch in die Erde zu bohren, um damit dann ein einzelnes Haus zu versorgen, lohnt sich nicht. Und: Auf grüne Technologien umzustellen, dürfte bei der Fernwärme viel einfacher sein als bei den Eigenheimen: Denn statt Millionen von Privatleuten dazu zu bringen, in Sanierung und Wärmepumpen zu investieren, genügt es bei der Fernwärme, eine überschaubare Anzahl von Betreiberfirmen zu finden.

Politik bislang unentschlossen in der Wärmewende-Strategie

Und die sind oft genug in der öffentlichen Hand, also unter direktem Einfluss der Politik. Christian Maaß: „Da wird aus meiner Sicht ein ganz wesentlicher Teil der Lösung darin liegen, dass wir die Wärmenetze in den Innenstädten ausbauen, dass wir die Gebäude an die Wärmenetze ranbringen und die Wärmenetze auf erneuerbare Energien umstellen.“ Deshalb soll ihr Anteil deutlich steigen, sich bis 2045 in den Ballungszentren womöglich verdoppeln. 

Immer neue Studien erscheinen zur Wärmewende, eine regelrechte Inflation. Viele sehen die Zukunft in der Fernwärme sowie den Wärmepumpen, unterstützt von Solarthermie, Erdwärme und Biomasse. Andere halten Biogas und Wasserstoff für relevant – als grüne Nachfolger von Erdgas. Klar scheint: Je gründlicher wir mit einer Gebäudesanierung vorankommen, umso besser könnte sich die Wärmepumpe durchsetzen. Wird nicht so stark saniert, könnten Biogas und Wasserstoff wichtig werden, auch wenn sie im Betrieb weniger effizient sind und damit teurer. Die Politik jedenfalls scheint noch unentschlossen – das zeigen die vielen Pilotprojekte, die jüngst zur Wärmewende gestartet wurden. Da nämlich fließen die Steuergelder in sämtliche Techniken – sowohl in den Wasserstoff als auch in die Wärmepumpe.