Jetzt, da in den Niederlanden die Gasförderung heruntergefahren wird, werden dringend Alternativen für die Versorgung der Haushalte mit Energie wie Wasserstoff benötigt. Erstmalig ist in Europa nun ein vorhandenes Haus in Delft an ein örtliches, unterirdisches Wasserstoffnetz angeschlossen worden.
Wasserstoff ist eine vielversprechende Alternative zu Erdgas, dessen Angebot und Preis in Europa derzeit unter Druck stehen. In den Niederlanden drängt dieses Problem besonders, da das Land diese Energieform aufgrund von Erdbeben, die durch die Gasförderung verursacht werden, einschränkt. Das wirkt sich auch auf Deutschland aus, wo die Niederlande zu einem der größten Gaslieferanten zählen.
Um „live“ zu untersuchen, wie Wasserstoff optimal und sicher in einer Wohnumgebung genutzt werden kann, hat das zu diesem Zweck gegründete H2@Home-Konsortium ein Testhaus umgebaut. Seit Ende 2021 können die Bewohner ihr Haus und Leitungswasser vollständig mit Wasserstoff heizen. Sie bemerken im Vergleich zu einem normalen Heizkessel keinen Unterschied im Gebrauch, bei der Wärme und im Komfort.
Das Haus ist Teil einer Nachbildung des DreamHûs-Wohnblocks aus den 1970er Jahren, der auf dem Gelände des Fieldlab The Green Village (TGV) auf dem Campus der TU Delft steht. Das FME-Mitgliedsunternehmen Aalberts N.V. (zu dem auch die FME-Mitgliedsunternehmen Flamco und HSF gehören) ist einer der Projektpartner.
Realistische Testumgebung für Wasserstoff
Das Projekt H2@Home ist einzigartig auf dem europäischen Festland. Dieser einzigartige Charakter ist auf eine Kombination von Faktoren zurückzuführen: Der Wasserstoff wird über ein unterirdisches Leitungsnetz (ähnlich dem Erdgasnetz) geliefert, das Haus ist bewohnt, es handelt sich um einen individuellen Hausanschluss und die Wasserstoffleitungen laufen ebenfalls über den Zähler und durch die Hauswirtschaftsräume des Hauses.
Die Testumgebung ist daher sehr realistisch. Umso wichtiger sind die Ergebnisse für die Frage, wie Bewohner in Zukunft einen optimalen Zugang zu Wasserstoff erhalten können.
Herausforderungen in der Forschung
Unter dem Gesichtspunkt der Kosteneffizienz ist eine Nachrüstung der vorhandenen Infrastruktur die naheliegendste Option. Allerdings hat Wasserstoff im Vergleich zu Erdgas eine geringere Energiedichte, sodass die Durchflussmenge bei Nutzung der vorhandenen Infrastruktur deutlich erhöht werden muss, um denselben Energiebedarf zu decken.
Diese hohen Geschwindigkeiten und Volumina werden voraussichtlich zu Lärmbelästigung und unerwünschten Resonanzen in der Hausinstallation führen. Darüber hinaus ist Wasserstoff leicht entzündlich, farb- und geruchlos. Eigenschaften, die zusätzliche Sicherheits- und Vorsorgemaßnahmen für die gesellschaftliche Akzeptanz erfordern.
Vorhandene Gasdruckregler, Gaszähler und Heizkessel sind nicht ohne Weiteres für die Verwendung von Wasserstoff geeignet. Es wird davon ausgegangen, dass der Gasdruckregler, der im Rahmen des Projekts untersucht, entwickelt und getestet wird, kostengünstig nachgerüstet werden kann.
Dabei wird die Entwicklung einer intelligenten Gasversorgungsabsperrung für die erforderlichen Sicherheits- und Vorsorgemaßnahmen untersucht. Im Rahmen des Projekts werden auch die erforderlichen Anpassungen des Gaszählers und der Leitungen berücksichtigt.
Es sind bereits Wasserstoffkessel entwickelt worden, die jedoch nur selten genutzt werden, aber im Rahmen dieses Projekts auf verschiedene Aspekte getestet werden sollen. Schließlich wird ein Kommunikationsmodul entwickelt, um den Netzbetreibern eine Verwaltungsfunktion zu bieten und den Endnutzern (Bewohnern) durch die Überwachung ein größeres Sicherheitsgefühl zu vermitteln. Damit werden die Erfolgschancen für den Markt und die Gesellschaft deutlich erhöht.
Blaupause für die Anwendung von Wasserstoff in Wohnhäusern
H2@Home testet und untersucht alle diese Aspekte. Was ist für eine sichere und zuverlässige Installation nötig? Wie reagieren die Leitungen und Geräte auf Wasserstoff? Welche Anforderungen müssen in Gesetzen und Verordnungen verankert werden?
Sensoren im Haus messen unter anderem Druck und Temperatur und die Leitungen werden insbesondere auf Vibrationen und Undichtigkeiten kontrolliert. Außerdem werden neue Module getestet und es finden Katastrophenschutzübungen statt. Die Studie wird im Juli 2022 abgeschlossen sein.
Die Entwicklungen und Testergebnisse werden zu einer Blaupause für eine sichere und kostengünstige Anwendung von Wasserstoff in der bebauten Umgebung führen. Auf Grundlage dieser Forschung, der entwickelten Komponenten und eventueller Anpassungen wird diese Blaupause einen Einblick in die Richtlinien, die Anforderungen für eine sichere Nutzung und die Möglichkeiten für eine breite Einführung an verschiedenen Standorten in den Niederlanden zusätzlich zu dem ersten Pilotprojekt im Green Village geben.
