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Heizen mit Wasser­stoff

Für Außen­ste­hende ist es ein Tiny House, für die Heizungs­branche ein Blick in die Zukunft: Bei einem anschau­li­chen Demo­test führt der nieder­län­di­sche Heiz­kes­sel­her­steller Intergas vor, wie er aus Wasser­stoff wohlige Wärme erzeugt.


„Aufre­gend!“ Wenn Gerrit Zijl­stra vom Tiny House spricht, gerät er leicht ins Schwärmen. Dabei ist es nicht einmal die moderne Wohn­lich­keit des 3,45 auf 11,95 Meter messenden Quaders, die dem promo­vierten Physiker das Leuchten in die Augen treibt. Tatsäch­lich kann man den Grund dafür noch nicht einmal sehen, nur fühlen: Trotz nieder­län­di­schen Winter­winds herrscht im Tiny House Wohl­fühl­tem­pe­ratur und das warme Wasser in Küche und Bad lässt durch­ge­fro­rene Glieder schnell wieder auftauen. Für Zijl­stra und seinen Arbeit­geber, den nieder­län­di­schen Heiz­kes­sel­her­steller Intergas mit Sitz in Coevorden, ist das ein Meilen­stein. Denn für Wärme und Warm­wasser sorgt ein Boiler, der zu 100 Prozent mit Wasser­stoff heizt.

Wasser­stoff ist beides: Spei­cher und Energie, was ihn zu einer effek­tiven Lösung für die Ener­gie­wende macht. Deshalb erfor­schen wir diese Lösung.

Peter Cool, CTO Intergas

„Das ist für mich das Faszi­nie­rende an dem Tiny-House-Projekt: die neue Wasser­stoff­tech­no­logie in ein bewährtes Produkt wie einen Heiz­kessel zu inte­grieren und so eine Lösung für nach­hal­tigen Brenn­stoff zu finden. Dadurch können wir CO₂-Emis­sionen redu­zieren“, sagt Zijl­stra. Vor zwei Jahren schlug Intergas den Weg in diese Rich­tung ein. Denn, so CTO Peter Cool: „Wasser­stoff ist beides: Spei­cher und Ener­gie­quelle, was ihn zu einer effek­tiven Lösung für die Ener­gie­wende macht. Deshalb erfor­schen wir diese Lösung.“ Entwickler Zijl­stra nahm sich der H2-Fähig­keit der Intergas-Produkte als Projekt­leiter für Wasser­stoff an. Am Anfang stand die Frage: „Wie können wir einen exis­tie­renden Kessel so umrüsten, dass er reinen Wasser­stoff verbrennen kann?“

Foto: Miquel Gonzalez | Foto­gloria

Versuche im Wasser­stoff­labor

Die Suche nach Antworten begann im firmen­ei­genen Wasser­stoff­labor. Zunächst einmal hieß das: zurück zu den Grund­lagen der Verbren­nungs­tech­no­logie. Denn Wasser­stoff verhält sich völlig anders als Erdgas — das durch die Ener­gie­trans­for­ma­tion in nicht allzu ferner Zukunft ersetzt werden soll. Zijl­stra erklärt: „Beim Erdgas nutzen wir dessen Leit­fä­hig­keit, um die Flamme zu über­wa­chen. Eine Wasser­stoff­flamme hingegen ist nicht leit­fähig und nahezu unsichtbar. Wir mussten also erst einmal eine Lösung finden, um die Flam­men­über­wa­chung sicher­zu­stellen.“

Der Wasser­stoff­kessel ist das Ergebnis einer inno­va­tiven ­Zusam­men­ar­beit mit einem fantas­ti­schen Team von Fach­leuten.

Gerrit Zijl­stra, Entwickler bei Intergas

Mit verschie­densten Versuchs­an­ord­nungen und offenem Brenner machte sich Zijl­stra im Labor ans Werk. Ein großer Vorteil bei Intergas waren die kurzen Dienst­wege zwischen den Diszi­plinen, die es für einen fort­schritt­li­chen Boiler braucht. „Der Wasser­stoff­kessel ist das Ergebnis einer inno­va­tiven Zusam­men­ar­beit mit einem fantas­ti­schen Team von Fach­leuten, die in den Berei­chen Elek­tronik, Physik, einge­bet­tete Soft­ware, Technik, Zerti­fi­zie­rung, IT, Produkt­ma­nage­ment und Marke­ting hervor­ra­gende Arbeit leisten“, sagt Zijl­stra.

Kurze Wege bei der Entwick­lung

Doch auch über Firmen- und Landes­grenzen hinaus können Wege kurz sein. „Wir holten schon zu Beginn unserer Arbeit am H2-Heiz­kessel ebm-papst ins Boot. Denn wir vermu­teten früh­zeitig, dass das Gasventil und das Gebläse eine entschei­dende Rolle spielen würden. Zu ebm-papst hatten wir über Enno Vrolijk, den Leiter der Gasven­til­ent­wick­lung, bereits einen sehr guten Kontakt.“

In Enno Vrolijk, Jürgen Schwalme, Leiter Appli­ka­tion und Zerti­fi­zie­rung, dem Appli­ka­teur Chris­toph Beck und Ludwig Hirsch, Leiter der Versuchs­werk­statt, fand Intergas Ansprech­partner und Unter­stützer fürs Tech­ni­sche, aber auch für die notwen­digen Forma­li­täten. „Wir führten viele inter­es­sante Diskus­sionen und iden­ti­fi­zierten gemeinsam poten­zi­elle Risiken. ­ebm-papst stellte uns außerdem Proto­typen zur Verfü­gung, die auf die Eigen­heiten von Wasser­stoff abge­stimmt sind“, berichtet Zijl­stra. Dazu gehören beispiels­weise ein beson­ders dichtes Gasge­bläse und die spezi­elle Einstel­lung der Gasven­tile auf Wasser­stoff. Es musste aber auch sicher­ge­stellt sein, dass im Inneren des Gebläses selbst im Fehler­fall keine Funken durch elek­tro­sta­ti­sche Aufla­dungen entstehen. Dass ebm-papst sich schon seit geraumer Zeit mit dem Element H2 ausein­an­der­setzte, sollte sich für Intergas bald bewähren.

Hilfe bei der Zerti­fi­zie­rung

Die Heizungs­profis waren am „Entwi­ckeln, Entwi­ckeln, Entwi­ckeln“, wie Zijl­stra sagt, da erreichte sie eine Anfrage, die sie noch mehr Stoff geben ließ: Verschie­dene Instituti­onen der Gemeinde Hooge­veen hatten sich zusam­men­getan, um ein mobiles kleines Haus zu bauen, das voll­ständig aus nach­hal­tigen Mate­ria­lien besteht — und mit grünem Wasser­stoff betrieben wird. Das „Water­stof Tiny House“ sollte im September 2021 als Botschafter für grünes Wohnen auf Tour durch die nieder­län­di­sche Region Drenthe gehen und die breite Bevöl­ke­rung, Studie­rende und beruf­lich Inter­es­sierte für das Thema erwärmen. Der ideale Demonstrations­test für Intergas und seinen ersten H2-Heiz­kessel. Doch jetzt war es schon März, die Zeit drängte also.

Eine große Heraus­for­de­rung für uns war, dass die Technik weiter ist als die Regu­la­to­rien.

Gerrit Zijl­stra, Entwickler bei Intergas

„Eine große Heraus­for­de­rung für uns war, dass die Technik weiter ist als die Regu­la­to­rien. Wir konnten keine zerti­fi­zierten Kompo­nenten einsetzen, weil es schlicht keine Zerti­fi­ka­tionen gab“, sagt Zijl­stra. „Doch ebm-papst half uns beim Zerti­fi­zie­rungs­pro­zess, den wir für den Demons­tra­ti­ons­test mit dem Tiny House durch­laufen mussten.“ Experte Jürgen Schwalme erklärt: „Schon vor dem Tiny-House-Projekt hatten wir uns mit verschie­denen Prüf­stellen wie dem DVGW-EBI zusam­men­ge­setzt, gemeinsam mit ihnen Risiko­analysen bewertet und die notwen­digen Tests sowie Unter­su­chungen fest­ge­legt und durch­ge­führt. Darüber hi­­naus haben wir uns am euro­päi­schen Projekt ‚Testing ­Hydrogen in Gas Appli­ances‘, kurz THyGA, betei­ligt und wurden im Normen­gre­mium dazu einge­laden, an der Ausar­bei­tung des euro­päi­schen Leit­fa­dens für die Anwen­dung von 100 Prozent Wasser­stoff bei Gasven­tilen in der Heizungs­technik mitzu­wirken. Unsere Vernet­zung in Europa ermög­lichte es, dass wir Intergas bei der Zusam­men­ar­beit mit der nieder­län­di­schen Prüf­stelle Kiwa sehr zügig begleiten konnten.“

Warmwasser(stoff) marsch: Das Water­stof Tiny House war als Botschafter für grünes Heizen auf Tour durch die Nieder­lande. (Foto: Miquel Gonzalez | Foto­gloria)

Vom kleinen Haus zum Wohn­ge­biet

Inzwi­schen hat das Tiny House seine Tour abge­schlossen und bei vielen blei­bende Eindrücke hinter­lassen. „Die Besu­che­rinnen und Besu­cher waren durchweg beein­druckt — und viele probierten als Erstes aus, ob tatsäch­lich warmes Wasser aus dem Hahn kommt“, erzählt Zijl­stra, der an manchen Stationen selbst vor Ort war.

Das Tiny House steht nun an seinem finalen Standort in Hooge­veen — und bei Intergas steht das nächste Wasser­stoff­pro­jekt an: Ein Teil des Dorfes Wagen­borgen in Groningen mit Häusern aus den 1970er-­Jahren wird Ende 2022 an ein Wasser­stoff­netz ange­schlossen. Von diesem Zeit­punkt an werden die Bewohner von 33 Häusern mit einem Hybrid­system heizen — mit Wasser­stoff-Heiz­kes­seln und kleinen Wärme­pumpen von Intergas.

Mit dem 100-Prozent-Wasser­stoff-Kessel sind wir bereit für eine nach­hal­tige Zukunft. Das ist für uns ziem­lich aufre­gend.

Gerrit Zijl­stra, Entwickler bei Intergas

Bei noch älteren, gar denk­mal­ge­schützten Häusern ist es oft jedoch gar nicht möglich, zum Heizen Wärme­pumpen einzu­bauen und sie so auf einen Stand zu bringen, der der Ener­gie­trans­for­ma­tion entspricht. „Für diese Häuser ist Wasser­stoff eine einfache Lösung, die außerdem schnell instal­liert ist: Nach unseren Erfah­rungen mit aktu­ellen Gaskes­seln benö­tigt ein Instal­la­teur nur einen Vormittag, um einen H2-Kessel zu instal­lieren. Mit der Wasser­stoff­tech­no­logie können wir die Trans­for­ma­tion beschleu­nigen“, sagt Gerrit Zijl­stra. Und fügt hinzu: „Mit dem 100-Prozent-Wasser­stoff-Kessel sind wir bereit für eine nach­hal­tige Zukunft. Das ist für uns ziem­lich aufre­gend.“

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