Berlin muss wie alle Großstädte mit mehr als 100.000 Einwohnerinnen und Einwohnern bis zum 30.06.2026 einen Wärmeplan vorlegen. Die Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt als planungsverantwortliche Stelle hat die Möglichkeit der „Eignungsprüfung und verkürzten Wärmeplanung“ nach §14 Wärmeplanungsgesetz genutzt, um bereits vor 2026 erste Ergebnisse der Wärmeplanung aufzuzeigen. Die verkürzte Wärmeplanung identifiziert Gebiete der dezentralen Versorgung: Hier ist ein Fernwärmenetz unwahrscheinlich, das heißt jedes Gebäude wird sich voraussichtlich auch zukünftig selbst mit Wärme versorgen. Sie können anhand der interaktiven Karte mit Adresssuche herausfinden, ob ein Gebäude in einem Gebiet der dezentralen Versorgung nach verkürzter Wärmeplanung liegt. Dort erfahren Sie auch, ob die Nutzung von Geothermie, also Erdwärme, in dem jeweiligen Gebiet generell erlaubt ist oder nicht. Die verkürzte Wärmeplanung identifiziert nach Prüfung verschiedener relevanter Kriterien Gebiete, die sich nicht für eine Versorgung über ein Fernwärmenetz oder ein Wasserstoffnetz eignen. Bei der Prüfung werden Merkmale wie zum Beispiel die Bebauungsdichte und die Wärmedichte auf Baublockebene berücksichtigt. Die verkürzte Wärmeplanung stellt Ihnen die Information bereit, ob sich ein Gebäude in einem Gebiet befindet, in dem mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht mit einem Anschluss an ein Fernwärmenetz zu rechnen ist. Es ist davon auszugehen, dass hier jedes Gebäude voraussichtlich auch zukünftig eine eigene Wärmeerzeugungsanlage benötigen wird, wobei die Möglichkeit der Versorgung mit Wasserstoff nicht in Betracht gezogen werden sollte. Der Bund und das Land Berlin informieren zum Thema Gebäudeenergiegesetz (GEG) unter folgenden Links: Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Bauen und Wohnen Berlin
Spätestens seit der Verkündung der nationalen Wasserstoffstrategie im Jahr 2020 spielt die Produktion und Verwendung von Grünem Wasserstoff in der deutschen und auch in der europäischen Energiewende eine bedeutende Rolle. Durch Grünen Wasserstoff wird die Sektorenkopplung ermöglicht und Grüner Strom kann für lange Zeiträume gespeichert werden. Die notwendigen Komponenten der Technologie, von der Erzeugung von Grünem Wasserstoff über den Transport bis hin zur Rückumwandlung in andere Energieformen, sind am Markt erprobt und werden aktuell skaliert. Somit können die Mengen an Wasserstoff, die für die kommenden Jahre benötigt werden (je nach Studie 4 TWh bei 1 GW installierter Elektrolyseleistung bis zu 20 TWh bei 5 GW installierter Elektrolyseleistung bis 2030) zumindest in Teilen in Deutschland selbst produziert werden. Bei der Skalierung der Anlagen kommen zwei Ansätze in Frage: Einerseits werden einzelne Anlagen größer, andererseits wird die Anzahl kleiner und mittelgroßer Anlagen erhöht. Grundsätzlich wird die Skalierung in beiden Dimensionen benötigt werden, um die enorme Nachfrage nach Grünem Wasserstoff bedienen zu können. Dieses Vorhaben fokussiert hierbei auf die skalierbare Auslegung und Produktion kleiner bis mittelgroßer Anlagen. So ist es das Ziel des Vorhabens, ein Konzept zu entwickeln, anhand dessen Elektrolyseure im Leistungsbereich von 500 kW bis 5 MW in eine regionale Energieversorgung eingebracht werden können. Hierbei gilt es, die entstehenden Stoffströme integriert zu betrachten, um so dezentrale und nachhaltige Wasserstoffkonzepte in die Realität zu überführen. Um dieses Konzept skalierbar zu entwickeln und an weiteren Standorten ausrollen zu können, muss ein grundsätzliches Vorgehen entwickelt werden, anhand dessen eine modularisierbare Anlage auf den jeweiligen Anwendungsfall ausgelegt werden kann.
Mit der angestrebten schrittweisen Kraftstofftransformation ('Fuel-Switch') von fossilem Erdgas zu klimaneutralen Gasen wie z.B. grünem Wasserstoff werden in Zukunft unterschiedliche Gasgemische im Gasnetz vorliegen. Im Rahmen des Projekts 'HydroFit' sollen Gasmotoren in KWK-Anlagen für diesen 'Fuel-Switch' ertüchtigt werden. Dabei werden neben zukünftigen Motoren, auch insbesondere Bestandsanlagen adressiert, die durch HydroFit leistungstechnisch optimiert werden. Um die Motoren in Zukunft nachhaltig, effizient und emissionsarm betreiben zu können, bedarf es geeigneter Anpassungen in Hard- und Software. Hierfür wird ein adaptives System entwickelt, das es ermöglicht, Gasmotoren unabhängig von der aktuellen Kraftstoffzusammensetzung im Versorgungsnetz zu betreiben. Das System kann dabei auf zeitlich sich ändernde Gaszusammensetzung reagieren, ohne dass Umbauten am Motor durchgeführt werden müssen. Dies ist insbesondere für die Übergangsphase der schrittweisen Einführung von der Wasserstoffbeimengung bis zur reinen Wasserstoffbereitstellung von Bedeutung. Zusätzlich wird HydroFit konstruktiv so gestaltet, dass bereits im Betrieb befindliche Anlagen wirtschaftlich ohne Änderungen am Grundmotor nachgerüstet werden können. Um die Funktionalität des Konzepts sicherzustellen, soll nach der Entwicklung eines Prototypsystems, dieses zunächst im Labor getestet werden. In einer weiteren Ausbaustufe erfolgt die Erprobung an einem Versuchsmotor im Feld. Mit dem vollständigen Umstieg auf Wasserstoff und andere klimaneutrale Kraftstoffe können Gasmotoren-BHKW nicht nur als Brückentechnologie in der Energiewende dienen, sondern auch langfristig für die Dekarbonisierung der Wärme- und Stromerzeugung sorgen. Mit dem in diesem Vorhaben geplanten adaptiven System bleiben sie dabei sehr flexibel und können im Gegensatz zu alternativen Technologien (wie z.B. der Brennstoffzelle) unabhängig von der Kraftstoffzusammensetzung, insbesondere der Reinheit des Wasserstoffs, betrieben werden.
Um die Treibhausgas-Emissionen drastisch zu reduzieren, werden aktuell Forschungs- und Implementierungspläne entwickelt. In dieser gesellschaftlich und strategisch wichtigen Vision spielt Wasserstoff als Energieträger eine Schlüsselrolle. Eine nachteilige Eigenschaft von Wasserstoff ist jedoch, dass viele metallische Werkstoffe als Konsequenz auf eine Exposition mit Wasserstoff mit einer Änderung der mechanischen Eigenschaften reagieren, auch bekannt als 'Wasserstoffversprödung'. Dieses Phänomen ist grundsätzlich auf eine Interaktion zwischen den Wasserstoffatomen, im Werkstoff vorhandenen Ungänzen und dem Vorhandensein einer mechanischen Beanspruchung zurückzuführen. Um dies für in der Kraftwerksanwendung typischerweise bisher eingesetzte Werkstoffklassen zu untersuchen und relevante Werkstoffdaten zu erzeugen, stehen alternative Prüfverfahren zur Verfügung, welche unterschiedliche Strategien der Wasserstoffexposition im Labor verfolgen. Im Vorhaben 'HyPower' wird ein werkstoffspezifischer Versuchsplan entwickelt werden, mit welchem künftig das Werkstoffverhalten unter den entsprechenden Umgebungsbedingungen zeit- und kosteneffizient charakterisiert werden kann.
Das Ziel des Projektes besteht in der Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie. Der Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e. V. hat im März 2021 eine Roadmap für eine treibhausgasneutrale Ziegelindustrie in Deutschland - Ein Weg zur Klimaneutralität der Branche bis 2050- herausgegeben. Die Treibhausgasemissionen der deutschen Ziegelindustrie betragen rund 1,74 Mio. t CO2 im Jahr. Bis zum Jahr 2050 soll das Ziel der Treibhausgasneutralität, mit dann nur noch Emissionen von rund 0,5 Mio. t CO2/a, erreicht sein. Ein großes Problem bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse wie Ziegel, Dachziegel, Klinker etc. ist der hohe Energieverbrauch. Der Sekundärenergieträger Wasserstoff kann durch seine CO2-freie Verbrennung sehr gut als Brennstoff eingesetzt werden. Wasserstoff ist ein brennbares Gas das exotherm mit Sauerstoff zu Wasser reagiert. Durch die Veränderung der Gasatmosphäre im Ofen gibt es jedoch Auswirkungen auf die Eigenschaften des Brennproduktes, die keramischen Eigenschaften, die Brennfarbe, die Puzzolanität und schädliche Emissionen im Ofenraum. Schwerpunkt ist es, derzeit noch offene Fragestellungen zum Wasserstoff-verfahren zu lösen, d.h. Kenntnisse über die Reaktionsmechanismen in den Rohstoffen bei wasserdampfhaltiger Atmosphäre zu erlangen und ein Konzept für die Verfahrenstechnik zu entwickeln, mit der es nach dem heutigen Stand der Technik möglich wird, ein solches Brennverfahren sicher und wirtschaftlich in einem kontinuierlichen Prozess einzusetzen. Die Projektergebnisse sollen im Werk Rietberg der Wienerberger GmbH in einem Pilotofen umgesetzt und erprobt werden.