Mit Brennstoffzellen günstig heizen – schont Geldbeutel und Klima

Eine Brennstoffzelle kann mehr als klassische Heizungsanlagen: Neben Wärme erzeugt sie zusätzlich auch Strom. Und dank ihrer hohen Effizienz verbraucht sie dabei deutlich weniger Erdgas. Das schont nicht nur das Klima, sondern auch den Geldbeutel – ohne Abstriche bei Komfort und Zuverlässigkeit.

Im Gegensatz zu klassischen Heizungen erzeugen Brennstoffzellenheizungen – wie Kraft-Wärme-Kopplungs (KWK)-Anlagen – nicht nur Wärme, sondern auch Strom. Man spricht daher landläufig auch von einer stromerzeugenden Heizung. Die Wärme ist letztlich ein Nebenprodukt eines elektrochemischen Reaktionsprozesses in der Brennstoffzelle, bei dem Wasserstoff und Sauerstoff aus der Luft kontrolliert miteinander zu Wasser(dampf) reagieren und direkt Strom erzeugt wird. Der Wasserstoff wird dabei in einem vorgeschalteten oder internen (innerhalb der Brennstoffzelle stattfindendem) Prozess, der sogenannten Reformierung, aus Erd-, Flüssig- oder Biogas gewonnen. Neue Gasbrennwertgeräte sind in der Regel auch „H2-ready“, also geeignet sind für eine etwaige spätere Umstellung auf Wasserstoff als Brennstoff.

Heizraum mit großer Brennstoffzellenheizung und Leitungsrohren.

Wichtige Information zur KfW-Förderung

Die Antragsstellung zum Investitionszuschuss Brennstoffzelle bei der KfW (433) ist nicht mehr möglich. Die Förderung wurde eingestellt.

Info der KfW zu Brennstoffzellen

4 gute Gründe für eine Brennstoffzellenheizung

hohe Energieeffizienz
wartungsarm, geringer Platzbedarf
geeignet für Neubau und energetische Modernisierungsmaßnahmen
erfüllt gängige Energiestandards

Höherer Wirkungsgrad bei selbst produziertem Strom und reduziertem CO₂-Ausstoß

Gegenüber klassischen motorischen Systemen weisen Brennstoffzellen in der Regel einen höheren elektrischen Wirkungsgrad von über 30 bis zu 60 Prozent auf. Aufgrund der elektrochemischen Umwandlung sind Brennstoffzellenheizungen auch wartungs- und vibrationsarm sowie leise im Betrieb.

Da der Energiegehalt des eingesetzten Brennstoffs Erdgas fast vollständig genutzt werden kann und Strom und Wärme dezentral am Gebrauchsort erzeugt werden, sind Brennstoffzellen besonders effiziente Energiewandler. Das führt neben einer Senkung der Betriebskosten (durch den verminderten Erdgasverbrauch) auch zu einer Reduktion der CO₂-Emissionen im Vergleich zu einer konventionellen Erzeugung von Strom und Wärme.

Grafik Funktionsprinzip einer erdgasbetriebenen Brennstoffzellenanlage zur Umwandlung in elektrische und thermische Energie.

Brennstoffzellenheizungen sind für den Dauerbetrieb ausgelegt und decken den Grundbedarf an Wärme und Strom im Tagesverlauf eines Haushalts ab. Die aktuell am Markt verfügbaren Geräte weisen dabei elektrische Leistungen von 0,3 bis 1,5 kW auf, auch die thermische Leistung bewegt sich in einem ähnlichen Bereich.

Zur Bedienung von Wärmelastspitzen, etwa an kalten Wintertagen, verfügen Brennstoffzellenheizgeräte entweder über ein angeschlossenes Gasbrennwert-Modul (integrierte Geräte) oder nutzen bereits bestehende Heizanlagen (Beistelllösung). Stromspitzen werden weiterhin über das öffentliche Netz abgedeckt. Alternativ kann auch ein Stromspeicher (Batterie) installiert werden, der Überschüsse zwischenspeichert.

Untersuchungen zeigen, dass bei Brennstoffzellen-Heizgeräten Eigennutzungsgrade von 80 Prozent und mehr realistisch sind. Sie bieten somit auch die Möglichkeit, sich vor dem Hintergrund steigender Strompreise unabhängiger vom Stromnetz zu machen und durch eine intelligente Steuerung des Hausenergiesystems das lokale Verteilnetz der Kommune zu entlasten.

Hintergrundinformationen zur Brennstoffzellenheizung

Initiative Brennstoffzelle: Broschüre Strom und Wärme maximal effizient
ASUE – Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e.V.: Broschüre Brennstoffzellen für die Hausenergieversorgung
co2online: Brennstoffzellen-Heizungen: Technik, Kosten, Arten & Förderung

Technologie im langjährigen Praxiseinsatz erprobt

Die Ära der Brennstoffzellenheizung in der Gebäudeenergieversorgung hat gerade erst begonnen. Zahlreiche Erfahrungswerte aus Erprobungs- und Demonstrationsprogrammen zeigen, dass die Technologie ausgereift ist und im Zuge der Energiewende eine wichtige Rolle spielen kann.

Das Land Hessen ist Vorreiter beim Einsatz der innovativen Brennstoffzellentechnologie. Als erstes Bundesland legte es 2014/15 ein eigenes Förderprogramm auf, mit dem die Installation von 44 Brennstoffzellenheizungen in hessischen Haushalten bezuschusst wurde. Besonders bemerkenswert sind dabei die hohen Zufriedenheitswerte der Anlagenbetreibenden sowie die große Bereitschaft zur Weiterempfehlung der Technologie. Auch hier zeigte sich, dass die Anlagen die Anforderungen an einen langjährigen Dauerbetrieb erfüllen und die Brennstoffzellen nur geringe Degenerationsraten aufweisen, das heißt, der elektrische Wirkungsgrad verminderte sich nur geringfügig.

Unsere Brennstoffzellenheizung war für uns eine Investition in die Zukunft: Energie- und Stromkosteneinsparung und zugleich Reduzierung der CO2-Belastung.
Ludwig und Christa B., Büttelborn

Auch international ist die Brennstoffzelle eine Erfolgsgeschichte. So wurden etwa in Japan bis 2019 mehr als 300.000 Einheiten für die Hausenergieversorgung installiert, bis zum Jahr 2030 sollen es 2,5 Millionen sein. Durch die steigenden Stückzahlen konnten auch die Kosten deutlich gesenkt werden.

Für die energetische Modernisierung des Objekts in Alt-Bischofsheim haben wir uns bewusst für eine Brennstoffzelle entschieden, sodass dieses nun in optimaler Weise künftigen Ansprüchen genügt und auch einen Beitrag zur Wärmewende leisten kann.
Gerd R., Maintal-Bischofsheim