Der Markt der Brennstoffzellenheizung ist seit geraumer Zeit in Bewegung gekommen. Die neue Technik ist zwar noch relativ teuer, doch durch den sinkenden Energieverbrauch und spezielle Zuschüsse rechnet sie sich für viele Hausbesitzer dennoch.
Geschichte der Brennstoffzellenheizung
Christian Friedrich Schönbein entwickelte 1838 die erste Brennstoffzelle. Diese Form der Energiegewinnung erregte zu Beginn viel Aufsehen. Durch den Elektromotor von Siemens geriet diese Art der Energiegewinnung jedoch vorerst in Vergessenheit.
Im Jahr 1950 wurde die Brennstoffzelle sozusagen wiederentdeckt. Allmählich hat sich die Brennstoffzelle als Energielieferant auf dem Markt etabliert. Heutzutage liegt das Heizen mit Brennstoffzellen im Sinne einer sauberen Energieversorgung total im Trend.
Ansonsten würde der Staat wohl kaum Fördermittel für die Anschaffung einer Brennstoffzellenheizung vergeben. Manche Experten sehen die Brennstoffzelle sogar als ultimative Lösung aller Energieversorgungsprobleme. Diesbezüglich muss für Sie als Hausbesitzer natürlich vorrangig eine positive Wirtschaftlichkeit einer derartigen Anlage gegeben sein.
Doch bislang scheint es so, dass die Heizung mit der Brennstoffzelle nicht bedingungslos die beste Anschaffung ist. Vor allem aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten betrachtet sollten Sie deshalb auf eine gute Planung setzen.
Nur so kann der Energiebedarf für Sie vorteilhaft gedeckt werden. Die Brennstoffzellenheizung bietet praktisch gesehen keine konkreten Nachteile. Doch die wahren Vorteile einer Brennstoffzellenheizung ergeben sich nur dann, wenn auch alle Rahmenbedingungen erfüllt werden.
Funktion Brennstoffzellenheizung
Eine Brennstoffzelle besteht aus einer positiv geladenen Kathode und einer negativ geladenen Anode. Zwischen den beiden Elektroden befindet sich ein Elektrolyt. Dieser ist mit einer Ionen durchlässigen und festen Membran ausgestattet. Es wird von außen Sauerstoff zugeführt und aus dem Erdgas auch kontinuierlich Wasserstoff eingebracht.
Die Kathode wird vom Sauerstoff versorgt und die Anode wird vom Wasserstoff bedient. Es fließt Strom, da der Wasserstoff in Protonen (+) und in Elektronen (-) gespalten wird. Folglich bewegen sich über einen Leiter die Elektronen zur Kathode. Das Wasserstoffion hingegen diffundiert gleichzeitig durch einen Elektrolyten.
Der Elektrolyt trennt die beiden Gase, nur so kann eine Knallgasreaktion vermieden werden. Der Luftsauerstoff vereinigt sich mit dem Wasserstoffion auf der Kathodenseite. Die Folge davon: Es entstehen bei diesem Vorgang Wasserdampf und Wärmeenergie.
Die Wärme, die bei der kalten Zusammenführung produziert wird, wird anschließend dank Kühlkreislauf ausgekoppelt und kann somit sofort zu Heizzwecken genutzt werden. Der Wasserstoff in der Brennstoffzelle reagiert mit dem aus der Luft stammenden Sauerstoff zu Wasser. Dadurch entstehen Strom und Wärme.
Brennstoffzellenheizungen funktionieren nach einem einfachen Prinzip. Zwischen zwei Elektroden geschieht eine chemische Reaktion, wobei die Chemikalien Sauerstoff und Wasserstoff bei der Brennstoffzellenheizung kontinuierlich von außen eingebracht werden.
Wichtig ist dabei, dass die Heizung mit Brennstoffzellen an das Erdgasnetz angeschlossen werden kann. Wird Ihr Haushalt mit Erdgas versorgt, dann benötigen Sie weder eine Lagermöglichkeit für das Gas noch einen neuen Hausanschluss. Wenn nicht, müssen Sie nachrüsten, um die neue Technologie nutzen zu können.
Voraussetzungen für eine Brennstoffzellenheizung
Sie bekommen als Hausbesitzer mit der Brennstoffzelle eine Heizung, die sowohl Wärme als auch Strom erzeugt. Die innovative Technik funktioniert aber nur dann optimal, wenn gewisse Bedingungen erfüllt werden. Für einen sicheren und effizienten Betrieb der Brennstoffzellenheizung sollten einige Voraussetzungen gewährleistet sein.
So sollte in Ihrem Wohngebäude bereits eine zentrale Heizung vorhanden oder zumindest geplant sein. In Ihrem Haus muss ein Erdgasanschluss existieren und in das Heizsystem sollte ein Wärmespeicher integriert werden. Bestenfalls sollte im Wohnobjekt auch eine Zusatzheizung vorhanden sein.
Anschaffung einer Brennstoffzellenheizung
Die Anschaffung einer Brennstoffzellenheizung sollte sich unbedingt lohnen. Die größte Herausforderung besteht derzeit darin, dass die Brennstoffzellenheizung im ganzen Haushalt gleichzeitig den Wärmebedarf und den Strom zu decken vermag. Brennstoffzellen stoßen jedoch gerade bei einem hohen Wärmebedarf an ihre Grenzen.
In einem durchschnittlichen Einfamilienhaus stellt die Heizung in der Regel lediglich 10 bis 20 Prozent bereit. Aus diesem Grunde ist die Brennstoffzellenheizung oftmals mit einem Gas-Brennwertkessel gekoppelt. Nur so kann auch in den kalten Monaten die erforderliche Wärmespitzenlast erreicht werden. Bei Niedrigenergiehäusern sieht die Lage wesentlich günstiger aus.
Hier reicht eine Brennstoffzellenheizung durchaus aus, da die Häuser sehr gut gedämmt sind. Somit kann der gesamte Wärmebedarf im Haus problemlos ohne weitere Unterstützung gedeckt werden. Die Brennstoffzelle lohnt sich bei einem Niedrigenergiehaus besonders gut, da sich die Wärme- und Stromversorgung autark betreiben lässt.
Brennstoffzellenheizung Kosten
Endlich sind die Brennstoffheizungen auch wirklich marktreif, sie werden bereits in Serie produziert. Dennoch ist diese energiesparende Technik in der Anschaffung nicht ganz günstig. Die Anlage rechnet sich jedoch durch den sinkenden Energieverbrauch und durch staatliche Zuschüsse. Der Einbau einer Brennstoffzellenheizung kostet Sie derzeit samt der kompletten Anlage grob geschätzt 30.000 – 35.000 Euro und mehr.
Gute Gründe für die Brennstoffzellenheizung
Mit der Brennstoffzelle können Sie Wärme und Strom produzieren. Dies funktioniert ganz ohne die klassische Verbrennung. Denn es kommt bei der Brennstoffzellenheizung zu einer kalten Verbrennung, wobei Wasserstoff und Sauerstoff miteinander reagieren.
Dieser Prozess funktioniert auf elektrochemische Weise. Zunächst muss der Wasserstoff erzeugt werden, das Erdgas dient für die Brennstoffzelle als Ausgangsmaterial. Flüssiggas, Biogas oder emissionsarmes Erdgas wird in Wasserstoff umgewandelt.
Dafür muss das Gas zuvor durch einen Reformer geleitet werden. Damit es zur kalten Verbrennung kommt, wird der Wasserstoff gespalten und es wird Sauerstoff zugeführt. Bei der kalten Verbrennung werden Wärme und Strom gewonnen.
Sie sind mit der Brennstoffzellenheizung in der Lage, mit modernster Technik Strom und Wärme zu gewinnen. Das Heizen mit Erdgas und Wasserstoff gilt laut Fachleuten als das zukunftsweisende Heizen schlechthin.
Ein weiterer Vorteil ist mit Sicherheit die Wirtschaftlichkeit. Wenn Sie zur Stromerzeugung die Brennstoffzelle nutzen, dann machen Sie sich von den stetig steigenden Strompreisen so gut wie unabhängig. Mit der Brennstoffzelle heizen Sie effizient und können beim richtigen Vorgehen bis zu 40 Prozent an Energiekosten einsparen.
Mit einer gut integrierten Brennstoffzellenheizung in Ihrem Wohngebäude sparen Sie nicht nur langfristig, sondern schonen durch die geringeren CO2-Emissionen Ihrer neuen Anlage auch nachhaltig das Klima.
Brennstoffzellenheizung Beratung
Endlich sind die Brennstoffheizungen auch wirklich marktreif, sie werden bereits in Serie produziert. Dennoch ist diese energiesparende Technik in der Anschaffung nicht ganz günstig. Die Anlage rechnet sich jedoch durch den sinkenden Energieverbrauch und durch staatliche Zuschüsse. Der Einbau einer Brennstoffzellenheizung kostet Sie derzeit samt der kompletten Anlage grob geschätzt 30.000 Euro und mehr.
Aus diesem Grunde sollten Sie sich vor dem Kauf ausreichend informieren und unbedingt einen Expertenrat einholen. Denn es hängt von mehreren Faktoren ab, ob sich die Heizung mit Brennstoffzellen wirtschaftlich betreiben lässt. Der Experte kann Sie auch beraten, welche Anlage zu Ihrer Immobilie passt. Zu den entscheidenden Faktoren gehören:
- der Warmwasserbedarf
- der Stromverbrauch
- das Vorhandensein eines
- Erdgasanschlusses
- der aktuelle Zustand des Wohnobjektes.
Eine adäquate Vor-Ort-Beratung ist somit unerlässlich. Der Fachmann bewahrt Sie davor, dass Sie am eigenen Bedarf an Wärme und Strom schlichtweg Ihr Geld falsch investieren. Doch der Rat des Experten ist nicht nur hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit von Belang. Damit Sie Ihren Anspruch auf Fördermittel geltend machen können, ist eine umfassende Beratung ohnehin Pflicht.
Brennstoffzellenheizung Entwicklung
Die Markteinführung im deutschsprachigen Raum steht beim Heizen mit Brennstoffzellen noch am Anfang. In Japan beispielsweise werden Brennstoffzellenheizungen bereits seit geraumer Zeit in hohem Maße eingesetzt.
Für Einfamilienhäuser bieten Brennstoffzellenheizungen für eine Koppelung von Kraft und Wärme bereits heute das größte Potenzial. Die Heizungen erzielen eine deutlich bessere Effizienz. Sie reduzieren stark den CO2-Ausstoß und verringern im Haushalt drastisch die Energiekosten. Für die Hausenergieversorgung zählen Brennstoffzellenheizungen zu den sogenannten Mikro-KWK-Anlagen.
Sie sind langlebig, wartungsarm, kompakt und aufgrund der wenigen mechanischen Komponenten auch äußerst robust. Sie eignen sich bestens für die Grundlastversorgung und können das kleinste Leistungssegment hervorragend abdecken. Dank der Brennstoffzellenheizung können Sie viel Strom produzieren.
Als Hauseigentümer kommen Sie auf lange Laufzeiten, da die Heizung ein sehr günstiges Verhältnis von thermischer und elektrischer Leistung aufweist. Den Stromüberschuss können Sie ohne Schwierigkeiten ins öffentliche Netz einspeisen.
Der erzeugte Strom sorgt dafür, dass Sie Ihren Fremdbezug an Energie stark reduzieren können. Der technische Entwicklungsstand einer Heizanlage mit Brennstoffzellen ist sehr gut. Bislang gilt als Hürde einzig und allein der relativ hohe Anschaffungspreis. Es lohnt sich jedoch allemal, wenn Sie die vorhandene Heizung auf die neue Technologie umstellen.
Entgegen kommt Ihnen dabei, dass die Herstellungskosten dank der hohen Nachfrage im Sinken begriffen sind. Auch attraktive Fördermittel können Sie beanspruchen. Die Brennstoffzellenheizungen arbeiten nahezu geräuschlos und erzielen dabei noch sehr hohe Wirkungsgrade.
Brennstoffzellenheizung Vorteile
Mit dem Kauf einer Brennstoffzellenheizung erzeugen Sie Strom und Wärme aus einer Hand. Sie schonen die Umwelt und können Energiekosten sparen. Im kleinen Leistungsbereich könnte sich für Sie diese Heizart durchaus als ökonomisch attraktive Alternative darstellen. Die Vorteile einer Brennstoffzellenheizung lassen sich in wenigen Punkten kundtun:
- Die kleine Aufstellfläche der Heizung spricht für eine platzsparende Bauweise.
- Es handelt sich um eine umweltschonende und effiziente Zukunftstechnologie.
- Die Energieeffizienzklasse einer Brennstoffzellenheizung liegt bei A++.
- Bei der Trinkwasserbereitung ist die Energieeffizienzklasse bei A einzustufen.
- Als Hausbesitzer haben Sie bei der Brennstoffzellenheizung mittels Smartphone oder Tablet einen hohen Bedienkomfort.
Mithilfe eines Heizungsplaners erhalten Sie ein individuell zugeschnittenes Angebot. Die Hersteller von Brennstoffzellenheizungen können Sie bezüglich des sparsamen und effizienten Heizens perfekt beraten. Zudem bieten Ihnen diese auch gerne bei der Fördermittelberatung ihre Unterstützung an.
Energiepolitische Vorteile
Es besteht durchaus die Möglichkeit, dass Brennstoffzellenheizungen aus unterschiedlichen Haushalten zu einem virtuellen Kraftwerk miteinander verknüpft werden können. So kann auf kurzfristige Bedarfsspitzen im Netz flexibel reagiert werden.
Werden im Stromnetz gewisse Kapazitäten benötigt, dann springen die kleinen Stromerzeuger (Photovoltaikanlagen und Brennstoffzellenheizungen) an.
Ökologische Vorteile
Mit einer Brennstoffzellenheizung tragen Sie automatisch dazu bei, dass sich die CO2-Bilanz verbessert. Denn durch den hohen elektrischen Nutzungsgrad der Brennstoffzellenheizungen wird die CO2-Emission in beachtlichem Maße reduziert.
Laut Studien könnten somit, auf den Strommix der kommenden Jahre bezogen, rund 30 Prozent der Treibhausgasemissionen reduziert werden.
Käme es im deutschsprachigen Raum zu einer kontinuierlichen Verbreitung der Brennstoffzellenheizungen, entspräche dies hochgerechnet einer jährlichen Einsparung von Treibhausgas von mehr als zwei Millionen Tonnen.
Ökonomische Vorteile
Die Heizkosten lassen sich für Sie als Verbraucher je nach Ausnutzungsgrad der Brennstoffzellenheizung deutlich senken. Somit reduzieren sich die Kosten für den vom Energieversorger garantierten Strombezug. Das hat zur Folge, dass die laufenden Energiekosten erheblich sinken.
Sie können mit einer Brennstoffzellenheizung aber auch sehr gutes Geld verdienen. Wenn Sie Ihren (nicht selbst genutzten) produzierten Strom ins öffentliche Netz einbringen, verdienen Sie mit der Stromeinspeisung bares Geld und erhalten zusätzlich noch Steuervergünstigungen.
Wichtige Kriterien sind der Strom- und Wärmebedarf
Brennstoffzellenheizungen sind für Ein- und Zweifamilienhäuser vor allem dann sehr gut geeignet, wenn für die Warmwasserbereitung und das Heizen ein ganzjähriger Wärmebedarf gegeben ist. Vom jeweiligen Warmwasserbedarf und Stromverbrauch hängt es ab, ob sich die neue Anlage wirtschaftlich betrachtet auch rechnet.
Die Brennstoffzellenheizung eignet sich am ehesten ab einem jährlichen Gesamtwärmebedarf von 10.000 Kilowattstunden. Aufgrund der ständigen Energieerzeugung der technologisch hochwertigen Anlage sollte auch der Strombedarf im Haushalt nicht zu niedrig sein.
Da bei einer Brennstoffzellenheizung ein Stromspeicher in der Regel nicht vorgesehen ist, kann der überschüssige Strom ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Hierfür erhalten Sie die sogenannte Stromvergütung. Der Eigenverbrauch ist aber immer wirtschaftlicher als die Einspeisung ins öffentliche Netz.
Brennstoffzellenheizung kaufen
Ob sich für Sie eine Brennstoffzelle rechnet, hängt von der gegebenen Hausdämmung ab und ob bereits ein Gasanschluss vorhanden ist. Ausschlaggebend sind auch Ihr Wasserbedarf und Energieverbrauch.
Vor dem Kauf einer Brennstoffzellenheizung sollten Sie zudem abklären, ob ausreichend Platz für die Anlage zur Verfügung steht. In den Wintermonaten reicht die Wärmeerzeugung der Brennstoffzellen nicht immer aus.
Aus diesem Grunde muss oftmals ein Gasbrennwertgerät hinzugeschaltet werden. Wünschen Sie sich für das Heizwasser und das Warmwasser einen Speicher, muss auch ein passender Stromspeicher montiert werden. Ein gut gerüsteter Schornstein ist für die Inbetriebnahme dieser Brennwerttechnik ebenfalls notwendig.
Zu beachten ist die Wirtschaftlichkeit aufgrund der hohen jährlichen Laufzeit. Je länger Ihre Strom-erzeugende Heizung, aufs ganze Jahr bezogen, läuft, desto lohnender ist die Anschaffung.
Sie können mit der Zeit auf zugekauften Strom von Ihrem Energieanbieter weitgehend verzichten. Die Amortisationszeit Ihrer neuen Anlage verringert sich dementsprechend rasch, sobald die Strompreise ansteigen. Im Vorfeld sollten Sie die Fördermöglichkeiten genau überprüfen. Dann rechnen sich auch mit Sicherheit die Investitionskosten in die neue Technologie.
Brennstoffzellenheizungen: Förderung und Finanzierung
Die Einführung der neuen Technologie wird seit 2016 vom Bund mit einem Förderprogramm unterstützt. Das effiziente Bauen und Sanieren wird über Zuschüsse bei der KfW-Bank geregelt. In Wohngebäuden wird der Einbau von Brennstoffzellenheizungen unterstützt.
Diese Brennstoffzellensysteme müssen eine Leistung von fünf bis 0,25 Kilowatt erbringen, sofern die Brennstoffzelle in die Strom- und Wärmeversorgung eingebunden werden kann. Mit einem Grundbetrag von 5.700 Euro erfolgt die Förderung als Zuschuss.
In der letzten Zeit wurden in fast allen deutschen Bundesländern ständig neue Programme zur Förderung der neuen Technologie aufgelegt. Die durchschnittlichen Förderprogramme können in etwa so kalkuliert werden, dass sie rund fünfzig Prozent der Investitionssumme ausmachen.
Einige Fördermodelle gestalten sich so, dass Sie als Hausbesitzer die kompletten Investitionskosten übernehmen. Die Finanzierung können Sie dann als gebundener Kunde mit dem Energiepreis abzahlen. Auch die Instandhaltungskosten können bei erweiterten Modellen über den Energiepreis abgedeckt werden.
Ihre Stromüberschüsse werden hierbei einfach gegengerechnet oder teilweise auch rückgeführt, nämlich in Form von monatlichen Grundbeiträgen. Neben der KfW-Förderung gibt es auch die BAFA-Förderung. Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) fördert mit 1.900 Euro Mikro-KWK Geräte. Diese Bonusförderungen gelten dem Impulsprogramm für „Stromeffizienz“ und „Wärmeeffizienz“. Für Brennstoffzellenheizungen gibt es zusätzlich einen Wärme- und einen Stromeffizienzbonus.
Rund 3.500 Euro beträgt die BAFA-Gesamtförderung. Heizungen auf Basis von Brennstoffzellen werden auch von vielen Bundesländern gefördert. Die jeweiligen Landesförderungen sind für Hausbesitzer eine gute Hilfe, um sich für die neue Technologie entscheiden zu können.
Brennstoffzellenheizung Einfamilienhaus
In Deutschland ist die noch relativ junge Heiztechnologie aber keineswegs unumstritten. Viele Heizungshersteller sind skeptisch, andere hingegen sehen die Brennstoffheizungen als einen durchaus vielversprechenden Zukunftstrend.
Allein wegen der hohen Anschaffungskosten halten sich noch viele Verbraucher weitgehend zurück. Nicht wenige befürchten, dass sich die neue Technik auf dem Massenmarkt nicht durchzusetzen vermag. Laut dem BHD-Präsidenten Greis Manfred wird die junge Technik wohl kaum jemals den Markt beherrschen.
Sollten Sie in der glücklichen Position sein, die Anschaffungskosten mithilfe von entsprechenden Förderungen stemmen zu können, ist eine Brennstoffzellenheizung beim Vorhandensein der nötigen Rahmenbedingungen durchaus eine gute Option für ein Einfamilienhaus.
Fazit
Damit Brennstoffzellenheizungen funktionieren, müssen sie schlichtweg an das Erdgasnetz angeschlossen werden. Durch eine Brennstoffzelle können Strom und Wärme erzeugt werden.
Der hohe Gesamtwirkungsgrad macht es möglich, Heiz- und Stromkosten einzusparen und die CO2-Emissionen um bis zu 50 Prozent zu verringern.
Obgleich die Brennstoffheizung zurzeit noch eine kostenintensive Investition ist, kann sich der Kauf einer neuen Anlage auf lange Sicht durchaus lohnen. Wenn gewisse Rahmenbedingungen erfüllt werden, können der Einbau und die Inbetriebnahme der Anlage ohne Schwierigkeiten erfolgen.