Tipp für Innovative: Brennstoffzellenheizung kaufen
Heizung mit Zukunftspotenzial: Mit der Brennstoffzellenheizung holst du innovativste Technik ins Haus, um Wärme und Strom zu erzeugen. Infos zu Funktion, Kosten und Förderung findest du hier.
Inhalt des Blogartikels
Statt Mikro-oder Nano-BHKW eine Brennstoffzellenheizung kaufen
In den 1990er Jahren kamen Mini-Block-Heiz-Kraftwerke (BHKW) auf den Markt, die Ein- und Zweifamilienhäuser gleichzeitig mit Strom und Wärme versorgen sollten. Diese Mikro- und Nano-BHKW konnten sich jedoch nicht durchsetzen. Stattdessen werden für diesen Einsatzbereich Brennstoffzellenheizungen angeboten. Aktuell sind sie jetzt dabei, Marktreife zu erlangen, kosten allerdings immer noch relativ viel. Aus diesem Grund bietet der Staat Förderungen für diese innovative Technik über ein eigenständiges Förderprogramm der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) an.
Brennstoffzellenheizung: Heizen mit Wasserstoff
Wenngleich die Brennstoffzellenheizung vollkommen ohne Motor oder Mechanik auskommt, wird sie der Kraft-Wärme-Kopplung zugeordnet, da sie gleichzeitig Strom und Wärme erzeugt. Der Gesamtwirkungsgrad von Brennstoffzellenheizungen liegt bei etwa 95 Prozent. Das Besondere einer Brennstoffzelle ist die „kalte Verbrennung“: Strom und Wärme werden nicht durch einen Verbrennungsprozess erzeugt, sondern durch die elektrochemische Reaktion von Sauerstoff und Wasserstoff.
Reinen Wasserstoff kannst du allerdings nicht wie Öl oder Gas einfach kaufen. Auch mit der Lagerung ist es nicht so einfach, denn du müsstest dir für die Bevorratung einen äußerst kostenintensiven Drucktank zulegen. Eine, wenn auch nicht nachhaltige, Lösung bietet aktuell Erdgas, aus dem Wasserstoff gewonnen werden kann. Das funktioniert aber auch mit anderen Gasen wie Bio-Erdgas und Flüssiggas.
Im Gerät befindet sich ein vorgeschalteter Reformer, der den Wasserstoff vom Erdgas abspaltet. Dies erfolgt in zwei Stufen. Mit Hilfe eines Katalysators entsteht in einem ersten Schritt ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid. Anschließend wird das Gas noch gereinigt und aus dem Kohlenstoffmonoxid entsteht Kohlenstoffdioxid.
Das Modul der Brennstoffzelle
Der durch diesen Prozess gewonnene Wasserstoff wird nun an das Brennstoffzellenmodul weitergeleitet. Dort teilt ein Katalysator den Wasserstoff auf der Anodenseite in positive Ionen und negative Elektronen. Über einen elektrischen Leiter bewegen sich die negativen Elektroden von der Anode hin zur Kathode. Dadurch entsteht Gleichstrom, der über einen Wechselrichter in haushaltsüblichen Wechselstrom umgewandelt wird.
Parallel zu dieser Reaktion kommt es auf der Kathodenseite zu einer chemischen Reaktion zwischen dem Sauerstoff aus der Luft und den Wasserstoffionen. Dabei entstehen Wasserdampf und Wärme. Kühlkanäle des Brennstoffzellen-Stacks, die mit Wasser befüllt sind, nehmen die Wärme auf und leiten sie über einen Wärmetauscher an einen Pufferspeicher weiter, damit diese zum Heizen oder zur Warmwasserbereitung verwendet werden kann. Der Wasserdampf verbleibt in der Brennstoffzellenheizung. Er wird zur Kühlung und zur weiteren Wasserstoffspaltung eingesetzt.
Natürlich reicht eine Brennstoffzelle nicht aus. Aus diesem Grund werden mehrere Brennstoffzellen miteinander verbunden. Dazu werden die einzelnen Zellen zu einem Stack aufeinander gestapelt und in Reihe geschaltet.
Vor- und Nachteile der Brennstoffzellenheizung
Alles hat Vor- und Nachteile. Das ist bei einer Heizung mit Brennstoffzellen nicht anders, wobei die Vorteile überwiegen. So sinkt der Energiebedarf im Vergleich zu einem alten Gas-Heizgerät um 40 Prozent, die Energiekosten gehen um 58 Prozent runter und die CO2-Emissionen reduzieren sich um 56 Prozent.
Vorteile einer Brennstoffzellenheizung
- Gleichzeitige Produktion von Strom und Wärme
- Sehr hoher Wirkungsgrad, niedrige Energiekosten
- Mehr Unabhängigkeit von steigenden Energiepreisen
- Sowohl im Neubau als auch im Gebäudebestand einsetzbar
- Beistellgeräte können mit der vorhandenen Gasheizung kombiniert werden
- Leiser Betrieb, verschleiß- und wartungsarm
- Geringer Platzbedarf, nicht größer als ein moderner Kühlschrank
- Umweltvorteil durch sehr geringen CO2-Ausstoß
- Zukunftssicher, Einsatz von beispielsweise Bio-Erdgas oder Power-to-Gas möglich
- Relativ hohe Förderung über die KfW
Nachteile einer Brennstoffzellenheizung
- Hohe Investitionskosten
- Gasanschluss erforderlich
- Wirtschaftlichkeit in Einfamilienhäusern nicht immer gegeben
- Ganzjährig hoher Strom- und Wärmebedarf Voraussetzung
- Spitzenlastkessel notwendig
Brennstoffzellenheizungen kaufen: Prüfe die Voraussetzungen
Wenn ein Gasanschluss vorhanden ist und du bereits ein Brennwertheizgerät zur Wärmeversorgung nutzt, ist der Umstieg auf eine Heizung mit Brennstoffzellen problemlos möglich. Zudem erfüllt dann das Abgassystem alle Anforderungen. Ist kein Gasanschluss vorhanden, musst du mit Zusatzkosten um die 2.000 Euro rechnen, falls überhaupt ein Anschluss möglich ist. Falls nicht, dann wäre der Einsatz von Flüssiggas eine Überlegung wert, denn den Flüssiggastank kannst du auch unterirdisch verbauen und du benötigst somit keinen eigenen Raum.
Eine Brennstoffzellenheizung muss voll ausgelastet sein, um effizient zu arbeiten. Dazu ist es erforderlich, dass sie über das gesamte Jahr Strom und Wärme produziert. Die Heizung mit Brennstoffzellen produziert immer beides: Strom und Wärme. Jetzt ist der Bedarf an Wärme im Sommer überwiegend für die Warmwasserbereitung vorhanden. Die Heizung wird nicht benötigt. Der Pufferspeicher ist schnell mit ausreichend Wärme versorgt, woraufhin sich die Brennstoffzellenheizung automatisch ausschaltet. Dadurch wird aber auch kein Strom mehr geliefert und du musst deinen Bedarf entweder über eine Photovoltaikanlage decken oder teuren Strom aus dem Netz kaufen.
Im Winter hingegen reicht die Wärmeproduktion nicht aus, um den kompletten Bedarf zu decken. Aus diesem Grund ist immer ein Spitzenlastkessel erforderlich. Oft ist dieser bereits in der Brennstoffzellenheizung integriert. Es ist deswegen ganz besonders wichtig, die Anlage optimal mit Blick auf deinen ganz individuellen Energiebedarf zu dimensionieren. In Einfamilienhäusern ist der Einsatz meist nicht wirtschaftlich möglich. Allerdings kann der Kauf einer Brennstoffzelle als Beistellgerät durchaus eine wirtschaftliche Lösung sein. In diesem Fall ergänzt die Brennstoffzellenheizung das vorhandene Heizsystem.
Kosten einer Brennstoffzellenheizung
Eine Brennstoffzellenheizung ist die teuerste Heizung, die du dir für dein Haus zulegen kannst. Je nach Leistung kannst du von Kosten inklusive Montage von 30.000 bis 50.000 Euro ausgehen. Wirtschaftlich ist sie nur, wenn Strom- und Wärmebedarf ganzjährig sehr hoch sind. Staatliche Förderung hilft, die Anschaffungskosten spürbar zu reduzieren. Über das KfW-Förderprogramm „Energieeffizient Bauen und Sanieren – Zuschuss Brennstoffzelle (433)“ bekommst du einen Zuschuss von 40 Prozent der förderfähigen Gesamtkosten, maximal jedoch den Wert für die Leistungsklasse deines Brennstoffzellensystems. Dieser setzt sich zusammen aus einem Festbetrag von 6.800 Euro und einem leistungsabhängigen Betrag je angefangener 100 Watt elektrischer Leistung von 550 Euro. Abhängig von der elektrischen Leistung variiert die Zuschusshöhe zwischen 8.450 Euro (0,25 kW elektrische Leistung) und 34.300 Euro (5,0 kW elektrische Leistung). Die Zuschüsse gibt es für die Installation in neue oder bestehende Gebäude.
Fazit zur Brennstoffzellenheizung
Obwohl die Kosten für eine Brennstoffzellenheizung hoch sind, rentiert sich die Investition in solch eine Anlage trotzdem: Du produzierst auf nachhaltige Weise Strom und Wärme. Durch die attraktive Förderungen vom Staat, kannst du die Kosten der Heizung mit Brennstoffzellen minimieren.
