BHKW vs. Brennstoffzelle: Ein Vergleich

BHKW vs. Brennstoffzelle: Die Funktion der Technik

Soll die Heizung neben der Wärme auch Strom erzeugen, ist ein spezieller Prozess erforderlich. Dass dieser unterschiedlich gestaltet sein kann, zeigt der Vergleich von BHKW vs. Brennstoffzelle. Denn während Blockheizkraftwerke auf Motoren und Generatoren setzen, arbeiten Brennstoffzellenheizungen mit einer elektrochemischen Reaktion.

Blockheizkraftwerke arbeiten mit Motoren und Generatoren

Vergleicht man BHKW vs. Brennstoffzelle, besteht ein Blockheizkraftwerk in der Regel aus einem Motor, der mit Öl, Gas oder Feststoffen arbeitet. Er wandelt die chemische Energie der eingesetzten Brennstoffe in mechanische um und betreibt damit einen Generator. Dieser gewinnt elektrische Energie aus der Bewegung des Motors und versorgt das Haus mit Strom. Gleichzeitig fangen Wärmeübertrager die Abwärme des Prozesses auf und speisen sie in das Heizsystem ein. Geht es um die Arten der Motoren, lassen sich heute konventionelle Verbrennungs- und Stirlingmotoren unterscheiden. Während erstere wie die Motoren in einem Auto funktionieren, wandeln Stirlinggeräte Wärme in Bewegung. Der Beitrag „Stirlingmotor“ erklärt, wie das im Detail funktioniert.

Brennstoffzellenheizungen nutzen eine elektrochemische Reaktion

Geht es um den Vergleich von BHKW vs. Brennstoffzelle, unterscheidet sich die Funktion der Brennstoffzellenheizung deutlich von der eines Blockheizkraftwerkes. Denn die moderne Heiztechnik setzt auf eine elektrochemische Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff. Diese läuft unter kontrollierten Bedingungen ab, sodass anstatt einer Explosion nur Wasser, Wärme und Strom entstehen. Der Beitrag „Funktionsprinzip der Brennstoffzelle“ erklärt, wie das im Detail funktioniert. Wichtig zu wissen ist, dass sich der für die Heizung nötige Wasserstoff in der Regel aus Gas gewinnen lässt. Voraussetzung für den Betrieb der Brennstoffzellenheizung ist daher ein Anschluss an die öffentliche Gasversorgung.  

Verhältnis von Wärme- und Stromerzeugung ist entscheidend

Ob sich eine stromerzeugende Heizung lohnt, hängt unter anderem von der sogenannten Stromkennzahl ab. Diese steht für das Verhältnis vom erzeugten Strom zur erzeugten Wärme und ist entscheidend für die Wirtschaftlichkeit. Dabei gilt: Je mehr Strom ein Heizgerät produziert, umso höher sind auch seine Einsparungen.

Die Stromkennzahl im Vergleich von BHKW vs. Brennstoffzelle

Die Stromkennzahl eines modernen Blockheizkraftwerkes liegt in etwa bei 0,15 (Stirlingmotor) bis 0,5 (konventioneller Verbrennungsmotor). Das heißt, dass die Anlagen Strom in Höhe von 15 bis 50 Prozent der gleichzeitig erzeugten Wärme abgeben. Produziert ein Blockheizkraftwerk mit einer Stromkennzahl von 0,5 zwei Kilowattstunden Wärme, speist es also gleichzeitig auch eine Kilowattstunde Strom in das Netz ein. Brennstoffzellenheizgeräte erreichen hingegen deutlich höhere Werte. So erzeugen sie mit einer Stromkennzahl von eins in der Regel genau so viel Strom wie Wärme.

Da die Geräte nur arbeiten, wenn auch die thermische Energie im Haus verbraucht wird, erzeugen sie auch nur dann Strom. Mit einer deutlich höheren Kennzahl kommt die Brennstoffzellenheizung bei der gleichen Laufzeit auf den doppelten Ertrag. Das sorgt für niedrigere Energiekosten und höhere Einsparungen.

BHKW vs. Brennstoffzelle: Die Einsatzgebiete

Eine stromerzeugende Heizung lohnt sich, wenn die Einsparungen durch die Stromerzeugung die höheren Anschaffungskosten in einem bestimmten Zeitraum ausgleichen. Da ein Blockheizkraftwerk mit niedriger Stromkennzahl vergleichsweise wenig Strom produziert, benötigt es hohe Laufzeiten, um wirtschaftlich zu arbeiten. Diese sind jedoch nur dann möglich, wenn das Haus dauerhaft viel Wärme benötigt. Typische Einsatzgebiete sind daher Altbauten, Quartiere, Mehrfamilienhäuser oder Wohnhäuser mit einem innenliegenden Schwimmbad und  Poolheizung.

Geht es um den Vergleich von BHKW vs. Brennstoffzelle, erreicht die Brennstoffzellenheizung eine deutlich höhere Stromkennzahl. Sie erzeugt mehr elektrische Energie und kommt daher in energieeffizient gebauten oder sanierten Häusern wirtschaftlich zum Einsatz.