Brennstoffzellenheizgerät ist kompakt und effizient

Das Brennstoffzellenheizgerät versorgt das eigene Zuhause nicht nur mit Wärme, sondern auch mit Strom und erreicht dabei hohe Wirkungsgrade. Es entlastet Geldbeutel und Umwelt gleichermaßen und wird von vielen Experten als besonders zukunftsfähig gewertet. Aber wie funktioniert ein Brennstoffzellenheizgerät, wie kompliziert ist es im Betrieb und wann lohnt es sich?

Kind malt Haus an Scheibe, dass mit Brennstoffzellenheizgerät effizient versorgt wird

Brennstoffzellenheizgerät für Strom und Wärme

Das Brennstoffzellenheizgerät zählt zur Kategorie der KWK-Geräte (Kraft-Wärme-Kopplung) und erzeugt als solches, Strom und Wärme. Anders als bei einem herkömmlichen Blockheizkraftwerk (kurz BHKW), bei dem die Wärme aus der Umwandlung mechanischer in elektrische Energie gewonnen wird, basiert die Brennstoffzelle auf einem chemischen Prozess.

Chemische Reaktion in den Brennstoffzellen

Bei dieser sogenannten kalten Verbrennung reagieren Wasserstoff und Sauerstoff in einzelnen Zellen miteinander, wobei thermische und elektrische Energie entsteht. Auch wenn das wie bei der Knallgasreaktion im Chemieunterricht funktioniert, kommt es im Brennstoffzellenheizgerät nicht zu Explosionen. Dafür sorgt der langsame und kontrollierte Reaktionsablauf. Wie der Prozess im Detail funktioniert, erklären wir im Beitrag Funktionsweise der Brennstoffzelle.

Da einzelne Zellen Strom und Wärme nur im geringen Maße erzeugen können, bestehen Brennstoffzellenheizgeräte aus sogenannten Stacks. Das sind Stapel aus vielen einzelnen Zellen, die zusammen genügend Energie für die Grundversorgung eines Gebäudes erzeugen können.

Wasserstoff aus Gas direkt im Gerät

Der für die Reaktion benötigte Wasserstoff muss nicht mit Tankwagen geliefert oder im eigenen Keller gelagert werden. Denn er lässt sich mit einem Reformer aus Erdgas selbst herstellen. Möglich wird das mit heißem Wasserdampf. Dieser löst Wasserstoff aus Methan – dem Hauptbestandteil von Erdgas – und führt ihn der Reaktion zu.

Besonders innovativ ist auch die Herstellung von Wasserstoff aus erneuerbarem Strom und Wasser. Dabei wird überschüssige elektrische Energie aus Solar- oder Windkraftanlagen genutzt, um Wasser durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zu teilen. Der Wasserstoff dient dabei als Energiespeicher, der zeitversetzt in Strom und Wärme umgewandelt werden kann.

Strom und Wärme im eigenen Haus

Strom und Wärme werden vom Brennstoffzellenheizgerät etwa im gleichen Verhältnis erzeugt. So sorgt ein vergleichsweise hoher elektrischer Wirkungsgrad dafür, dass auf jede Kilowattstunde Wärme etwa eine halbe Kilowattstunde Strom kommt. Während die Wärme für Heizung oder Warmwasserbereitung genutzt werden kann, lohnt es sich den Strom im eigenen Haus zu verbrauchen. Denn anders als bei der Einspeisung in das öffentliche Netz sorgt er hier durch den vermiedenen Stromeinkauf für hohe Einsparungen.

Auslegung nach dem Grundlast-Wärmebedarf

Wärme und Strom werden im Brennstoffzellenheizgerät gemeinsam erzeugt. Die innovative Technik läuft dabei jedoch nur dann, wenn beide Energieformen auch einen Abnehmer finden. Während das bei Strom kein Problem ist – der kann zur Not auch in das öffentliche Netz eingespeist werden – muss die Wärme von Heizung oder Warmwasserbereitung verbraucht werden. Da der Wärmebedarf über das Jahr verteilt aber stark schwankt, wird die Brennstoffzellenheizung nach der Grundlast ausgelegt. So kann sichergestellt werden, dass sie lange Laufzeiten erreicht und über die Stromerzeugung auch ausreichend hohe Einsparungen erwirtschaftet.

Einfache Installation und langjährige Sicherheit

Ein kompaktes Brennstoffzellenheizgerät besteht neben den Brennstoffzellen selbst, auch aus einem Brennwertmodul. Das ist nötig, um neben der Grundlast des Wärmebedarfs auch die im Winter auftretenden Leistungsspitzen abdecken zu können. Viele Geräte wurden dabei so konstruiert, dass sie als kompakte Module einfach in die Hausanlage integriert werden können. Für einen geschulten Installateur ist das vergleichbar mit dem Einbau einer Gas-Brennwertheizung – einer sehr häufig durchgeführten Arbeit.

Vollwartungsvertrag für hohe Sicherheit

Damit das Brennstoffzellenheizgerät hält, was es verspricht, wird es fast immer mit einem Vollwartungsvertrag über zehn Jahre verkauft. Das ist Voraussetzung für die hohen Fördermittel des Bundes und stellt sicher, dass es im Betrieb weder zu Ausfällen, noch zu sinkenden Wirkungsgraden kommt.

Einsatzbereiche für die Heizung mit Brennstoffzelle

Durch die besonders günstigen Eigenschaften der innovativen Technik, kann die stromerzeugende Heizung auch in modernen und energiesparenden Einfamilienhäusern eingesetzt werden. Durch unterschiedliche Baugrößen gibt es jedoch auch Brennstoffzellenheizgeräte für größere Einheiten, wie Mehrfamilienhäuser.

Hohe Förderung für das Brennstoffzellenheizgerät

Das Heizen mit der Brennstoffzelle ist nicht nur effizient, sondern auch umweltfreundlich. Um Investitionen in die noch junge Technik zu fördern, vergibt der Staat hohe Zuschüsse über die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) und das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA). Hausbesitzer oder Bauherren, die auf ein modernes Brennstoffzellenheizgerät setzen, bekommen dabei mehr als 40 Prozent der Kosten erstattet. Wie das funktioniert, erklären wir im Beitrag „Förderung für die Brennstoffzellenheizung“.

Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Das Brennstoffzellenheizgerät erzeugt Strom und Wärme. Es ist gekennzeichnet von einer hohen Effizienz und einem umweltfreundlichen Betrieb. Die Technik lässt sich einfach installieren und wird mit hohen Zuschüssen gefördert.

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