Das Brennstoffzellen Heizgerät

Das Brennstoffzellen Heizgerät ist in vielerlei Hinsicht ein ganz besonderes Heizsystem. Denn es erzeugt Strom und Wärme mit einem Gerät und lohnt sich durch eine besonders hohe Effizienz sogar in modernen Ein- und Mehrfamilienhäusern. Im folgenden Beitrag erklären wir, was ein Brennstoffzellen Heizgerät ausmacht, mit welchen Brennstoffen es betrieben wird und was in Bezug auf Wartung und Installation zu beachten ist.

Brennstoffzellen Heizgerät: Kraftwerk im eigenen Keller

Das Brennstoffzellen Heizgerät ist ein kleines Kraftwerk, das fast in jedem Haus einen Platz findet. Wie konventionelle Heizgeräte produziert es dabei natürlich Wärme, die für die Heizung oder die Warmwasserbereitung genutzt werden kann. Durch einen innovativen Prozess - die sogenannte kalte Verbrennung - entsteht gleichzeitig aber auch Strom, der entweder den eigenen Bedarf decken oder in das öffentliche Netz eingespeist werden kann.

Strom und Wärme im eigenen Haus

Die kombinierte Erzeugung von thermischer und elektrischer Energie sorgt dabei nicht nur für eine bessere Umweltbilanz - die CO2-Emission sinkt deutlich - sondern auch zu Einsparungen in Bezug auf die Energiekosten. 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. Vor allem durch den selbst erzeugten Strom gewinnen Hausbesitzer mit der Brennstoffzellenheizung eine immer größere Unabhängigkeit von schwankenden Preisen und Energieversorgern.

Dahingehend stehen grundsätzlich zwei unterschiedliche Arten von Brennstoffzellen zur Auswahl:

Periodensystem der Elemente mit Fokus auf Wasserstoff für ein Brennstoffzellen Heizgerät
© panthemedia.net / Antoine2K

Innovativ heizen mit Wasserstoff aus Erd- oder Biogas

Anders als bisher verfügbare KWK-Geräte findet im Brennstoffzellen Heizgerät keine Verbrennung, sondern ein elektrochemischer Prozess statt. Dieser basiert auf der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff und erzeugt neben Strom und Wärme auch Wasser. 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 das im Detail funktioniert, erklären wir im Beitrag Funktionsweise der Brennstoffzellenheizung

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 Wasserstoff für die Heizung wird jedoch nicht frei Haus geliefert oder über eine öffentliche Versorgungsleitung bezogen, sondern direkt im Brennstoffzellen Heizgerät erzeugt. Möglich wird das mit einem Reformer, der Erdgas mithilfe von heißem Wasserdampf in wasserstoffreiches Gas umwandelt. Das sogenannte Reformat. Voraussetzung für die innovative Heiztechnik ist daher ein Gasanschluss im eigenen Haus.

Eine Alternative ist der heute noch selten eingesetzte Elektrolyseur. Er nutzt überschüssigen Solarstrom für die Elektrolyse von Wasser und erzeugt auf diese Weise Wasserstoff und Sauerstoff im eigenen Haus. Die Technologie ersetzt den Stromspeicher und macht erneuerbare Energien einer Photovoltaik-Anlage zur Strom- und Wärmeerzeugung nutzbar.

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. Bei einer falschen Berechnung kann es entweder zu Komforteinbußen oder zur langen Amortisationszeit kommen.

Einfache Installation und Wartung des Brennstoffzellen Heizgeräts

Das Brennstoffzellen Heizgerät verbindet die innovative Brennstoffzellenheizung mit der lange erprobten Brennwertheizung. Beide Komponenten werden dabei meist in einer Einheit, zusammen mit einem Puffer- oder Trinkwasserspeicher installiert. Die kompakten Geräte sind mit Standardanschlüssen für Vor- und Rücklauf, Warm- und Kaltwasser sowie Gas ausgestattet und können von einem geschulten Installateur schnell in Betrieb genommen werden. Für ihn ist der Einbau vergleichbar mit dem einer Gas-Brennwertheizung. Geht es um die Wartung, kommt auch diese innovative Heizung nicht ohne eine regelmäßige Überprüfung aus. Während die Brennwerteinheit jährlich gewartet werden sollte, genügt bei der Brennstoffzelle ein zweijähriger Turnus. Im Vergleich zu anderen Heizsystemen ist das Brennstoffzellen Heizgerät wartungsärmer.

Einsatzbereiche für die Heizung mit Brennstoffzelle

Durch die besonders günstigen Eigenschaften der innovativen Technik ist das Heizen mit Brennstoffzelle insbesondere in modernen und energiesparenden Einfamilienhäusern sinnvoll. Denn diese haben im Vergleich zu unsanierten Altbauten einen geringen Wärmebedarf. Dank unterschiedlicher Baugrößen gibt es jedoch auch Brennstoffzellenheizgeräte für größere Einheiten, wie Mehrfamilienhäuser.

Hohe Förderung für das Brennstoffzellen Heizgerät

Auch wenn die Technik für das Heizen mit Brennstoffzelle überzeugt: Der hohe Preis dürfte viele Hausbesitzer erst einmal abschrecken. Um die Markteinführung der innovativen Technologie zu beschleunigen, wird die Anschaffung durch die Kreditanstalt für Wiederaufbau (kurz KfW) mit hohen Zuschüssen gefördert. Private Besitzer von Wohnungen sowie Ein- oder Zweifamilienhäuser bekommen dabei bis zu 40 Prozent der Anschaffungskosten erstattet.

Wichtig: Der Antrag für das Programm 433 "Energieeffizient Bauen und Sanieren - Zuschuss Brennstoffzelle" der KfW muss unbedingt vor dem Einbau zusammen mit einem Energieberater gestellt werden. Wie das funktioniert, erklären wir im Beitrag "Förderung für die Brennstoffzellenheizung".

Heizung.de Autor Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Das Brennstoffzellen Heizgerät findet in fast jedem Haus einen Platz, ist schnell zu installieren und kann die Energiekosten in Ein- und Zweifamilienhäusern deutlich senken. Darüber hinaus verbessert die stromerzeugende Heizung die Umweltbilanz, wodurch sie auch mit hohen Zuschüssen gefördert wird.

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