Die Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus

Eine Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus versorgt ihre Nutzer mit Strom und Wärme. Sie zählt damit zur Kategorie der KWK-Geräte (Kraft-Wärme-Kopplung) und kann bei richtiger Planung für einen umweltfreundlichen und sparsamen Heizbetrieb sorgen. Aber was zeichnet die Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus aus, wie funktioniert sie und wann lohnt sich die Technik überhaupt?

Eigenes kleines "Heizkraftwerk" im Heizungskeller - Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus

Die Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus ist quasi das Heizkraftwerk für den eigenen Keller. Denn anders als herkömmliche Heizungsanlagen erzeugt sie nicht nur thermische, sondern auch elektrische Energie. Und diese kann direkt selbst verbraucht, gespeichert oder über das öffentliche Versorgungsnetz an andere Stromkunden verkauft werden. Sie arbeitet also nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und deckt nicht nur den Wärmebedarf zum Heizen oder zum Warmwasserbereitung, sondern auch den täglichen Bedarf an Strom für Kühlschrank, Licht und anderer Elektronik. damit ist der Autarkie-Wert im Vergleich zu anderen Systemen und Anlagen sehr hoch.

Wichtige Voraussetzungen für den Betrieb einer Brennstoffzellenheizung

Damit die Brennstoffzelle im Einfamilienhaus auch problemlos eingesetzt werden kann, sind ein paar Voraussetzungen zu berücksichtigen. Da der benötigte Wasserstoff aus Erdgas gewonnen wird (Herstellung von Wasserstoff), muss ein Gasanschluss vorhanden sein. Darüber hinaus sollte eine zentrale Heizungsanlage vorhanden oder geplant sein. Daneben erhöhen Wärmespeicher und Zusatzheizung die Effizienz der Anlage, denn die von der Brennstoffzelle produzierte Wärme muss selbst verbraucht werden; anders als die elektrische Energie, die auch in das öffentliche Netz eingespeist werden kann.

Haus aus Papier auf einer grünen Wiese für die umweltfreundliche Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus
© panthermedia.net / ashumskiy

Funktion einer Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus

Während Blockheizkraftwerke – ebenfalls Geräte zur Kraft-Wärme-Kopplung – den Strom über einen mechanischen Generator erzeugen, funktioniert die Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus auf Basis einer chemischen Reaktion: Die sogenannte kalte Verbrennung, bei der sich die Elemente Wasserstoff und Sauerstoff miteinander verbinden. Das funktioniert so ähnlich wie bei der aus dem Chemieunterricht bekannten Knallgasreaktion, jedoch kontrolliert und vor allem: ohne Detonationen. Durch den speziellen Aufbau der Brennstoffzellen kann neben Wasser und Wärme auch elektrische Energie erzeugt werden. Wie das im Detail funktioniert, erklären wir im Beitrag Funktionsweise der Brennstoffzelle.

Brennstoffzelle plus Spitzenlastkessel

Da die Brennstoffzellen selbst nur einen kleinen Leistungsbereich abdecken, vor allem im Wärmebereich, werden sie meist von einer Heizung für die Spitzenlast unterstützt. Viele Hersteller bieten Geräte an, die sowohl aus Brennstoffzellenheizung als auch Brennwerttherme bestehen beziehungsweise diese bereits integriert haben. Das heißt, sollte einmal viel Wärme in Form von Heizwärme oder Warmwasser benötigt werden, springt der Spitzenlastkessel ein.

Wie wirtschaftlich ist die Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus?

Die Brennstoffzellentechnik ist eine innovative und vielversprechende Technologie, die sich aufgrund der hohen Wirkungsgrade auch für den Einsatz im Wohnbereich eignet. Da die Anlagen aber komplex und noch recht jung sind – erste Geräte wurden im Jahr 2011/ 2012 am freien Markt verkauft – liegen ihre Kosten noch deutlich über einfachen Heizsystemen.

Geht es um die Wirtschaftlichkeit der Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus, kommt es dabei vor allem auf die örtlichen Gegebenheiten an. Erreicht das Heizkraftwerk durch einen ausreichend hohen Wärmebedarf zum Beispiel eine lange Laufzeit, kann viel Strom erzeugt werden. Wirtschaftlich ist der Betrieb dabei immer dann, wenn die Einsparungen durch den vermiedenen Stromeinkauf – also den selbst genutzten Strom – und die Einspeisevergütung – also den verkauften Strom – in einer überschaubaren Zeit über den anfänglichen Investitionskosten liegen. Ob das so ist, lässt sich jedoch nicht pauschal beantworten. Zu unterschiedlich sind die Eigenschaften und Voraussetzungen verschiedener Wohnhäuser. Dabei gelten unter anderem besondere Bedingungen für eine Brennstoffzellenheizung im Mehrfamilienhaus. Grundsätzlich gilt jedoch, die Eigenverbrauchsrate von Strom sollte so hoch wie möglich sein. 

Grundlage für den sinnvollen Einsatz der Brennstoffzellenheizung ist daher immer eine individuelle und fachgerechte Planung. Das geht zum Beispiel durch einen geschulten Installateur.

Förderung macht die Brennstoffzelle attraktiv

Um die Markteinführung zu vereinfachen und eine schnelle Weiterentwicklung und Kostensenkung der Technik zu forcieren, fördert auch der Staat die Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus mit hohen Zuschüssen. Seit Dezember 2016 stehen Hausbesitzern dabei Zuschüsse von mehr als 40 Prozent der Anschaffungskosten (einschließlich Spitzenlastkessel) zur Verfügung.

Beantragen können sie diese bei einem Neubau oder einer Sanierung über das Programm 433 „Energieeffizient Bauen und Sanieren - Zuschuss Brennstoffzelle (433)“ der Kreditanstalt für Wiederaufbau – kurz KfW. Neben einem Festbetrag von 5.700 Euro gibt es dabei noch einmal 450 Euro je angefangener 100 Watt elektrischer Leistung. Damit die Förderung problemlos funktioniert, sind die Mittel noch vor dem Beginn des Vorhabens zusammen mit einem Experten der Energie-Effizienz-Experten-Liste – einem Energieberater – über die KfW-Online-Plattform zu beantragen. Detaillierte Informationen bekommen Sie in unserem Beitrag zur Förderung der Brennstoffzellenheizung

Heizung.de Autor Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Die Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus ist ein besonders innovatives Heizsystem, das nicht nur Wärme, sondern auch Strom zur Deckung des eigenen Bedarfs erzeugt. Durch hohe Fördermittel kann es sich bei richtiger Planung auch in modernen Wohnhäusern lohnen.

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