Strom und Wärme: Die Heizung mit Brennstoffzelle

Geht es für Hausbesitzer oder Bauherren um eine neue Heizung, kann die Brennstoffzelle eine interessante Technologie sein. Sie erzeugt Strom und Wärme ganz ohne Verbrennung und erreicht dabei sogar höhere Einsparungen als ein Blockheizkraftwerk (kurz BHKW). In diesem Beitrag erklären wir, wie die Heizung mit Brennstoffzelle funktioniert, was sie von einem BHKW unterscheidet und ob es auch Fördermittel für die Heizung mit Brennstoffzelle gibt.

Heizung Brennstoffzelle im Labor

Was unterscheidet die Heizung mit Brennstoffzelle vom BHKW?

Stirling-Heizung, Brennstoffzelle und BHKW mit Verbrennungsmotor zählen zu Kraft-Wärme-Kopplungs-Geräten (KWK). Das heißt, sie erzeugen nicht nur Wärme für Heizung und Warmwasser, sondern auch Strom, der zum Beispiel im eigenen Haus verbraucht werden kann. Anders als BHKWs mit Stirling- oder Verbrennungsmotor funktioniert die Heizung mit Brennstoffzelle aber ganz ohne herkömmliche Verbrennung. Denn diese gewinnt thermische und elektrische Energie aus einem speziellen chemischen Prozess, der auch kalte Verbrennung genannt wird.

Das Besondere daran: Wärme und Strom können so in einem ähnlichen Verhältnis gewonnen werden. Günstig ist das vor allem in Gebäuden mit niedrigem Energiebedarf für die Heizung. Die Brennstoffzelle erzeugt dabei mehr Strom als ein BHKW und erreicht höhere Einsparungen.

Funktionsweise einer Heizung mit Brennstoffzelle

Die Heizung mit Brennstoffzelle unterscheidet sich deutlich von anderen Technologien. Denn sie basiert auf einem elektrochemischen Prozess, bei dem Wasserstoff in Protonen und Elektronen getrennt wird. Möglich ist das durch den besonderen Aufbau der Zellen.

Einfach beschrieben bestehen diese aus zwei unterschiedlich geladenen Elektroden, die über einen elektrischen Leiter miteinander verbunden sind. Um einen ungewollten Stoffaustausch zu verhindern, befindet sich zwischen Anode (der negativ geladenen Elektrode) und Kathode (der positiv geladenen Elektrode) eine halb durchlässige Membran. Gelangt nun Wasserstoff für die Heizung zur ersten Elektrode, sorgt ein aufgebrachter Katalysator dafür, dass er sich in Elektronen und Protonen trennt.

Im zweiten Schritt wandern die Wasserstoff-Elektronen über den Leiter, der Anode und Kathode miteinander verbindet. Je mehr Elektronen dabei pro Sekunde fließen, desto größer ist das Maß für den elektrischen Strom. Zeitgleich zur Wanderung der Elektronen, bewegen sich auch die frei gewordenen Protonen in der Wasserstoff-Heizung. Sie schlüpfen durch die allein für sie durchlässige Membran und verbinden sich auf der anderen Seite mit Elektronen und Sauerstoff aus der Luft zu Wasser. Die dabei entstehende Reaktionswärme kann für Heizung und Warmwasserbereitung genutzt werden.

Ist die Heizung mit Brennstoffzelle wirtschaftlich?

Die Heizung mit Brennstoffzelle erzeugt etwa ein bis zwei Kilowatt Strom, der bei langen Laufzeiten einen Großteil des eigenen Bedarfs decken kann. Um gleichzeitig auch ausreichend Heizwärme zur Verfügung zu stellen, werden die meist gasbetriebenen Geräte in der Regel mit einer Brennwertheizung kombiniert. Dieses schaltet sich automatisch zu, wenn die Wärme der Heizung mit Brennstoffzelle nicht ausreicht und garantiert so Versorgungssicherheit.

Da die Technik aber noch recht teuer ist, muss die Wirtschaftlichkeit für jedes Haus einzeln ermittelt werden. Faktoren, die sich auf das Ergebnis auswirken können, sind dabei zum Beispiel:

  • der Wärmebedarf im Gebäude
  • die Einbindung der Brennstoffzelle in die Heizung
  • die jährliche Laufzeit der Heizung mit Brennstoffzelle

Die Beratung durch einen geschulten Installateur oder einen Energieberater liefert hier zuverlässige Aussagen. In vielen Fällen können die Kosten der Heizung mit einer Brennstoffzelle spürbar gesenkt werden.

Förderung für die Heizung mit Brennstoffzelle

Mit dem Ziel, die Markteinführung der modernen Technologie zu beschleunigen, fördert der Staat die Heizung mit Brennstoffzelle über die Kreditanstalt für Wiederaufbau (kurz KfW). Mit der Kombination aus Basis-Förderung und einem leistungsabhängigen Bonus bekommen Hausbesitzer bis zu 40 Prozent der Anschaffungskosten erstattet. Wichtig zu wissen ist allerdings, dass die Gelder noch vor dem Einbau zusammen mit einem Energieberater bei der KfW zu beantragen sind.

Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Die Heizung mit Brennstoffzelle erzeugt nicht nur Wärme, sondern auch Strom. Ob sich das im Einfamilienhaus lohnt, muss in der Regel von einem Energieberater beurteilt werden. Dieser ist ohnehin notwendig, um die hohen Fördermittel der KfW beantragen zu können.

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