Die Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus

Eigenes kleines "Heizkraftwerk" im Heizungskeller

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 im Einfamilienhaus

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.

Übrigens: Mit einem Elektrolyseur und einer Photovoltaikanlage lässt sich  grüner Wasserstoff  heute auch selbst herstellen. Lagern kann der Energieträger dann in Drucktanks, die einem Gasflaschenbündel ähneln.  

Wie kommt die Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus am besten zum Einsatz?

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 Warmwasser 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. Auf diese Weise müssen Sie zu keinem Zeitpunkt auf den Wärme-Komfort verzichten.

Wie wirtschaftlich ist die Brennstoffzellenheizung für ein 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 – sind ihre Kosten höher anzusetzen als für ein herkömmliches Heizsystem.

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. 

Tipp: Grundlage für den sinnvollen Einsatz der Brennstoffzellenheizung ist daher immer eine individuelle und fachgerechte Planung. Das geht zum Beispiel durch einen geschulten Installateur. Von diesem erfahren Sie auch, ob eher ein BHKW im Einfamilienhaus vielleicht eine Alternative für Sie ist oder ob sich eventuell auch ein hybrides System lohnt.

Förderung macht die Brennstoffzelle attraktiv

Um die Markteinführung zu vereinfachen und eine schnelle Weiterentwicklung und Kostensenkung der Technik zu forcieren, fördert der Staat die Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus mit attraktiven Fördermitteln. Wer ein bestehendes Gebäude saniert, kann dabei zwischen Zuschüssen aus der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) und steuerlichen Vergünstigungen wählen. Für Neubauten bleibt seit Januar 2023 nur die Effizienzhausförderung. Im Beitrag zur Förderung der Brennstoffzelle erklären wir, wie hoch die Konditionen der Programme ausfallen und wie Sie die Mittel richtig beantragen. Beachten Sie dabei, dass Anträge für eine Zuschussförderung unbedingt vor der Vergabe von Liefer- und Leistungsverträgen zu stellen sind.