DIE HEIZUNG, DIE AUCH STROM ERZEUGT! - Redaktions Netzwerk ...
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DIE HEIZUNG, DIE AUCH STROM ERZEUGT! Zukunftsfähige Wohn- und Geschäftsimmobilien müssen mit Blick auf die Klimaziele hohen energetischen Anforderungen genügen. Einerseits sollten die Gebäude insgesamt nur wenig Energie verbrauchen, andererseits sollen diese verbleiben- den Energiemengen besonders energieeffizient und CO2-arm bereitgestellt werden. Mit der Brennstoffzelle steht dafür seit einigen Jahren eine innovative und hocheffiziente Heizung zur Verfügung, die neben der Wärme auch Strom für den Hausgebrauch erzeugt.
Brennstoffzellen für Wohngebäude
und Gewerbebetriebe
Funktion einer Brennstoffzellenheizung Allerdings ist es auch möglich, eine Brennstoff-
In der Brennstoffzellenheizung findet ein elektro- zelle mit einer noch funktionierenden Heizung
chemischer Prozess statt. Anders als beim zu kombinieren. Hier spricht der Fachmann
klassischen Verbrennungsprozess mit einem her- von einem „Beistellgerät“, welches ohne den
kömmlichen Heizungskessel reagieren in Brenn- Spitzenlastbrenner und ohne den Warmwas-
stoffzellen Wasserstoff und Sauerstoff mitein- serspeicher in das bestehende Heizungssys-
ander, wobei zusätzlich zur Wärme auch Strom tem integriert wird. Die erzeugte Wärme der
freigesetzt wird. Da der benötigte Wasserstoff Brennstoffzelle wird der Wärme im bestehenden
für die Brennstoffzellen in aller Regel nicht Heizkreissystem beigemischt, so dass die alte
direkt zur Verfügung steht, wird dieser innerhalb Heizung seltener betrieben werden muss. Auf
der Brennstoffzelle aus einem Brenngas herge- diese Weise lässt sich bereits vor der umfas-
stellt. Dieser Prozess nennt sich Reformierung senden Heizungserneuerung eigener Strom
und ermöglicht den Betrieb einer Brennstoff- erzeugen und gleichzeitig die Effizienz der alten
zellenheizung mit Erdgas oder Flüssiggas. Heizung steigern.
Für wen eignen sich Brennstoffzellen? Den selbst erzeugten Strom direkt im Haus
Brennstoffzellen eignen sich sowohl als Heizung verbrauchen
für das neugebaute Gebäude mit Der in der Brennstoffzelle erzeugte Strom kann Sunfire
hohem Energiestandard als auch als im Haus selbst genutzt oder in das öffentliche
Modernisierungsmaßnahme für das Be- Stromnetz eingespeist werden. Es empfiehlt Sunfire-Home
standsgebäude. Die meisten Modelle sich, einen möglichst hohen Anteil des selbst
am Markt setzen Erdgas als Energieträ- erzeugten Stroms im Haus zu nutzen, um damit
ger ein. Für diese Typen ist ein Erd- die Stromrechnung zu verringern. Nur wenn die
gasanschluss nötig. Als Ersatz für die Brennstoffzelle mehr Strom erzeugt, als gerade
bestehende Ölheizung in Gebäuden im Haus benötigt wird, sollte dieser eingespeist
ohne Erdgasanschluss gibt es aber werden. Denn für diesen eingespeisten Strom
Die Brennstoffzellen- auch Brennstoffzellen, die mit Flüssig- gibt es zwar eine gesetzlich garantierte Einspeise-
heizung ist platz-
sparend und passt
gas arbeiten. Hiervon profitieren vor allem vergütung vom örtlichen Stromnetzbetreiber.
in jeden Heizungs- etwas abgelegene Häuser. Auch die Größe des Da sich diese aber an den Börsenpreisen für
keller. Die Anlage
arbeitet sehr leise, Gebäudes spielt zunächst keine Rolle, denn es Grundlaststrom
daher ist eine Auf- gibt unterschiedliche Modelle für den Einsatz im orientiert, lohnt Leistung in kW
stellung direkt
im Wohnraum Einfamilienhaus bis hin zum kleineren Gewerbe- sich normaler- 6
ebenfalls möglich. betrieb. weise eher die
© SOLIDpower
GmbH Die Wärmeerzeugung in der Brennstoffzelle Selbstnutzung.
steht in einem festen Verhältnis zur Strom-
4
erzeugung und liefert vor allem die Wärme In Zukunft wird die Stromerzeugung
für die Grund- und Mittellast des Gebäudes. Bedeutung von
Damit das Gebäude auch an sehr kalten Tagen selbst erzeugten sunfire-
ausreichend mit Wärme versorgt wird, sind viele Strom noch zu- 2
Brennstoffzellenheizungen mit einem Spitzen- nehmen, wenn
lastbrenner und einem Warmwasserspeicher im Elektroautos als
Strombezug
Gerät ausgestattet. Die Brennstoffzellenheizung Verbraucher im
wird damit zum vollwertigen Ersatz für die be- Haushalt dazu 0
stehende Heizung. kommen. Uhrzeit 6h 12hKlimaschutz wird belohnt!
Klimaschutz mit der Brennstoffzelle wird vom
Elektrische Leistung Höhe des Zuschusses
Staat mit Zuschüssen belohnt
Brennstoffzellen können einen großen Teil der
0,25 kWel 7.050 €
CO2-Emissionen einer alten Heizung verringern.
Durchschnittlich können 66 % der CO2-Emis- 0,5 kWel 7.950 €
sionen einer alten Gasheizung und sogar 72 % 0,75 kWel 9.300 €
einer alten Ölheizung vermieden werden1.
1,0 kWel 10.200 €
Aus diesem Grund gewährt der Staat attraktive Die Förderung hängt von
der Leistungsfähigkeit der
Zuschüsse beim Kauf einer Brennstoffzellenhei- 1,5 kWel 12.450 € Brennstoffzelle ab – je
zung. Über das KfW-Programm 433 – „größer“ desto höher der
2,0 kWel 14.700 € Zuschuss. Allerdings passt
„Energieeffizient Bauen und Sanieren – nicht jede Brennstoffzelle
Zuschuss Brennstoffzelle“ erhalten Käuferinnen 3,0 kWel 19.200 € für jedes Haus. Für ein
Einfamilienhaus eignen
und Käufer Zuschüsse zur Investition zwischen 4,0 kWel 23.700 € sich Brennstoffzellen
in etwa zwischen 0,75
ca. 7.000 und 28.000 €. Maßgeblich ist hier die
5,0 kWel 28.200 € und 1,5 kW elektrischer
elektrische Leistung der Brennstoffzelle Leistung.
(s. Tabelle).
Für eine übliche Brennstoffzelle für das Ein- Brennstoffzelle außerdem eine zusätzliche Pau-
familienhaus mit einer elektrischen Leistung schalvergütung in Höhe von 1.800 € nach dem Sunfire
von 0,75 kW werden 9.300 € ausgezahlt. Für KWK-Gesetz. Bei Kaufbeträgen im Bereich von
die erzeugten Strommengen erhalten Betrei- 30.000 bis 35.000 € werden also etwa ein Drittel Sunfire-Home
berinnen und Betreiber für diese beispielhafte der Kosten bezuschusst.
Aktuelle Entwicklungen bei Brennstoffzellenheizungen
Brennstoffzellenheizungen sind in Deutschland seit etwa 2015 serienmäßig auf dem Markt. Es handelt
sich also einerseits um eine noch recht junge Technologie. Andererseits stammt ein Teil der Brenn-
stoffzellentechnik aus Japan, wo bereits über 300.000 solcher Anlagen im Einsatz sind. Die Technolo-
gie ist also durchaus ausgereift, was auch durch die großen Heizungsanbieter wie Viessmann, Remeha
und Buderus unterstrichen wird, die inzwischen eigene Brennstoffzellenheizungen im Programm
haben. Zusätzliche Sicherheit bietet zudem eine Garantie von min-
destens zehn Jahren, die die Anbieter gemäß den Bedingungen des
KfW-Förderprogramms 433 gewähren. Auf diese Weise haben es
bereits über 12.000 Brennstoffzellen in den letzten zehn Jahren in die
deutschen Heizungskeller geschafft.
Strombezug
Netzeinspeisung Gleichwohl gibt es auch noch Potenzial für weitere Entwicklungen bei
(üblicher Preis)
der Brennstoffzellentechnik. Anfang 2020 hat die Dresdner Firma Sun-
fire die erste Brennstoffzelle auf Flüssiggasbasis (LPG und Propangas) sunfire-
auf den deutschen Markt gebracht. Es handelt sich dabei um ein Bei-
Stromverbrauch stellgerät mit einer elektrischen Leistung bis zu 0,75 kW, welches mit
sämtlichen handelsüblichen Heizungskesseln kombiniert werden kann.
Strombezug
Die Brennstoffzelle wurde vor der Produkteinführung in den Feldtest-
programmen Callux und ene.field ausführlich getestet. Weitere Infos:
18h 20h 22h 24h www.sunfire-home.de
1
Daten aus: BDEW-Heizkostenvergleich Altbau 2017, https://www.bdew.de/energie/bdew-heizkostenvergleich-altbau-2017/.Praxiserfahrungen mit Brennstoffzellen
Einfamilienhaus Altbau im Saarland
Art der Brennstoffzelle Komplettheizung
Elektrische Leistung der
0,75 kWel
Brennstoffzelle
Inbetriebnahme März 2019
Auswertung der Betriebsdaten des ersten Jahres
Erzeugte Strommengen 3.885 kWh
Davon selbst verbrauchte Strom-
1.960 kWh (50 %)
mengen
Aus dem Netz bezogene Strom-
1.814 kWh
mengen
Autarkiegrad 52 %
Weitere Details zum Praxisbericht
Energis GmbH, Saarbrücken
www.energis.de
Produzierender Betrieb in Südhessen Einfamilienhaus Neubau in Osthessen
Kompletthei-
Art der Brennstoffzelle Beistellgerät Art der Brennstoffzelle
zung
Elektrische Leistung der Elektrische Leistung der
1,5 kWel 0,75 kWel
Brennstoffzelle Brennstoffzelle
Inbetriebnahme 2015 Inbetriebnahme 2014
Auswertung der Betriebsdaten der ersten zwei Auswertung der Betriebsdaten der ersten drei
Jahre Jahre
Erzeugte Strommengen Rd. 25.000 kWh Erzeugte Strommengen Rd. 14.000 kWh
Davon selbst verbrauchte Strom- Ca. 21.300 kWh Davon selbst verbrauchte Strom- Ca. 10.500 kWh
mengen (85 %) mengen (75 %)
Vermiedene Stromkosten Vermiedene Stromkosten
plus Vergütung für 6.100 € plus Vergütung für 3.900 €
eingespeisten Strom eingespeisten Strom
Weitere Details zum Praxisbericht Weitere Details zum Praxisbericht
LandesEnergieAgentur Hessen GmbH, Wiesbaden LandesEnergieAgentur Hessen GmbH, Wiesbaden
www.lea-hessen.de www.lea-hessen.deAktuelle Entwicklung
Die Berliner Firma Home Power Solutions entwickelt gemeinsam mit dem Berliner Energieversorger
GASAG ein Komplettsystem zur vollständigen Strom- und Wärmeversorgung eines Wohnhauses mit-
tels Photovoltaik, Speicher, Elektrolyse und Brennstoffzelle. Der überschüssige Strom aus der Photo-
voltaikanlage wird zunächst im Batteriespeicher gespeichert. Ist dieser voll, wird der Überschussstrom
in einem Elektrolyseur zur Wasserstofferzeugung genutzt, der dann in einem Wasserstofftank zwi-
schengespeichert wird. Bei Bedarf wird dieser dann in die Brennstoffzelle geleitet, um Wärme für die
Heizung und Strom für das Haus zu erzeugen. Auf diese Weise lassen sich die vielen Strommengen
aus den sonnenreichen Sommermonaten auch im Winter nutzen und eine komplette Autarkie für das
Haus erreichen. Weitere Infos: www.homepowersolutions.de
Der japanische Brennstoffzellenhersteller Panasonic hat im September 2019 zwei Brennstoffzellen
für den europäischen Markt angekündigt, die direkt mit Wasserstoff betrieben werden. Die Anlagen
sollen ab 2021 und 2022 angeboten werden.
Herstellerübersicht
inhouse SOLIDpower/
Hersteller Remeha SenerTec Sunfire Viessmann
engineering Buderus*
Produkt- in- BlueGEN Vitovalor PT2
eLecta 300 Dachs 0.8 Sunfire-Home
bezeichnung house5000+ BG15 Vitovalor PA2
Typ PEM PEM PEM SOFC SOFC PEM
Flüssiggas/
Erdgas/ Erdgas/ Erdgas/ Erdgas/ Erdgas/
Energieträger Erdgas/
Biomethan Biomethan Biomethan Biomethan Biomethan
Biomethan
Elektrische
4,2 kW 0,75 kW 0,75 kW 1,5 kW 0,75 kW 0,75 kW
Leistung
Komplettheizung Komplett- Komplett-
Beistellgerät Beistellgerät Beistellgerät Beides
oder Beistellgerät heizung heizung
Max. Thermische
Leistung ggf. mit 7,5 kW 23 kW 22 kW 0,85 kW 1,25 kW 31 kW
Spitzenlastgerät
Elektrischer
34 % 38 % 38 % 55 % 33 % 37 %
Wirkungsgrad
Gesamtwirkungs-
92 % 92 % 92 % 88 % 88 % 92 %
grad
www. www. www. www. www. www.
Website inhouse- remeha.de senertec.de solidpower. sunfire- viessmann.de
engineering.de com home.de
* Die Brennstoffzelle BlueGEN BG15 wird von der Firma SOLIDpower hergestellt, aber auch von Buderus vertrieben.
Es existieren derzeit sechs Anbieter von Brennstoffzellenheizungen in Deutschland. Die Anlagen unterscheiden sich teilweise sehr
deutlich in Abhängigkeit vom Einsatzzweck und von der Größe des Gebäudes. Einige Geräte haben einen integrierten Spitzen-
lastbrenner und können die gesamte Wärmeversorgung des Gebäudes abdecken (Komplettheizung). Andere werden mit der
bestehenden Heizung kombiniert (Beistellgerät).Hessisches Beratungsprogramm Das Land Hessen unterstützt die In- stallation von klimafreundlichen Brenn- stoffzellensystemen in Wohn- und Gewerbeimmobilien und bietet hierzu ein Beratungsprogramm an, welches durch die LandesEnergieAgentur (LEA) um- gesetzt wird. Neben der Bereitstellung von Informationen zur Brennstoffzellen- technologie und den Fördermöglich- keiten zählt hierzu auch ein kostenloser Erstcheck. Interessierte werden damit bei der grundsätzlichen Frage der Eignung einer solchen Anlage für ein konkretes Objekt unterstützt. Weitere Informationen unter https:// lea-hessen.de/angebote/brennstoff- zellenheizung-bzh-19668 IMPRESSUM Redaktion: Gestaltung: Herausgeber: Caroline Schäfer, Oliver Eich Sabine Becker Graphik & Design, Wiesbaden LandesEnergieAgentur Hessen GmbH Autor: Druck: Mainzer Straße 118 Leon Hagemann, A&M Service GmbH, a-m-service.de 65189 Wiesbaden Arbeitsgemeinschaft für sparsamen Abbildungen: Telefon 0611 95017-8400 und umweltfreundlichen ASUE e.V., Titel: UVAconcept, lea-hessen.de Energieverbrauch e.V. (ASUE) Icons: DGTL Graphics sro, ©adobe stock Datum: Juli 2020
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