Effizient heizen und Strom selber erzeugen mit der Brennstoffzelle

Kaum größer als ein Kühlschrank und doch ein echtes Kraftpaket: Brennstoffzellenheizgeräte versorgen das Haus mit Wärme und liefern gleichzeitig elektrische Energie. Für die besonders energiesparende und saubere Form der Kraft-Wärme-Kopplung gibt es großzügige staatliche Förderzuschüsse.

Mit der Kraft-Wärme-Kopplung lässt sich gleichzeitig Strom und Wärme erzeugen. Was früher nur große Kraftwerke konnten, ist seit einigen Jahren mit einem Mikro-Blockheizkraftwerk (BHKW) auch im Heizungskeller von Einfamilienhäusern möglich. Die neueste Entwicklung der „stromerzeugenden Heizsysteme“ ist die Brennstoffzellenheizung – eine hocheffiziente und umweltfreundliche Energiezentrale für das eigene Haus.

Kraft-Wärme-Kopplung ohne Motor

Bei den herkömmlichen Mikro-Blockheizkraftwerken treibt ein Gas- oder Ölmotor einen Generator an, der Strom erzeugt. Die dabei entstehende Abwärme wird zum Heizen des Hauses genutzt. Im Mikro-BHKW mit Brennstoffzelle gibt es keinen Motor. Statt durch Verbrennung wird bei dieser Form der Kraft-Wärme-Kopplung die Energie durch einen elektrochemischen Prozess freigesetzt.

Wie das Heizsystem Brennstoffzelle funktioniert

Obwohl meist von „der Brennstoffzelle“ die Rede ist, enthält das Heizgerät gleich einen ganzen Stapel zusammengeschalteter Brennstoffzellen, die auch Stacks (englisch für „Stapel“) genannt werden. Was in diesen Brennstoffzellen-Stacks abläuft, lässt sich, etwas vereinfacht, so zusammenfassen: Aus Erdgas gewonnener Wasserstoff verbindet sich in einer kontrollierten chemischen Reaktion mit Luftsauerstoff zu Wasser. Dabei tauschen die Reaktionspartner Elektronen aus und es fließt Strom. Ein Inverter oder Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, der direkt im Haushalt verwendet, in einer Batterie gespeichert oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann. Wie beim Verbrennungsprozess entsteht auch bei dieser Form der Kraft-Wärme-Kopplung zugleich Wärme, die dem Heizsystem zugeführt wird.

Energiekosten senken mit der Brennstoffzellenheizung

Brennstoffzellenheizgeräte arbeiten noch effizienter als herkömmliche KWK-Geräte. Ihr elektrischer Wirkungsgrad liegt bei über 30 Prozent, maximal bis 60 Prozent. Der Gesamtwirkungsgrad kann bis zu 100 Prozent erreichen, bei motorgetriebener Kraft-Wärme-Kopplung sind es etwa 80 bis 90 Prozent. Der Brennstoffzellenstrom kann etwa 50 Prozent des Bedarfs im durchschnittlichen Einfamilienhaus abdecken, mit Speicherakku sogar bis zu 80 Prozent. So lassen sich die Stromkosten erheblich senken. Die von der Brennstoffzelle erzeugte Wärme reicht für den Grundbedarf von Heizung und Brauchwasser aus. Nur bei Bedarfsspitzen – etwa an sehr kalten Tagen – schaltet sich automatisch ein integriertes Gas-Brennwertgerät zu. Im Vergleich zu einem konventionellen Gas- oder Ölheizsystem lassen sich bis zu 40 Prozent Heizkosten sparen. Auch das Klima profitiert, denn die CO2-Emssionen sind nur halb so hoch wie bei einem Haus mit konventioneller Heizung und Stromversorgung.

Für Neubau und Heizungsmodernisierung

Ein Brennstoffzellengerät ist sowohl als Heizsystem für neue Häuser geeignet als auch für den Heizungswechsel im Zuge einer energetischen Sanierung. Günstig ist die Kombination mit einer Wand- oder Fußbodenheizung, weil die Flächenheizung mit einer geringeren Vorlauftemperatur auskommt. Abgesehen von der sparsamen und umweltfreundlichen Energieerzeugung sprechen noch weitere Vorteile für die Brennstoffzelle: Die kompakten Geräte beanspruchen wenig Platz, sie laufen nahezu geräuschlos und können deshalb auch an Wohnräume angrenzend aufgestellt werden. Außerdem muss kein Brennstoff gelagert werden. Die einzige Voraussetzung für die Installation ist ein Gasanschluss.

Förderzuschüsse erleichtern die Investition

Mit Preisen über 20.000 Euro sind die innovativen Kleinstkraftwerke derzeit noch recht teuer. Zur Markteinführung der effizienten und sauberen Technologie gibt es jedoch großzügige staatliche Fördermittel. Im Rahmen des Förderprogramms „Energieeffizient Bauen und Sanieren – Zuschuss Brennstoffzelle“ (Programmnummer 433) vergibt die staatliche KfW-Bank Förderzuschüsse, die sich aus einem Festbetrag von 5700 Euro und einem von der elektrischen Leistung des Brennstoffzellenheizgeräts abhängigen Zusatzbetrag zusammensetzen.

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