Die Brennstoffzellenheizung ist ein modernes Heizgerät, das Strom und Wärme gleichzeitig erzeugt. Es arbeitet mit grünem Wasserstoff, lässt sich aber auch mit Erd- oder Flüssiggas betreiben. Wie das funktioniert und für wen es sich lohnt, erklären wir in den folgenden Abschnitten.
Verständlich erklärt: Die Funktionsweise der Brennstoffzelle
Bei der Brennstoffzellenheizung handelt es sich um eine Anlage zur Kraft-Wärme-Kopplung, die genau wie ein Blockheizkraftwerk (BHKW) Strom und Wärme erzeugt. Nötig ist dazu Wasserstoff, der sich am Katalysator einer Elektrode in Elektronen und Protonen trennt. Die Elektronen wandern daraufhin über einen elektrischen Leiter zur zweiten Elektrode und es fließt Strom. Zeitgleich schlüpfen die Protonen durch einen nur für sie durchlässigen Elektrolyten. Sie verbinden sich auf der anderen Seite mit den Elektronen sowie zugeführtem Sauerstoff, wobei Wasser und Wärme entstehen. Diese lässt sich daraufhin nutzen, um das Trinkwasser zu erwärmen und die Räume im Haus auf wohlige Temperaturen zu bringen.
Wasserstoff, Erdgas und Flüssiggas eignen sich als Brennstoff
Für die Funktionsweise der Brennstoffzellenheizung ist Wasserstoff erforderlich. Liegt dieser nicht in reiner Form vor, kommen Erdgas oder Flüssiggas zum Einsatz. Denn auch diese enthalten den energiereichen Stoff. Um ihn zu gewinnen, sind Brennstoffzellen mit einem Reformer ausgestattet. Dabei handelt es sich um einen Reaktionsraum, in dem die Ausgangsstoffe mit heißem Dampf in Kontakt kommen.
Ökologisch günstiger ist die unabhängige Energieversorgung mit selbst erzeugtem Wasserstoff. Um das zu erreichen, kombinieren Experten die H2-Ready Brennstoffzellenheizung mit einer Photovoltaikanlage, einem Elektrolyseur und einem Wasserstoffspeicher. Während die Photovoltaikanlage Strom erntet, nutzt der Elektrolyseur diesen, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Der Wasserstoff wird anschließend unter hohem Druck in Speichern gelagert und zeitversetzt mit der Brennstoffzelle zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt.
Kombination mit einer Spitzenlastheizung ist Voraussetzung
Für Ein- und Zweifamilienhäuser geeignete Brennstoffzellenheizungen produzieren Strom und Wärme in einem Verhältnis von eins zu zwei. Mit jeder Kilowattstunde Wärme lassen sich also etwa 0,5 Kilowattstunden Strom erzeugen. Da das nur dann funktioniert, wenn die thermische Energie im Haus einen Abnehmer findet, legen Experten die Brennstoffzelle nach der Grundlast aus. Diese ist weite Teile des Jahres vorhanden und Voraussetzung für lange Laufzeiten sowie einen hohen Stromertrag. Um auch die im Winter auftretenden Spitzenlasten abdecken zu können, kombinieren sie die Brennstoffzellenheizung meist mit einer Gasbrennwerttherme. Die Spitzenlasttherme lässt sich im Gehäuse der Brennstoffzelle unterbringen und über eine moderne Heizungssteuerung in das Energiekonzept integrieren.
Brennstoffzellenheizungen kommen für Neu- und Altbauten infrage
Damit sich die Investition in eine Brennstoffzelle lohnt, sind lange Laufzeiten nötig. Denn nur so lässt sich viel Strom erzeugen, der bei Eigenverbrauch und Einspeisung für finanzielle Einsparungen sorgt. Voraussetzung für lange Laufzeiten ist dabei ein ganzjährig vorhandener Wärmebedarf, der vor allem in Altbauten vorhanden ist. Da Brennstoffzellenheizungen im Verhältnis zur Wärme viel Strom erzeugen, kommen sie teilweise auch in Neubauten zum Einsatz. Ob sich die Anschaffung rentiert, prüfen Energieberater und Fachhandwerker individuell.
Staatliche Förderung für den Einbau in bestehende Gebäude
Kommt die Brennstoffzellenheizung bei der Sanierung bestehender Gebäude zum Einsatz, profitieren Hausbesitzer von staatlichen Fördermitteln . Diese gibt es in Form von Zuschüssen über die Bundesförderung für effiziente Gebäude. Die Zuschussrate liegt bei 25 Prozent und lässt sich um weitere zehn Prozent steigern, wenn die stromerzeugende Heizung eine funktionstüchtige Öl-, Gas-, Strom- oder Kohleheizung ersetzt. Wichtig zu wissen: Fördermittel für Brennstoffzellen gibt es nur, wenn die Anlagen mit grünem Wasserstoff oder Biomethan arbeiten. Außerdem sind die Zuschüsse vor der Vergabe von Liefer- und Leistungsverträgen zu beantragen.