Brennstoffzellenheizung

Brennstoffzellenheizungen funktionieren, indem Erdgas in Wasserstoff umgewandelt wird. Dieser Vorgang findet im sogenannten Reformer statt. In der Brennstoffzelle reagiert der Wasserstoff elektrochemisch mit Sauerstoff. Dabei werden Strom und Wärme für den Haushalt erzeugt. Der Strom wird selbst verbraucht oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Mit der Wärme wird die Heizung sowie die Warmwasserversorgung betrieben. Eine ausführliche Erklärung, wie die einzelnen Bestandteile einer Brennstoffzellenheizung im Detail funktionieren, findet sich in unserem Blog. Dort wird erläutert, wie das Erdgas in einem Reformer zu Wasserstoff umgewandelt wird und wie in der Brennstoffzelle daraus Strom und Wärme entsteht. Außerdem wird dargestellt, warum die Brennstoffzellenheizung so effizient ist und natürliche Ressourcen optimal nutzt. Die Brennstoffzellenheizung ist damit die klimaschonende Alternative zu herkömmlichen Heizungssystemen wie einer Ölheizung, die fossile Energieträger verbrennen. Mit einer Brennstoffzellenheizung lassen sich die CO2-Emissionen beim Heizen erheblich reduzieren.

Schaubild zur Funktionsweise:

Die Brennstoffzellenheizung besteht aus einem Brennstoffzellen- und einem Gasbrennwertmodul. Häufig sind beide Module in einem Gerät integriert. Integrierte Geräten beinhalten darüber hinaus auch einen Wasserspeicher, wodurch sowohl die Investitionshöhe als auch der Platzbedarf verringert wird. Im Brennstoffzellenmodul wird Strom und gleichzeitig Wärme sehr effizient erzeugt. Damit kann der Strom- und Wärmebedarf des Hauses teilweise abgedeckt werden. Die darüber hinaus benötigte Wärme liefert das Gasbrennwertgerät. Bei der von uns angebotenen Brennstoffzellenheizung, der Viessmann Vitovalor PT2, handelt es sich um ein integriertes Gerät, das sowohl Brennstoffzellen- und Gasbrennwertmodul als auch den integrierten Wasserspeicher beinhaltet.

Grundvoraussetzungen für den Einbau einer Brennstoffzellenheizung sind ein Erdgas- und ein Internetanschluss. Letzterer wird benötigt um Daten der Heizungsanlage digital an Ihren PC oder ein mobiles Endgerät zu übertragen. So können Sie auch bequem von Ihrer Couch spielend einfach Ihre Brennstoffzellenheizung steuern und überwachen. Auch das ist ein Vorteil dieser modernen Heiztechnik: Sollte es zu einer Unregelmäßigkeit oder Störung beim Betrieb der Brennstoffzellenheizung kommen, wird diese direkt erkannt. Eventuell kann dann auch aus der Ferne gehandelt werden, um die Störung zu beheben (Fernwartung). Dann muss nicht extra ein Fachmann nach Hause kommen. Die Raumhöhe des Aufstellortes muss mindestens 2,00 Meter betragen. Außerdem benötigt das Abgassystem einen ausreichenden Innenquerschnitt des Schornsteins (mindestens 130 mm).

Der Vorteil einer Umwandlung von Erdgas in Wasserstoff in einer Brennstoffzellenheizung liegt in einem besseren Verhältnis von erzeugter Wärme und gleichzeitig erzeugtem Strom. Das Verhältnis von erzeugter Wärme und gleichzeitig erzeugtem Strom in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) ist anders als in einer Brennstoffzellenheizung (BZH).
Gemeinsam haben beide Systeme, dass sie wärmegeführt sind. Wärmegeführt bedeutet: Die Anlage wird eingeschaltet, wenn Wärme benötigt wird. Gleichzeitig wird dann Strom erzeugt. Bei der Brennstoffzellenheizung ist der Anteil des produzierten Stroms höher als bei einem Blockheizkraftwerk. Das bedeutet, dass die Brennstoffzellenheizung in der Regel eine höhere Zahl von Betriebsstunden aufweist als ein BHKW. Dadurch amortisiert sich die Anlage schneller, da der Kostenvorteil vor allem durch die Menge des erzeugten Stroms entsteht.

In einer Brennstoffzellenheizung wird Wasserstoff aus Erdgas erzeugt, weil es aktuell kein Leitungsnetz gibt, mit dem Wasserstoff direkt an private Verbraucher geliefert werden könnte. Richtig ist, dass Wasserstoff als ein Pfeiler der Energiewende gilt, um damit regenerativ erzeugte Energie zu speichern. Die Verwendung von Wasserstoff als Energieträger, um z.B. überschüssigen Sonnen- oder Windstrom zu speichern ist aber in großem Maßstab eher eine mittel- bis langfristige Perspektive. Der Einsatz von Erdgas kann dagegen sofort umgesetzt werden und damit der Brennstoffzellentechnologie einen weiteren Schub geben.

Der Wirkungsgrad einer Brennstoffzellenheizung liegt bei über 90 %, Der Wirkungsgrad ist der Anteil der Energie, die durch die erzeugte Wärme und den erzeugten Strom nutzbar ist, im Verhältnis zu der Energie, die als Erdgas in die Anlage zugeführt wird.

Die Leistung der von Erdgas Südwest empfohlenen Brennstoffzellenheizung Vitovalor PT2 bzw. Vitovalor PA2 der Fa. Viessmann betragen:

• Brennstoffzellenheizgerät: Viessmann, Vitovalor PT2 und Vitovalor PA2
• Elektrische Leistung: 0,75 kW
• Thermische Leistung: 1,1 kW
• 220 Liter Trinkwasserspeicher (bereits in Vitovalor PT2 integriert)
• Spitzenlast Gasbrennwertmodul (bereits in Vitovalor PT2 integriert): Thermische Leistung 11,4 / 19,0 / 24,5 oder 30,8 kWth
• Touch-Display und über die App steuerbar
• Selbstlernender Energiemanager
• Energieeffizienzklasse: bis A+++

Die Kosten einer Brennstoffzellenheizung sind von den Bedingungen im Haus und dem Energiebedarf abhängig. Außerdem werden unterschiedliche staatliche Förderungen angeboten, die die Kosten für die Installation einer Brennstoffzellenheizung verringern.
Bei einem durchschnittlichen Einfamilienhaus sind von Anschaffungskosten inklusive Installation der Brennstoffzellenheizung ab 35.000 Euro brutto auszugehen. Dieser Anschaffungspreis reduziert sich durch die staatliche Förderung.

Bei den laufenden Kosten bietet die Brennstoffzellenheizung viele Vorteile gegenüber konventionellen Heizungen. So kann zum Beispiel überschüssiger, nicht selbst verbrauchter Strom, der mit der Brennstoffzellenheizung erzeugt wird, in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Der Strom, den man beim Heizen produziert und einspeist, wird vergütet.
Um die individuellen steuerlichen Möglichkeiten zu klären (unter anderem zum Thema Umsatzsteuer), empfehlen wir ein Gespräch mit einem Steuerberater.

Weitere Informationen finden Sie in unserem Blogartikel - Was kostet eigentlich eine Brennstoffzellenheizung?

Wann sich eine Brennstoffzellenheizung amortisiert, ist abhängig von verschiedenen Faktoren und lässt sich daher nicht pauschal beantworten. Um die Wirtschaftlichkeit der Anschaffung und des Betriebs einer Brennstoffzellenheizung zu berechnen, müssen die jeweiligen Gebäudedaten, der Energiebedarf sowie eine ggf, betriebliche Nutzung einbezogen werden.
Durch die hohe staatliche Förderung, sowie den jährlichen Einsparungen bei den Energiekosten von bis zu 40 %, lohnt sich der Einbau einer Brennstoffzellenheizung für viele Betreiber. Die Initiative ‚Zukunft Erdgas‘ hat hierfür einen Vergleich verschiedener Heizungsanlagen berechnet.

Die Wirtschaftlichkeit einer Brennstoffzellenheizung muss durch einen Vergleich zum aktuell vorhandenen Heizsystem berechnet werden.
Die Amortisation einer Brennstoffzellenheizung ist von verschiedenen Faktoren abhängig, unter anderem von

• Kosten für die Anschaffung und den Einbau der Brennstoffzellenheizung
• Kosten für den laufenden Betrieb der Brennstoffzellenheizung
• Energetischer Zustand und Größe des Hauses
• Stromverbrauch in der Immobilie
• Anteil des Eigenverbrauch des durch den Betrieb der Brennstoffzellenheizung erzeugten Stroms
• Bedarf an Warmwasser
• Betriebliche Nutzung
• Förderbetrag

Einen ersten Eindruck, wie sich für ein bestimmtes Gebäude die Installation einer neuen Brennstoffzellenheizung amortisiert, liefert eine Sofortprognose.

Grundsätzlich ist eine Brennstoffzellenheizung für alle Gebäude sinnvoll, die über einen ganzjährigen Wärmebedarf – für Heizung sowie Warmwasser – und einen Erdgasanschluss verfügen. Die von uns angebotenen Brennstoffzellenheizgeräte für den Privathaushalt erreichen inkl. des integrierten Gasbrennwertgeräts eine maximale Heizleistung von 32 kW. Sollte eine höhere Heizleistung erforderlich sein, so lässt sich die Vitovalor PA2 auch mit entsprechend größeren Gasbrennwertgeräten kombinieren. Die jährlich produzierte Strommenge liegt bei bis zu 6.200 kWh.

Antwort: Prinzipiell ist das kein Problem. Die Brennstoffzellenheizung wird an das bestehende Rohrsystem angeschlossen, nachdem die Ölheizung und die Öltanks entfernt wurden. Allerdings ist für den Betrieb einer Brennstoffzellenheizung ein Anschluss an das Gasnetz notwendig. Auskunft über einen Gasanschluss erhalten Sie von ihrem örtlichen Netzbetreiber.  Im Grundversorgungsgebiet der Erdgas Südwest ist die Netze-Gesellschaft Südwest mbH der zuständige Netzbetreiber.

Der Anteil des selbst verbrauchten Stroms, der von der Brennstoffzellenheizung erzeugt wird, ist von dem Nutzungsverhalten in der Immobilie abhängig. Strom muss, wenn er nicht zwischengespeichert wird, genau dann verbraucht werden, wenn er erzeugt wird. Deshalb beträgt der Autarkiegrad bei der Nutzung des Stroms, der beim Heizen von der Brennstoffzellenheizung erzeugt wird, bis zu etwa 60 %. Der restliche Strom kann in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden und wird vergütet.

Die zeitliche Dauer, die man für den Einbau einer neuen Brennstoffzellenheizung benötigt, ist abhängig von der Gebäudebeschaffenheit. In der Regel dauert der Einbau einer Brennstoffzellenheizung 4 bis 6 Tage. Darin enthalten ist die Demontage der alten Heizungsanlage sowie die anschließende Installation und Inbetriebnahme des Brennstoffzellenheizgeräts. Ein Einbau ist auch in der Heizperiode im Winter möglich, da die Wärmeversorgung während der Installationsphase durch ein speziell aufgestelltes Notaggregat sichergestellt werden kann.

Weitere Informationen finden Sie in unserer Videoreportage.

Brennstoffzellenheizungen kann man im Fachhandel für Heizgeräte oder beim Heizungsfachbetrieb kaufen. Allerdings erfordert der Einbau und die Inbetriebnahme einer Brennstoffzellenheizung eine sorgfältige Planung sowie diverse Antrags- und Genehmigungsverfahren. Die Erdgas Südwest hat daher ein Komplettpaket entwickelt, um Hausbesitzern die unkomplizierte Installation einer Brennstoffzellenheizung anbieten zu können. Die Erdgas Südwest begleitet den Einbau der Brennstoffzellenheizung von der Planung bis zur Übergabe an den Kunden. Dieser Rundum-Service für die Anschaffung und Installation einer Brennstoffzellenheizung beinhaltet auch die Abwicklung der Verfahren, um die staatliche Förderung aus den verschiedenen Förderprogrammen des Bundes zu erhalten.

Eine Sofortprognose die angibt, ob eine Brennstoffzellenheizung im konkreten Fall das Richtige ist, kann jeder Interessierte direkt auf der Webseite von Erdgas Südwest erstellen lassen. Dort kann man direkt sehen, ob die Brennstoffzellenheizung für einen in Frage kommt oder nicht. Die Sofortprognose berechnet das Einsparpotential bei den Energiekosten, den elektrischen Autarkiegrad und liefert damit wichtige Indikationen, ob sich eine Brennstoffzellenheizung lohnt.

Jetzt zur Sofortprognose

Mit einer Brennstoffzellenheizung kann der Großteil des Stromverbrauchs in einem durchschnittlichen Haushalt gedeckt werden. Pro Tag können bis zu 18 kWh elektrische Energie mit einer Brennstoffzellenheizung erzeugt werden. Bei höherem Strombedarf wird Strom aus dem Netz bezogen. Überschüssiger Strom, der im Haus nicht benötigt wird und daher nicht selbst verbraucht werden kann, wird ins öffentliche Netz eingespeist und vergütet.

Der Mehrwert, den einen Brennstoffzellenheizung bietet, lässt sich vor allem im Vergleich zu einem Gasbrennwertgerät betrachten. In der Regel sinken die Energiekosten nach einer Heizungssanierung mit einer Brennstoffzellenheizung um bis zu 40 %. Damit können v.a. Kosten für Heizung und Warmwasser enorm gesenkt werden wie ein Heizkostenvergleich des BDEW zeigt. Darüber hinaus liefert eine Brennstoffzellenheizung ganzjährig nicht nur Wärme, sondern auch Strom, erfüllt das EWärmeG und reduziert die CO2-Emissionen. Außerdem ist eine Brennstoffzellenheizung sowohl für den Neubau als auch für eine Bestandsmodernisierung eines Hauses geeignet.

Für den Einbau und den Standort einer Brennstoffzellenheizung sind die Maße für die Stellfläche und die Einbauhöhe maßgeblich. Die Stellfläche beträgt ca. 1,5 m². Die Einbauhöhe beträgt 2 m bei der Vitovalor PT2 und 1,80 m bei der Vitovalor PA2. Der für den Einbau einer Brennstoffzellenheizung erforderliche Raum entspricht etwa dem Platz für einen Kühlschrank.

Das Brennstoffzellenmodul wird alle 5 Jahre, das Gasbrennwertmodul wird jährlich gewartet. Diese Maßnahmen werden optimal durch unser Vollwartungspaket abgedeckt, welches über einen Zeitraum von 10 Jahren eine Leistungs- und Funktionsgarantie beinhaltet und für die Beantragung der staatlichen Fördermittel notwendig ist.

Nach Ablauf des 10-jährigen Vollwartungsvertrags empfehlen wir auch weiterhin eine regelmäßige Anlagenwartung.

Die Kombination einer Brennstoffzellenheizgerät mit einem Stromspeicher ist möglich. Eine Prüfung, ob eine solche Kombination wirtschaftlich sinnvoll ist, sollte in Abhängigkeit ihrer persönlichen Faktoren erfolgen. Darin spielt insbesondere das Verbrauchsverhalten in Bezug auf den von der Brennstoffzellenheizung erzeugten Strom eine wichtige Rolle.

Es ist in der Regel nicht sinnvoll, eine Brennstoffzellenheizung in Kombination mit einer Solarthermieanlage zu kombinieren, obwohl diese Kombination technisch möglich ist. Eine vorhandene Solarthermieanlage würde vor allem in den Übergangszeiten und in den Sommermonaten den Großteil des Wärmebedarfs decken. Für eine wärmegeführte Brennstoffzellenanlage würde das wiederum bedeuten, dass diese nur noch auf geringe Betriebsstunden kommt und der Vorteil einer konsequenten Stromproduktion nicht genutzt werden könnte.

Von einer Beistelllösung spricht man, wenn eine bereits bestehende Heizungsanlage mit einem Brennstoffzellenheizgerät erweitert wird. Inwiefern die Kombination einer Brennstoffzellenheizung mit einem Gasbrenngerät möglich ist, muss individuell geprüft werden. Bitte sprechen Sie uns gerne dazu an.

Ab dem 1. Juli 2015 müssen gemäß Erneuerbare-Wärme-Gesetz Baden-Württemberg (EWärmeG) bei einem Heizungstausch in bestehenden Wohngebäuden und Nichtwohngebäuden 15 % der Wärme durch erneuerbare Energien erzeugt oder entsprechende Ersatzmaßnahmen nachgewiesen werden. Dabei ist zu beachten, dass die Erfüllung vom installierten Gerät und von der beheizten Wohnfläche bzw. Nutzfläche des Gebäudes abhängig ist. Brennstoffzellenheizungen erfüllen als Ersatzmaßnahme die Vorgaben des Erneuerbare-Wärme-Gesetz Baden-Württemberg (EWärmeG).

Weitere Informationen zum EWärmeG und den Erfüllungsoptionen finden Sie in unserem Youtube-Video und in unserem Blogartikel - Heizungs­sanierung: So er­füllen Sie das EWärmeGesetz in BW.

Das Brennstoffzellenheizgerät ist ein modernes und klimaschonendes Heizsystem, das mit weiteren Komponenten wie zum Beispiel einem Stromspeicher oder einer Photovoltaik-Anlage ergänzt werden kann. Damit ist die Brennstoffzellenheizung eine zukunftsfähige Heiztechnologie. Sie leistet unter den gängigen Heizsystemen schon heute einen wichtigen Beitrag zur CO2-Reduktion.

Brennstoffzellenheizungen sind in Japan bereits sehr verbreitet, mehr als 100.000 Geräte sind hier in den letzten Jahren installiert worden. Inzwischen erwägen auch in Deutschland immer mehr Hausbesitzer die Option, bei einer Heizungssanierung auf die Brennstoffzellenheizung zu wechseln. Noch bis vor 20 Jahren wurden Brennstoffzellenheizgeräte nur als Prototypen in Forschungsprojekten eingesetzt. Inzwischen ist die Technik ausgereift. Die Konditionen sind für Eigenheimbesitzer attraktiv geworden – gerade auch wenn man die staatliche Förderung durch den Bund berücksichtigt. Die Fördermittel werden im Zuge des KfW-Programm „Effizientes Bauen und Sanieren“ bereitgestellt. Förderfähig sind alle Kosten, die mit dem Einbau der Brennstoffzellenheizung entstehen. Es gibt eine Grundförderung ab einer elektrischen Leistung von 0,25 kWel von 6.800 Euro und eine Förderung pro angefangene 100 Wel von 550 Euro. Außerdem reduziert sich die jährliche Stromrechnung um den selbsterzeugten Strom.

Moderne Brennstoffzellenheizungen sind für private Haushalte geeignet, weil sie inzwischen in der passenden Größe und Leistung zur Verfügung stehen.

Lesen Sie in unserem Blog - natürlichZukunft ein Interview mit dem Physikingenieur Herwig Marschelke, der seit 2013 eine Brennstoffzellenheizung in seinem Eigenheim betreibt.

Eine Brennstoffzellenheizung gehört aktuell zu den modernsten Heiztechnologien weltweit. Als stromerzeugende Heizung produziert sie sehr effizient sowohl Wärme als auch Strom und ist durch die geringen CO₂-Emissionen klimaschonend. Außerdem werden hohe staatliche Förderungen angeboten, welche die Kosten für die Installation einer Brennstoffzellenheizung deutlich verringern. Aber natürlich gibt es auch Nachteile, wie die Notwendigkeit eines Gasanschlusses oder die vergleichsweise hohen Anschaffungskosten. Eine Übersicht der wichtigsten Vor- und Nachteile finden Sie hier:

Vorteile

• Die Brennstoffzellenheizung erzeugt gleichzeitig Strom und Wärme mit einem hohen Wirkungsgrad.
• Die Kosten für Energie werden gemindert. Durch den vergleichsweise hohen Autarkiegrad ist man relativ unabhängig von der Entwicklung der Strompreise.
• Umfangreiche Fördermöglichkeiten durch staatliche Zuschüsse oder günstige Darlehen.
• Die Anlage braucht wenig Platz und erzeugt keinen Lärm oder Schwingungen.
• Erfüllt die Anforderungen des EWärmeG.
• Die Einspeisung von Strom ins öffentliche Netz kann vergütet werden. Weitere Steuervergünstigungen sind ebenfalls möglich.
• Betreiber von Brennstoffzellenheizungen können bei Stromausfall dennoch auf Strom und Wärme zurückgreifen.
• Reduzierung von CO2-Emissionen erlaubt klimaschonenden Betrieb.

Nachteile

• Ein Gasanschluss ist zwingend erforderlich
• Die Einsparung bei den Energiekosten ist abhängig von der Gaspreisentwicklung.
• Trotz hoher Förderung ist die Anschaffung mit vergleichsweise hohen Kosten verbunden.
• Die Anlage muss regelmäßig gewartet werden.