Themen im Überblick
Umweltfreundliche Brennstoffzellenheizung
Mit einer Brennstoffzellenheizung holen Sie sich einen äußerst effizienten und zukunftsfähigen Energieerzeuger ins Haus. Der hohe Wirkungsgrad beim Heizen mit Brennstoffzelle wird durch die kombinierte Produktion von Strom und Wärme erreicht.
- Strom und Wärme werden gleichzeitig erzeugt
- Reduktion von Strom- und Heizkosten
- Verringerung klimaschädlicher Treibhausgase
Für wen eignet sich eine Heizung mit Brennstoffzelle?
Eine Brennstoffzellenheizung ist eine hochmoderne Energiezentrale, mit der Sie als Hausbesitzer Strom und Wärme erzeugen.
Vorteile
Eine Heizung mit Brennstoffzelle im eigenen Haus bietet sich dann an, wenn der Bedarf an Strom ganzjährig hoch ist und auch die konstant erzeugte Wärme gut im Haus genutzt werden kann. Sie müssen dann weniger Energie einkaufen und sind dadurch unabhängiger von Preisschwankungen. Eine Brennstoffzelle passt in jeden Heizungskeller. Im Gegensatz zum Blockkraftheizwerk hat die Brennstoffzellenheizung einen weiteren Pluspunkt: Als „Abfallprodukt“ entsteht größtenteils Wasserdampf, der über den Schornstein abgeführt wird. Bei den verhältnismäßig hohen Anschaffungskosten werden Sie durch staatliche Förderung entlastet.
Voraussetzungen
Wird die Brennstoffzellenheizung mit Erdgas betrieben, so ist für die Installation ein Gasanschluss nötig. Damit kann der für die Funktionsweise notwendige Wasserstoff gewonnen werden. Der Wechsel von einer Gas-Brennwertheizung auf eine Brennstoffzellenheizung ist in der Regel unkompliziert. Außerdem benötigen Sie eine zentrale Heizungsanlage und einen Wärmespeicher. Auch eine Zusatzheizung sollte vorhanden sein. Diese springt ein, wenn die mit der Brennstoffzelle erzeugte Wärme nicht ausreicht. Je nach Hersteller ist die Zusatzheizung bereits in der Brennstoffzellenheizung integriert. Auch eine Wärmepumpe bietet sich an, die mit dem selbst produzierten Strom betrieben werden kann.
Besonderheiten
Brennstoffzellenheizungen zur Hausenergieversorgung zählen zu den Mikro-KWK-Anlagen. Sie sind für die Grundlastversorgung in Ein- und Zweifamilienhäusern geeignet. In der Regel nehmen sie nur einen Quadratmeter Fläche ein. Da sie aus wenigen mechanischen Komponenten bestehen, gelten Brennstoffzellenheizungen als robust, langlebig und wartungsarm. Gute Pflege und regelmäßige Wartung sind dennoch wichtig, damit Sie mit der Anlage richtig heizen.
Heizsysteme und System-Ergänzungen kennenlernen
Kachel- und Kaminofen
Ein echtes Holzfeuer schafft eine besondere Atmosphäre. Ein Kaminofen gibt Wärme durch Strahlung und Konvektion ab und kann so für behagliche Wärme im Raum sorgen.
Flächenheizung
Fußboden-, Decken- und Wandheizungen geben Wärme über große Flächen ab. Das sorgt für eine gleichmäßige Wärmeverteilung. Je nach System können Flächenheizungen auch zum Kühlen eingesetzt werden.
Digitale Heizung
Digitale Technik ermöglicht es, Heizungsanlagen komfortabler zu steuern und den Energieverbrauch besser im Blick zu behalten. Je nach System lassen sich beispielsweise Heizzeiten programmieren, Temperaturen aus der Ferne anpassen und weitere Smart-Home-Funktionen nutzen.
Moderne Heizkörper
Moderne Heizkörper verbinden Wärmeabgabe mit vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten. Neben klassischen Formen gibt es Designheizkörper, die sich als Blickfang in den Raum einfügen oder als Raumteiler eingesetzt werden können.
Infrarotheizung
Die Infrarotheizung wandelt elektrische Energie in Infrarotstrahlung um und erzeugt eine Wärme, die viele Menschen als angenehm empfinden.
Blockheizkraftwerk (BHKW)
Strom und Wärme aus einer Anlage: Ein Mikro-Blockheizkraftwerk (BHKW) erzeugt im Privathaus gleichzeitig Wärme und Strom.
Ölheizung
Eine Ölheizung kann Heizung und Warmwasser bereitstellen. Moderne Öl-Brennwertgeräte nutzen zusätzlich die Wärme aus dem Abgas und können dadurch den Brennstoff effizienter verwerten als ältere Heizkessel.
Energieträger
Öl, Gas, Holz, Solarenergie oder Umweltwärme – beim Heizen kommen heute viele verschiedene Energiequellen und Energieträger zum Einsatz. Einzeln oder clever kombiniert, können sie Ihr Zuhause mit Wärme versorgen.
Solarthermie-Anlage
Solarthermieanlagen nutzen Sonnenenergie, um Wärme zu erzeugen. In Kombination mit einem geeigneten Heizsystem können sie die Raumheizung unterstützen und den Energiebedarf des Gebäudes für die Wärmeerzeugung reduzieren.
Durchlauferhitzer
Ob in Küche, Bad oder WC: Elektronische Durchlauferhitzer produzieren täglich benötigtes Warmwasser.
Wärmepumpe
Wärmepumpen nutzen Wärme aus der Umgebung – beispielsweise aus der Luft, dem Erdreich oder dem Wasser – und heben sie mithilfe von Strom auf ein für die Heizung geeignetes Temperaturniveau an.
Holz- & Pelletheizung
Holzheizungen nutzen Holzscheite oder Holzpellets zur Wärmeerzeugung. Welche Eigenschaften der Brennstoff hat und woher er stammt, hängt vom jeweiligen Produkt und Anbieter ab.
Brennstoffzelle
Eine Brennstoffzellenheizung erzeugt gleichzeitig Strom und Wärme. Je nach Anlagentyp wird dafür Wasserstoff eingesetzt oder ein wasserstoffhaltiger Brennstoff wie Erdgas zunächst in Wasserstoff umgewandelt.
Stromspeicher
Stromspeicher können überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Photovoltaikanlagen zwischenspeichern. So lässt sich der selbst erzeugte Strom zu einem späteren Zeitpunkt im Haushalt nutzen, beispielsweise für den Betrieb einer Wärmepumpe.
Effiziente Heizsysteme
Die Heizung von heute kann mehr als nur Wärme und warmes Wasser erzeugen. Moderne Heizsysteme bieten unterschiedliche Möglichkeiten, Energie effizient zu nutzen und den Einsatz fossiler Energieträger zu reduzieren. Welche Lösung geeignet ist, hängt vom Gebäude, dem Wärmebedarf und den individuellen Anforderungen ab.
Hybridheizung
Heiztechnologien kombiniert: Eine Hybridheizung kombiniert zwei unterschiedliche Wärmeerzeuger, beispielsweise eine Wärmepumpe mit einem Gas- oder Ölkessel.
Lüftungsanlage
Eine Lüftungsanlage sorgt für einen regelmäßigen Luftaustausch und kann die Raumluftqualität verbessern. In Kombination mit einem Heizsystem kann eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung dazu beitragen, Wärmeverluste durch das Lüften zu reduzieren.
Photovoltaik
Photovoltaik-Anlagen wandeln mithilfe von Solarzellen Sonnenlicht in elektrischen Strom um.
Gasheizung
Die Gasheizung ist ein weit verbreitetes Heizsystem. Moderne Gas-Brennwertgeräte nutzen den Brennstoff effizient, indem sie zusätzlich Wärme aus dem Abgas gewinnen. Die tatsächlichen Heizkosten hängen unter anderem vom Gaspreis, dem Verbrauch und der Effizienz der Anlage ab.
Pufferspeicher
Wenn Sie Ihre Heizung neu planen, ist die Speicherung von Wärme ein wichtiges Thema. Ein Pufferspeicher nimmt überschüssige Wärme auf und gibt sie bei Bedarf wieder ab.
Häufige Fragen zur Brennstoffzelle
Wasser- und Sauerstoff werden in einer chemischen Reaktion in Wasser umgewandelt, die dabei freigesetzte Energie erzeugt Strom. Bezüglich der Brennstoffzelle und ihrer Funktionsweise spricht man auch von einer „kalten Verbrennung“. Der Prozess spielt sich zwischen Elektroden ab, ähnlich wie bei einer Batterie. Die Brennstoffzelle besteht aus zwei Elektroden, einer Anode auf der einen Seite und einer Kathode auf der anderen. Der Wasserstoff wird in Elektronen und Protonen gespalten. Da sich die Elektronen über einen Leiter zur Kathode bewegen, fließt Strom. Neben Strom entsteht bei diesem Prozess auch Wärme, die sich für Warmwasser und Heizung nutzen lässt.
Absolut. Die Brennstoffzelle und ihre Funktion gelten als innovativ und sind hocheffizient. Die Brennstoffzellenheizung arbeitet sehr ökonomisch, die Effizienz liegt bei nahezu 100 Prozent. Das System hat aber schon vor einigen Jahren die Marktreife erlangt. In Japan wird diese Technologie schon seit 2009 staatlich gefördert und vielfach für Heizungen eingesetzt. Die Bundesregierung hat im Jahr 2016 eine Förderung für Brennstoffzellenheizungen eingeführt.
Fördermittel für die Brennstoffzellenheizung können Sie für Anlagen beantragen, die mit grünem Wasserstoff oder Biogas betrieben werden. Außerdem muss die Brennstoffzelle in die Wärme- und Stromversorgung des Gebäudes eingebunden werden. Bei Inbetriebnahme muss der Gesamtwirkungsgrad η ≥ 0,82 und der elektrische Wirkungsgrad ηel ≥ 0,32 betragen. Wichtig ist, dass Ihnen der Hersteller den Betrieb der Brennstoffzelle für einen Zeitraum von zehn Jahren sicherstellen muss. Außerdem wird eine Vollwartung über mindestens zehn Jahre vereinbart, die dem Käufer einen elektrischen Wirkungsgrad von mindestens ηel ≥ 0,26 sowie die Reparatur und Wiederinbetriebnahme im Fall von Störungen zusichert. Das sollten Sie beachten: Die Kosten für die Herstellung des Wasserstoffes (z. B. Kosten für Elektrolyseure) sind nicht förderfähig. Wird die Brennstoffzellenheizung nicht mit grünem Wasserstoff oder Biogas betrieben, kann im Bestandsgebäude auch eine steuerliche Förderung in Höhe von bis zu 20% nach der ESanMV in Betracht gezogen werden.
Brennstoffzelle bringt Strom und Wärme
Vorreiter Ostasien: In Japan ist die Brennstoffzelle bereits sehr populär.
Wie genau funktioniert eine Brennstoffzelle?
Ein Überblick über die Brennstoffzelle und ihren Aufbau: Schematisch betrachtet besteht eine einzelne Brennstoffzelle aus drei Teilen – der Anode, der Kathode und dazwischen einer Trennschicht. Bei Einbringung des Wasserstoffs in die Brennstoffzelle findet ein elektrochemischer Prozess statt, bei dem Wasserstoff mit Sauerstoff reagiert. Zwischen Anode und Kathode entsteht eine elektrische Spannung. Die freigesetzte elektrische Energie kann in Form von Wärme und Strom genutzt werden. Die Brennstoffzellenheizung nutzt eine Reihenschaltung vieler solcher Zellen.
Brennstoffzellenheizungen sind besonders effizient
Die Wasserstofftechnologie sorgt nicht nur für warme Heizkörper, sie macht Nutzer auch unabhängiger von Strompreisen. Der über die Brennstoffzellenheizung produzierte Strom kann sowohl selbst genutzt als auch ins Stromnetz eingespeist werden. Die doppelte Leistung macht die Brennstoffzellenheizung besonders effizient, bedeutet aber auch, dass Sie zu jeder Jahreszeit Strom und Wärme im Doppelpack erhalten. Deshalb sollten die Geräte zu Ihrem individuellen Wärmebedarf passen. Auf dem Markt sind heute Brennstoffzellenheizgeräte, die ergänzend zu einem bestehenden Heizsystem arbeiten, ebenso wie Brennstoffzellensysteme, die Mehrfamilienhäuser ganzjährig versorgen können. Ein Fachbetrieb, der im Einbau von Brennstoffzellenheizungen bereits Erfahrungen mitbringt, kann Ihnen Auskunft darüber geben, welches Modell sich für Ihr Gebäude eignet.
Bildnachweise: © VdZ
Förderung für eine neue Heizung
Erneuerbare Energien können dazu beitragen, die CO₂-Emissionen beim Heizen zu senken. Auch die Heizkosten können sich dadurch verändern. Die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) unterstützt den Umstieg auf eine neue Heizung mit erneuerbaren Energien.