Fragen und Antworten zum Heizen mit der Brennstoffzelle

Welche Brennstoffzellen gibt es? Ist das System überhaupt ausgereift? Wann lohnt sich das Heizen mit einer Brennstoffzelle? Antworten auf Ihre Fragen rund um das Thema Heizen mit der Brennstoffzelle finden Sie hier.

Wann lohnt sich eine Brennstoffzelle?

Für wen ist sie geeignet?

Hausbesitzer und Bauherren wollen sicherstellen, dass die Haustechnik ihrer Immobilie dem neuesten Stand der Technik entspricht, zukunftssicher ist und so geringe Heizkosten wie möglich verursacht. Mit einer Brennstoffzelle wird aus diesem Gefühl eine Gewissheit: Die innovative Heizung ist die perfekte Hightech-Lösung für Hausbesitzer, die Wert auf ein zukunftssicheres System legen.

 

Die Brennstoffzelle gilt als Technologie der Zukunft, denn sie sorgt für effiziente Wärme im ganzen Haus und erzeugt gleichzeitig Strom. Dieser steht zum Eigenverbrauch oder zur Einspeisung in das öffentliche Netz zur Verfügung. Eigentlich ist das Brennstoffzellen-Heizgerät somit eine Strom erzeugende Heizung. Allerdings werden Erdgas und grünes Gas wie Biogas oder Wasserstoff elektrochemisch in elektrische und thermische Energie umgewandelt. Dadurch lassen sich hohe Wirkungsgrade erreichen. Bedarfsspitzen werden durch ein Zusatzheizgerät, meist einem Gas-Brennwertkessel, abgedeckt. Dieser ist entweder im Brennstoffzellen-Heizgerät integriert oder wird zusätzlich installiert.

 

Wer ein modernes und garantiert zukunftsfähiges Energiesystem sucht, ist mit einer Brennstoffzelle bestens bedient.

Welche Unterschiede gibt es bei Brennstoffzellen?

Das Angebot an Brennstoffzellen ist inzwischen sehr vielfältig, dementsprechend gibt es für jeden Bedarf und für jede Größe der zu beheizenden Immobilie ein passendes Gerät, auch für Gewerbetreibende bzw. Nicht-Wohngebäude mit höheren Leistungsklassen. Auch Geräte für die reine dezentrale Stromversorgung sind am Markt verfügbar und können sinnvoll in bestehende Heizsysteme integriert werden.

 

Das Funktionsprinzip basiert im Wesentlichen auf der Umwandlung von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser. Dabei kommt es unter kontrollierten Bedingungen ohne externe Energiezufuhr zu einer Reaktion des eingesetzten Wasserstoffs mit Sauerstoff. Dieser Vorgang wird auch als "kalte Verbrennung" bezeichnet. Hierbei entsteht neben elektrischem Strom auch Wärme. Brennstoffzellen können in zwei Gruppen nach ihrem Temperaturniveau klassifiziert werden: Niedertemperatur- und Hochtemperaturbrennstoffzellen.

Warum sollte ich mir ein solch modernes Gerät anschaffen?

Ist die Brennstoffzelle technisch ausgereift?

Eine Brennstoffzelle versorgt zuverlässig, zukunftssicher und höchst effizient das ganze Haus mit Wärme und Strom. Dabei überzeugt sie mit einem sehr niedrigen Energieverbrauch und geringen Treibhausgas-Emissionen.

Zwischen 2008 und 2016 wurden im – durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur geförderten – Projekt Callux rund 500 Geräte unter verschiedensten Bedingungen getestet. Dieser größte Praxistest für Brennstoffzellen in Europa hat die effiziente Technologie marktreif gemacht. 2015 kam es nach ausführlicher Tests zur Markteinführung der innovativen Heiztechnologie.

Brennstoffzellen-Heizgeräte können sowohl im Neubau, als auch im Gebäudebestand eingesetzt werden und haben das Potenzial, die Wärmewende deutlich voranzutreiben.

 

Was kostet eine Brennstoffzelle?

Wie hoch ist das Einsparpotenzial?

Die Anschaffungskosten für eine Brennstoffzelle fallen höher aus als zum Beispiel für eine Gas-Brennwertheizung. Die reinen Investitionskosten betragen allein für die Brennstoffzellederzeit (Stand: August 2021) 20.000 Euro, sie sind abhängig von der Größe der Anlage und dem Wärmebedarf für Gebäude und Warmwasser. Meistens ist aber zusätzlich ein kombinierter Gas-Brennwertkessel zur Heizungsunterstützung notwendig. Werden dann noch die Kosten für die Installation zugerechnet, muss für ein Brennstoffzellensystem mit einer Gesamtinvestition von bis 35.000 € geplant werden.

Darüber hinaus können weitere Kosten für bauliche Anpassungen hinzukommen. Die derzeit verfügbare staatliche Förderung ist dabei noch nicht berücksichtigt. So würde beispielsweise bei der Brennstoffzelle Vitovalor PT2 von Viessmann eine Förderung in Höhe von 11.200 € die Kosten deutlich auf unter 25.000 € senken. Darüber hinaus sollte bedacht werden, dass die Brennstoffzelle nicht nur heizt, sondern auch Strom produziert und somit Ihre Stromrechnung reduziert.

Energie- und CO2-Einsparungen mit einer Brennstoffzelle

Einfamilienhaus mit 150 m2 Wohnfläche und Gas-Niedertemperaturkessel; Quelle: ITG Dresden, März 2021

Bei guter Planung lohnt sich die Anschaffung aber recht schnell, denn durch die hohe jährliche Strom-Kosteneinsparung und den überschaubaren Wartungsaufwand holen Brennstoffzellen-Heizungen die investierte Summe schnell wieder heraus. Denn Brennstoffzellen nutzen die eingesetzte Energie – also Erdgas – zu beinahe 100 Prozent aus, da sie daraus sowohl Wärme als auch Strom erzeugen. Durch die hohe Effizienz der Brennstoffzelle sind Energiekosteneinsparungen von bis zu 50 Prozent im Vergleich zu einem alten Gas-Kessel möglich.

Die Kombination eines Zuschusses für ein Brennstoffzellensystem mit weiteren Förderungen ist bis zur Höhe der förderfähigen Kosten grundsätzlich möglich. Ausgeschlossen ist die Förderung derselben Maßnahme mit folgenden Förderungen:

  • Förderung nach dem Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG, KWKAusVO)
  • Förderung nach dem Erneuerbare Energien-Gesetz (EEG)
  • Steuerliche Förderung der energetischen Gebäudesanierung nach § 35c Einkommensteuergesetz

Für weitere energetische Maßnahmen im Rahmen einer Sanierung oder eines Neubauskann ein zinsgünstigen Förderkredit mit Tilgungszuschuss oder einen direkten Investitionszuschuss aus der Bundesförderung für effiziente Gebäude beantragen.

Gute Planung

Für die gute Planung Ihrer Brennstoffzelle sorgt zum Beispiel ein staatlich anerkannter Energieberater oder ein Bauarchitekt. Aber auch der örtliche Energieversorger kann Sie bei der Planung Ihrer Brennstoffzelle unterstützen. Im Rahmen von Contracting übernimmt der Energieversorger die Kosten, den Betrieb und die Wartung Ihrer neuen Heizung.

Wird der Kauf einer Brennstoffzelle gefördert?

Seit 2016 fördert die Bundesrepublik die Anschaffung und Installation einer Brennstoffzelle, sowohl für die private Nutzung als auch für den Betrieb in Unternehmen und Nicht-Wohngebäude. Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) unterstützt Hauseigentümer zum Beispiel mit einem fixen Grundzuschuss von pauschal 6.800 Euro und einem variablen Anteil, der sich nach der elektrischen Leistung der Brennstoffzelle richtet: 550 Euro je angefangener 100 Watt elektrischer Leistung. Damit summieren sich die Zuschüsse auf 8.450 bis 34.300 Euro. Hinzu können weitere Förderungen durch den jeweiligen Gas-Versorger kommen.


Näheres erfahren Sie bei unserem Förderservice. Hier können Sie sich unter anderem eine Checkliste für Ihren Förderantrag herunterladen und erhalten Kontakt zu einer professionellen Beratung zur Förderung der Brennstoffzelle.

Was sind die Vorteile einer Brennstoffzelle?

Für Menschen, die sich innovativ und umweltschonend mit Energie versorgen wollen, ist eine Brennstoffzellen-Heizung die richtige Wahl. Sie gilt als das Energiesystem der Zukunft.

  • Brennstoffzellen-Heizungen sind die modernsten verfügbaren Heizsysteme.
  • Brennstoffzellen haben besonders hohe Wirkungsgrade, weil sie durch die kalte Verbrennung gleichzeitig Wärme und Strom erzeugen.
  • Die Brennstoffzelle hat die niedrigsten Heizkosten im Vergleich aller derzeit verfügbaren Heiztechnologien. 
  • Mit der hauseigenen Stromproduktion machen Sie sich nicht nur unabhängiger von der öffentlichen Stromversorgung: Nicht selbst genutzter Strom wird ins örtliche Stromnetz eingespeist und kann entweder über das KWK-G oder die KfW Brennstoffzellenförderung vergütet bzw. bezuschusst werdeb.
  • Die Stromerzeugung mit einer Brennstoffzelle ist um bis zu 50 Prozent effizienter als in einem Großkraftwerk. Das ist Klimaschonung im eigenen Keller.
  • Auch die Nutzung von Biogas oder synthetischem Gas zum Beispiel aus Power-to-Gas oder zukünftig direkt Wasserstoff ist ohne weiteres möglich.
  • Der Staat fördert die Anschaffung und Installation einer Brennstoffzelle. Es können Zuschüssen zwischen 8.450 und 34.300 Euro möglich sein.
  • Die Emissionen einer gasbetriebenen Brennstoffzelle sind sehr gering. Außerdem erzeugen die Geräte keinen Lärm und lassen sich also auch in Wohnräumen installieren.
  • Brennstoffzellen enthalten keine beweglichen mechanischen Teile. Deshalb ist der Wartungsaufwand sehr gering. Lediglich die Anlagenbestandteile um die eigentliche Brennstoffzelle herum müssen in einem überschaubaren Ausmaß gewartet und geprüft werden.

Wie funktionieren Brennstoffzellen?

Brennstoffzellen-Heizungen liefern sowohl Wärme als auch Strom. Das Prinzip zur Herstellung von Energie kennen wir alle aus dem Chemieunterricht.

 

Wer verkauft Brennstoffzellen?

Die Gerätehersteller bieten Brennstoffzellen-Heizungen für jeden Bedarf an. Eine Übersicht der Geräte und Typen haben wir für Sie aufbereitet.

Förderung für Brennstoffzellen

Die Brennstoffzelle überzeugt mit geringem Energieverbrauch und sehr wenig CO2-Ausstoß. Darum fördert der Staat die innovative Heiztechnologie.

Sind Brennstoffzellen gefährlich?

Nein. Der Aufbau einer Brennstoffzelle ist ähnlich dem einer Batterie: Das Kernstück besteht aus zwei Elektroden (Anode und Kathode), die durch einen Elektrolyten voneinander getrennt sind. Im Gegensatz zu einer Strom erzeugenden Heizung mit motorischem Konzept weisen Brennstoffzellenheizgeräte aufgrund ihrer direkten elektrochemischen Umwandlung im Regelfall höhere elektrische Wirkungsgrade auf.

Bei einer einzelnen Brennstoffzelle beträgt die elektrische Gleichspannung zwischen 0,8 und 0,9 V. Um eine höhere Spannung zu erreichen, müssen einzelne Brennstoffzellen miteinander verbunden werden. Diese Zusammenschaltung erfolgt in der Regel in einer Sandwich-Bauweise (Stapel oder Stack), d. h. die einzelnen Zellen werden aufeinander gestapelt und in Reihe geschaltet. Dieser Aufbau wird seit vielen Jahrzehnten angewendet und gilt als ungefährlich.

In Brennstoffzellen kommt Wasserstoff zum Einsatz, allerdings nur in geringen Mengen und auch nicht über längere Zeiträume. Es besteht deswegen keine Gefahr. Weder in Deutschland noch in Ländern, in denen Brennstoffzellenheizungen schon länger im Einsatz sind (zum Beispiel Japan), ist es jemals zu Bränden oder ähnlichen Vorfällen gekommen.

Festoxid-Brennstoffzellen arbeiten mit höheren Betriebstemperaturen, die sich allerdings kaum von denen in einer Gas-Brennwertheizung unterscheiden und somit unproblematisch sind. 

Kann ich Brennstoffzellen mit Erneuerbaren Energien kombinieren?

Wie jede Heizung, die mit Gas betrieben wird, lässt sich auch die Brennstoffzelle mit regenerativ erzeugten Energien kombinieren, zum Beispiel mit einer Photovoltaik-Anlage. Die beiden Systeme ergänzen sich, da über die Photovoltaik-Anlage  Strom vor allem in den sonnenreichen Sommermonaten produziert wird, während die Brennstoffzelle dann Strom erzeugt, wenn im Winter auch der Wärmebedarf größer ist. Hierdurch erhöht sich die Unabhängigkeit zum immer teurer werdenden Strombezug.

In einigen Jahren, wenn viel grünes Gas in das Netz eingespeist wird – als Biogas aus Rest- und Abfallstoffen, als Wasserstoff oder als synthetisches Gas aus dem Power-to-Gas-Verfahren –, kombinieren Sie dann einen klimaneutralen Energieträger mit einer nach wie vor hochmodernen Heizung – mehr Klimaschutz geht nicht im Heizungskeller. Auch das macht die Brennstoffzelle zu einer langfristig zukunftssicheren Heizung.

 

Welche Voraussetzungen sind für den Einbau einer Brennstoffzelle nötig?

Für die Installation einer Brennstoffzelle benötigt Ihre Immobilie einen Gas-Hausanschluss. Es ist darauf zu achten, dass ein Zweiwegezähler am Hausanschluss installiert wird. Da – bei Inanspruchnahme der Zuschlagszahlung über das KWK-G anstelle einer Förderung über die KfW – pro Kilowattstunde eine Einspeise-Vergütung durch den Netzbetreiber gezahlt wird, muss genau gezählt werden, wie viel selbst produzierter Strom in das öffentliche Netz eingespeist wird. Zudem wird ein weiterer Zähler benötigt, der direkt am Gerät die Menge des erzeugten Stroms misst und so die Inanspruchnahme der Förderung nach dem KWK-G ermöglicht. Darüber hinaus sind keine besonderen Voraussetzungen zu erfüllen. Falls Sie die Brennstoffzelle mit einer Photovoltaik-Anlage kombinieren, kann der Einbau eines Stromspeichers sinnvoll sein.

Für den Neubau gilt: Sie müssen die Anforderungen des Gebäude-Energie-Gesetztes erfüllen (GEG). Das GEG fordert die Einbindung von Erneuerbaren Energien bzw. Ersatzmaßnahmen oder die Kombination von Maßnahmen zur Erfüllung der Vorgaben. Mit einer Brennstoffzelle gelingt das bspw. , wenn ein Anteil der Energie für Wärme und Kälte durch 30 Prozent Biogas abgedeckt wird oder wenn der geforderte bauliche Wärmeschutz um 15 Prozent übererfüllt und gleichzeitig der zulässige Primärenergiebedarf eingehalten wird. Zu allen weiteren Fragen berät Sie Ihr Architekt, Planer oder  Heizungsinstallateur.

Brennstoffzellen: Strom und Wärme maximal effizient

Die wichtigsten Fakten zu Brennstoffzellen, deren Installation und Förderung sowie die aktuellen Hersteller finden Sie hier.

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