Mit Brennstoffzellen günstig heizen – schont Geldbeutel und Klima

Gegenüber klassischen motorischen Systemen weisen Brennstoffzellen in der Regel einen höheren elektrischen Wirkungsgrad von über 30 bis zu 60 Prozent auf. Aufgrund der elektrochemischen Umwandlung sind Brennstoffzellenheizungen auch wartungs- und vibrationsarm sowie leise im Betrieb. Da der Energiegehalt des eingesetzten Brennstoffs Erdgas fast vollständig genutzt werden kann und Strom und Wärme dezentral am Gebrauchsort erzeugt werden, sind Brennstoffzellen besonders effiziente Energiewandler, was neben einer Senkung der Betriebskosten (durch den verminderten Erdgasverbrauch) auch zu einer Reduktion der CO₂-Emissionen im Vergleich zu einer konventionellen Erzeugung von Strom und Wärme führt.

Brennstoffzellenheizungen sind für den Dauerbetrieb ausgelegt und decken den Grundbedarf an Wärme und Strom im Tagesverlauf eines Haushalts ab. Die aktuell am Markt verfügbaren Geräte weisen dabei elektrische Leistungen von 0,3 bis 1,5 kW auf, auch die thermische Leistung bewegt sich in einem ähnlichen Bereich.

Zur Bedienung von Wärmelastspitzen, etwa an kalten Wintertagen, verfügen Brennstoffzellenheizgeräte entweder über ein angeschlossenes Gasbrennwert-Modul (integrierte Geräte) oder nutzen bereits bestehende Heizanlagen (Beistelllösung). Stromspitzen werden weiterhin über das öffentliche Netz abgedeckt. Alternativ kann auch ein Stromspeicher (Batterie) installiert werden, der Überschüsse zwischenspeichert.

Untersuchungen zeigen, dass bei Brennstoffzellen-Heizgeräten Eigennutzungsgrade von 80 Prozent und mehr realistisch sind. Sie bieten somit auch die Möglichkeit, sich vor dem Hintergrund steigender Strompreise unabhängiger vom Stromnetz zu machen und durch eine intelligente Steuerung des Hausenergiesystems das lokale Verteilnetz der Kommune zu entlasten.

Die Ära der Brennstoffzellenheizung in der Gebäudeenergieversorgung hat gerade erst begonnen. Zahlreiche Erfahrungswerte aus Erprobungs- und Demonstrationsprogrammen zeigen, dass die Technologie ausgereift ist und im Zuge der Energiewende eine wichtige Rolle spielen kann.

Das Land Hessen ist Vorreiter beim Einsatz der innovativen Brennstoffzellentechnologie. Als erstes Bundesland legte es 2014/15 ein eigenes Förderprogramm auf, mit dem die Installation von 44 Brennstoffzellenheizungen in hessischen Haushalten bezuschusst wurde. Besonders bemerkenswert sind dabei die hohen Zufriedenheitswerte der Anlagenbetreibenden sowie die große Bereitschaft zur Weiterempfehlung der Technologie. Auch hier zeigte sich, dass die Anlagen die Anforderungen an einen langjährigen Dauerbetrieb erfüllen und die Brennstoffzellen nur geringe Degenerationsraten aufweisen, das heißt, der elektrische Wirkungsgrad verminderte sich nur geringfügig.

Auch international ist die Brennstoffzelle eine Erfolgsgeschichte. So wurden etwa in Japan bis 2019 mehr als 300.000 Einheiten für die Hausenergieversorgung installiert, bis zum Jahr 2030 sollen es 2,5 Millionen sein. Durch die steigenden Stückzahlen konnten auch die Kosten deutlich gesenkt werden.