Wissenswertes zum Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen

1 Einleitung: Rettet Wasserstoff das Klima?
Wsserstoffgewinnung 1

Teil 10.4 | Hausenergieversorgung

Für die Hausenergieversorgung werden Systeme im Leistungsbereich zwischen 0,7 und fünf Kilowatt (elektrisch) benötigt. Derartige Brennstoffzellenanlagen, die meistens mit Erdgas betrieben werden und über einen internen Reformer verfügen, können zur thermischen und elektrischen Versorgung von Ein- und Mehrfamilienhäusern, von größeren Häuserkomplexen sowie von Gewerbebetrieben eingesetzt werden. Die Größe ist mittlerweile ähnlich der von konventionellen Heizungen.

Ähnlich wie Blockheizkraftwerke mit Verbrennungsmotor werden auch Blockheizkraftwerke mit BZ-System in der Regel so ausgelegt, dass sie an den Strombedarf des Gebäudes angepasst sind, denn die Nutzung des Stroms ist wirtschaftlich attraktiver als die Wärmenutzung. Da der Strombedarf vor allem älterer Gebäude deutlich geringer ist als der Wärmebedarf, liefert die Brennstoffzelle dementsprechend nur einen Teil der Wärme. Um ausreichend thermische Energie bereitstellen zu können, ist in den BZ-Heizgeräten deshalb in der Regel zusätzlich ein Gasbrenner installiert. Die in der Brennstoffzelle erzeugte Wärme kann während der Sommermonate zur Brauchwasserversorgung genutzt werden, so dass das gesamte Jahr über eine Kraft-Wärme-Kopplung möglich ist.

Die Brennstoffzellen konkurrieren in diesem Leistungsbereich in der Regel mit der Stromversorgung aus dem öffentlichen Netz und der Wärmeversorgung durch einen Gaskessel oder mit einem Blockheizkraftwerk mit Verbrennungsmotor. Die Investitionskosten für die Brennstoffzelle liegen um ein Vielfaches höher. Die Geräte kosten 20.000 bis 30.000 Euro, mit Montage kommt man schnell auf 35.000 Euro. Zum Vergleich: Eine einfache Gasheizung ist für etwa 4.000 Euro zu haben. Mikroblockheizkraftwerke starten bei etwa 15.000 Euro.

Trotz staatlicher Förderung von mehreren Tausend Euro ist die Menge der in Deutschland installierten Brennstoffzellenheizgeräte bisher übersichtlich.

Einige Heizungshersteller versuchten zunächst, Brennstoffzellen selbst zu entwickeln, mussten aber einsehen, dass ihr originäres Know-how dazu nicht geeignet ist. Mittlerweile kooperieren fast alle mit einschlägigen BZ-Herstellern, kaufen also die Stacks beziehungsweise BZ-Systeme ein und integrieren diese in ihr Heizgerät.

Den Anfang für die Markteinführung hatte das Förderprogramm Callux gemacht, in dessen Rahmen rund 800 Anlagen in ganz Deutschland installiert werden sollten. Im nationalen Entwicklungsplan war vorgesehen, dass 2012 2.250 BZ-Heizungen in Deutschland installiert sein sollten. Tatsächlich waren es zu jenem Zeitpunkt nur rund 250 Module, während in Japan infolge einer anderen Förderpolitik 30.000 standen.

Branchenangaben zufolge steigen die Absatzzahlen mittlerweile langsam, aber kontinuierlich: Rund 2.500 Geräte seien 2018 abgesetzt worden, 2019 etwa 2.600. Das liegt unter anderem an der Förderung, die je nach Leistung der Heizung bei über 10.000 Euro liegen kann.

Mittlerweile ist es auch möglich, ein Haus mit einer Brennstoffzelle ganz ohne Strom- und Gasanschluss zu versorgen: In Brütten in der Schweiz entstand 2015 ein energieautarkes Mehrfamilienhaus mit neun Wohneinheiten. Das Gebäude gewinnt seine Energie mit Solaranlagen. Gespeichert wird sie in einer Kombination aus Batterien als Kurzzeitspeicher und Wasserstoff als Langzeitspeicher. Eine Brennstoffzelle macht daraus bei Bedarf wieder Strom und Wärme. Zum Konzept gehören auch zwei Fahrzeuge – ein E-Auto und eines mit Biosprit, der bilanziell aus dem Biomüll des Gebäudes gewonnen wird und für rund 10.000 km jährlich reicht.

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