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Heizen mit erneuerbarer Wärme

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Inhaltsverzeichnis

Was ist eine Brennstoffzelle?

Die Brennstoffzelle ist eigentlich mehr als eine Heizung, da sie neben Wärme auch noch Strom erzeugt. Aus diesem Grund wird sie auch häufig mit BHKW verglichen, denn diese stellen auch Wärme und Strom her. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Technisch unterscheiden sich BHKW und Brennstoffzelle allerdings. Während das BHKW direkt Öl, Gas, Müll oder Biomasse verbrennt um Energie zu gewinnen, stellt die Brennstoffzelle aus Wasserstoff Strom und Wärme her.

Dazu wird zunächst in einem sogenannten Reformer aus Erdgas Wasserstoff gewonnen. Dabei entsteht CO2, das nach außen abgeleitet wird. Der Wasserstoff wird dann in einem chemischen Prozess in Inneren der Brennstoffzelle mit Sauerstoff in Protonen und Elektronen aufgespalten, wobei die Elektronen zu Strom werden. Bei diesem Prozess entsteht gleichzeitig auch Wärme, die zum Heizen genutzt werden kann. Am Ende des Gewinnungsprozesses reagieren die einzelnen Teilchen dann zu gewöhnlichem Wasser, das übrig bleibt.

Grafik: Schematische Darstellung einer Brennstoffzelle
Funktionsweise einer Brennstoffzelle | © deine-heizung.de

Vorteile, Nachteile und Einsatzbereiche

Bild: Klarer Himmel
Die fortschrittliche Brennstoffzelle ist sehr effizient | © zaussie / unsplash.com CC0

Die Vorteile der Brennstoffzelle liegen auf der Hand: Sie erzeugt auf sehr effiziente und umweltschonende Art und Weise sowohl Strom als auch Wärme. Zudem wird sie mit hohen Beträgen vom Staat gefördert. Da sie nur aus wenigen Bauteilen besteht, arbeitet die Brennstoffzelle geräuscharm und kommt mit wenig Wartung aus.

Sie hat allerdings auch Nachteile: Sie produziert bei der Umwandlung von Gas zu Wasserstoff leider immer noch CO2, was nicht nötig wäre, wenn sie direkt mit Wasserstoff befüllt würde. Außerdem ist die Brennstoffzelle in der Anschaffung sehr teuer. Unter anderem auch deshalb ist sie nicht immer wirtschaftlich zu betreiben. Darüber hinaus braucht sie eine kleine Gas-Brennwertheizung zur Abdeckung von Spitzenlasten, die ebenfalls CO2 produziert.

Vorteile der Brennstoffzelle Nachteile der Brennstoffzelle
Erzeugt Strom und Wärme Sehr hoher Anschaffungspreis
Sehr effizient
Umweltschonend Betrieb nicht immer wirtschaftlich
Hohe Förderung
Geräuscharme Arbeitsweise Produziert CO2
Wartungsarm

Brennstoffzelle im Einfamilienhaus?

Die Brennstoffzelle ist in ihrer heutigen Form unter bestimmten Voraussetzungen auch für Neubauten geeignet. Durch die großen Strommengen, die in das Stromnetz eingespeist und abverkauft werden, sowie die hohen Förderbeträge, die für die Anschaffung und während der ersten 11 Jahre nach Inbetriebnahme für die Stromproduktion zur Verfügung stehen, kann man sie auch in einem Einfamilienhaus wirtschaftlich betreiben. Zudem kann man mit dem Strom auch einen großen Teil des Eigenbedarfs decken, was die Wirtschaftlichkeit noch steigert.

Selten ohne Spitzenlastgerät nutzbar

Obwohl die Brennstoffzelle sehr umweltfreundlich ist, entsteht bei ihrem Betrieb doch CO2. Das liegt auch daran, dass sie in erster Linie große Mengen Strom produziert und die Wärme eher ein Nebenprodukt ist. Deshalb ist die Brennstoffzelle ohne Gerät zur Abdeckung von Spitzenlasten als Heizung alleine nicht bzw. nur in Ausnahmefällen geeignet.

Dazu müsste man mit einem jährlichen Wärmebedarf von ca. 5.300 Kilowattstunden auskommen. Das ist quasi unmöglich, da in einem normalen Vierpersonenhaushalt allein der Wärmebedarf für Brauchwasser schon höher ist. Das Spitzenlastgerät ist gewöhnlich eine Gasheizung, da man zur Gewinnung des Wasserstoffs für den Betrieb der Brennstoffzellen-Heizung ohnehin Gas benötigt und sich diese Lösung daher anbietet. Die Gasheizung ist im Kaufpreis der Brennstoffzelle inklusive Montage bereits enthalten.

Kosten, Förderung und Wirtschaftlichkeit

Bevor Du Dich für die Installation einer Brennstoffzellen-Heizung für Dein neues Zuhause entscheidest, ist es sinnvoll, die Kosten dafür zu betrachten. Diese setzen sich aus der Anschaffung, dem Einbau und den laufenden Kosten für den Betrieb zusammen. Den Kosten gegenüber steht die mögliche staatliche Förderung, die von den Kosten für Anschaffung und Montage abgezogen wird.

Kosten mit Anschaffung und Einbau

Die Kosten für die Anschaffung einer Brennstoffzellen-Heizung liegen für ein 140 Quadratmeter großes Einfamilienhaus mit einem jährlichen Wärmebedarf von 7.200 Kilowattstunden (kWh) bei rund 25.000 Euro. Darin enthalten sind die Kosten für die Brennstoffzelle selbst (14.500 Euro), die Gasheizung als Spitzenlastgerät (3.000 Euro), den nötigen Gasanschluss (1.500 Euro), den Wasserabfluss (1.000 Euro), den Abzug (2.000 Euro), den Wechselrichter (1.000 Euro), den Pufferspeicher (1.000 Euro) sowie die Montage der gesamten Anlage (1.000 Euro). In der Tabelle unten findest Du noch einmal eine Übersicht.

Nötige Bauteile Kosten
Brennstoffzelle 14.500 €
Spitzenlastgerät (Gasheizung) 3.000 €
Gasanschluss 1.500 €
Wasserabfluss 1.000 €
Abzug 2.000 €
Wechselrichter 1.000 €
Pufferspeicher 1.000 €
Installation 1.000 €
Gesamtkosten 25.000 €

Förderung und die richtige Beantragung

Bild: 500 Euroscheine
Die Brennstoffzelle wird vom Staat hoch gefördert | © Capri23auto / pixabay.com CC0

Da die BHKW-Heizung mit Brennstoffzelle sehr effizient ist, stehen für ihre Anschaffung hohe Förderbeträge verschiedener Förderinstitute bereit.

So kann man auf Bundesebene auf einen nach Anlagenleistung gestaffelten Zuschuss der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) von bis zu 28.200 Euro (maximal 40 Prozent der Investitionskosten) aus dem Zuschussprogramm KfW 433 zurückgreifen.

Dabei setzt sich die Förderung aus einem Basisbetrag von 5.700 Euro und 450 Euro je 100 Watt elektrischer Anlagenleistung zusammen. Des Weiteren gibt es vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) eine Vergütung für den selbst hergestellten Strom (KWK Zuschlag Strom). Diese gilt für 60.000 Volllaststunden (ca. 7 bis 12 Jahre) und beträgt bei Eigennutzung 0,04 Euro pro Kilowattstunde (kWh) und bei Einspeisung ins Stromnetz 0,08 Euro pro kWh. Zudem kann man sich die Energiesteuer auf das benötigte Erdgas vom regionalen Zollamt zurückerstatten lassen.

Außerdem kann man häufig noch Förderprogramme regionaler Förderinstitute in Anspruch nehmen, sodass die Brennstoffzelle trotz des hohen Anschaffungspreises erschwinglich wird und sich auch wirtschaftlich betreiben lässt. Ein äußerst wichtiger Punkt bei der Förderung ist die korrekte Beantragung. Um den Zuschuss 433 der KfW zu erhalten, muss der Antrag vor Abschluss eines Kauf- bzw. Liefervertrages gestellt worden sein.

Eine nachträgliche Beantragung ist nicht möglich. Die Antragstellung selbst hat durch einen Energieberater online zu erfolgen. Um den KWK-Zuschlag des BAFA zu bekommen, muss der Antrag hierfür bis spätestens 31.12. des Folgejahres nach Inbetriebnahme der Anlage gestellt werden. Zu empfehlen ist auch hier, den Antrag online zu stellen. Die Förderbedingungen regionaler Förderinstitute sind nicht einheitlich geregelt und beim jeweiligen Förderinstitut in Erfahrung zu bringen.

Wirtschaftlichkeit einer Brennstoffzellen-Heizung

Bevor man sich für viel Geld eine Heizung anschafft, sollte man natürlich immer die Wirtschaftlichkeit im Auge behalten und die verschiedenen Kosten perspektivisch betrachten und mit anderen Heizungen vergleichen. Tatsächlich schneidet die Brennstoffzelle in unserem beispielhaften 140 Quadratmeter Einfamilienhaus mit einem Jahreswärmebedarf von 7.200 Kilowattstunden (kWh), einem jährlichen Strombedarf von rund 3.500 kWh und jährlichen Verbrauchskosten von ca. 820 Euro im Vergleich mit Heizungen auf Basis regenerativer Energieträger nicht so gut ab.

Kann man jedoch auf solche Heizungen nicht zurückgreifen, weil man z. B. keine Genehmigung für eine Sondenbohrung bekommt oder das Grundstück für Flächen- oder Ringgrabenkollektoren nicht groß genug ist, man keine Luft-Wasser-Wärmepumpe installieren kann und auch für die Einrichtung eines Brennstofflagers einer Holzheizung der nötige Platz fehlt, dann ist die Brennstoffzelle einer Gasheizung oder einer Ölheizung vorzuziehen.

Diese Kosten mit Anschaffung und Betrieb sind fast genauso hoch wie eine Brennstoffzelle selbst, produzieren aber keinen Strom, der zur teilweisen Deckung des Eigenbedarfs genutzt werden kann. Im Vergleich mit fossilen Heizungen ist die Brennstoffzelle also wirtschaftlicher.

Heizung Kosten gesamt (Anschaffung, Installation und Betrieb) Jahr 1 Jahr 5 Jahr 10 Jahr 15 Jahr 20 Jahr 25
Luft-Wasser-Wärmepumpe 15.500 € 17.800 € 21.100 € 24.900 € 29.300 € 34.400 €
Sole-Wasser-Wärmepumpe 13.400 € 15.300 € 18.000 € 21.100 € 24.700 € 28.900 €
Wasser-Wasser-Wärmepumpe 16.700 € 18.400 € 20.900 € 23.700 € 27.100 € 30.900 €
Pelletheizung 13.700 € 16.600 € 20.900 € 25.700 € 31.400 € 37.900 €
Hackschnitzelheizung 16.800 € 19.000 € 22.200 € 26.000 € 30.300 € 35.300 €
Scheitholzvergaser 7.000 € 9.400 € 12.700 € 16.600 € 21.100 € 26.300 €
Öl-Brennwertheizung inklusive Solarthermie HU* + Lüftung mit WR** 26.700 € 28.800 € 31.900 € 35.500 € 39.600 € 44.400 €
Gas-Brennwertheizung inklusive Solarthermie HU* + Lüftung mit WR** 25.200 € 27.200 € 30.000 € 33.300 € 37.100 € 41.600 €
Brennstoffzelle*** 16.500 € 20.100 € 26.000 € 33.600 € 42.500 € 52.900 €

*Heizungsunterstützung; **Wärmerückgewinnung; ***Inklusive Strom

Unser Fazit zur Brennstoffzellen-Heizung

Die Brennstoffzelle ist eine hochmoderne, effiziente Heizung, die sowohl Strom für den Eigenbedarf und zur Einspeisung ins Netz als auch Wärme zum Heizen produziert. Das sorgt für einen guten ökologischen Fußabdruck und mindert die Belastung der Umwelt. Deshalb bekommt man auch hohe Fördergelder für Anschaffung und Betrieb.

Trotzdem kann man sie nicht immer wirtschaftlich betreiben und den Überblick über alle Zuschüsse zu behalten, ist auch nicht so einfach. Unter den Heizungen, die auf fossilen Energieträgern basieren, ist sie jedoch im Neubau die erste Wahl, sofern ein Gasanschluss zu bekommen ist.

Quelle: © Initiative Brennstoffzelle / youtube.com

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