Branchenbericht zum Frühjahr 2020.

Aufgrund der aktuell hohen finanziellen Förderung erleben Brennstoffzellenheizgeräte in Deutschland derzeit einen Aufschwung. So konnten die Anbieter im vergangenen Jahr an den Erfolg des Jahres 2018 anknüpfen. Mit rund 2.600 Geräten verbuchte man in 2019 einen neuen Absatzrekord. Die zuletzt dominierenden Hersteller Viessmann und Solidpower erhalten in diesem Jahr Verstärkung durch die BDR Thermea Gruppe (mit den Töchtern SenerTec und Remeha) und Sunfire.

Brennstoffzellenheizgeräte erweisen sich in Deutschland als Lichtblick im Marktsegment der Mikro- und Mini-KWK (Kraft-Wärme-Kopplung) bis 50 kW elektrischer Leistung. Die Branche musste im vergangenen Jahr insgesamt einen Rückgang um etwa fünf Prozent auf 5.500 Anlagen hinnehmen. Doch dieser Rückgang entfiel allein auf motorbetriebene BHKW (Blockheizkraftwerke). Die Anbieter von Brennstoffzellenheizgeräten (Mikro-KWK bis 2 kW elektri-scher Leistung) konnten indes an den Erfolg des Jahres 2018, in dem man etwa 2.500 Geräte abgesetzt hatte, an-knüpfen. So verbuchte man in 2019 mit rund 2.600 Anlagen einen neuen Absatzrekord.

Profitiert haben von diesem jüngsten Marktaufschwung, der durch eine immens hohe finanzielle Förderung initiiert wurde, im Wesentlichen die Hersteller Viessmann und Solidpower, wobei Anlagen von Solidpower in Deutschland auch von Bosch Thermotechnik über die Marke Buderus vertrieben wurden. In diesem Jahr wurde, zumindest bevor es mit der Corona-Krise so richtig losging, eine weitere Marktbelebung erwartet. Denn mit der BDR Thermea Group (mit ihren Marken SenerTec und Remeha) und Sunfire bereichern jetzt weitere Hersteller das Marktgeschehen. Ihnen bieten die aktuellen Förderbedingungen wahrlich einen idealen Rahmen für einen Markthochlauf. Nach nunmehr zwei Jahrzehnten mit vielen Höhen und Tiefen bei der Technik und den handelnden Unternehmen muss sich jetzt zeigen, ob der Heizungsmarkt für die KWK mit Brennstoffzellen bereit ist.

Ideale Rahmenbedingungen für die Brennstoffzellenheizung

Sollte der Durchbruch immer noch nicht gelingen, kann es eigentlich nicht an der Technik, sprich an der Brennstoffzelle, liegen. Und erst recht auch nicht an der politischen Unterstützung. Denn die Rahmenbedingungen könnten, wie gesagt, kaum besser sein. Darauf weisen auch verschiedene Institutionen und Verbände hin, wie die durch den Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie (BDH) und die Brancheninitiative Zukunft Erdgas getragene Initiative Brennstoffzelle (IBZ) oder auch der VdZ – Forum für Energieeffizienz in der Gebäudetechnik.

Seit Anfang 2020 gelten für die Förderung eines Heizungstauschs durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) und die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) neue Konditionen und Bedingungen. Grund dafür ist das Klimaschutzprogramm 2030 (Klimapaket), das Ende 2019 beschlossen wurde. "Das Programm schafft mit einer erheblich höheren Förderung für die Heizung neue Anreize für Investitionen in energieeffiziente Gebäude. Denn bis 2050 soll der Immobilienbestand in Deutschland nahezu klimaneutral sein", berichtet der VdZ.

"Die Förderung für die Heizung wurde nicht nur erhöht und erweitert, sondern auch neu zwischen BAFA und KfW aufgeteilt und vereinfacht. Wenn Sie Ihre Immobilie nicht umfassend sanieren, sondern lediglich Ihre Heizungsanlage erneuern möchten, sind Sie seit Januar 2020 beim BAFA an der richtigen Adresse. Eine KfW-Förderung für eine neue Heizung mit einem Kredit oder Zuschuss ist seit Anfang 2020 weiterhin im Rahmen einer Komplettsanierung oder beim Bau effizienter Neubauten möglich. Darüber hinaus können Sie eine KfW-Förderung in Ergänzung zur BAFA-Förderung für die Heizung beantragen. Auch für den Einbau von Brennstoffzellensystemen zur Energiegewinnung und den Einbau einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung bietet die KfW einen Zuschuss."

Der VdZ bezeichnet die Brennstoffzellenheizung als eine hochmoderne Energiezentrale zur Hausenergieversorgung, geeignet für die Grundlastversorgung in Ein- und Zweifamilienhäusern. "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. Bei den verhältnismäßig hohen Anschaffungskosten werden Sie durch staatliche Förderung entlastet."

So habe Deutschland inzwischen das Potential der Brennstoffzelle für KWK in Wohngebäuden erkannt. Das Programm "Energieeffizient Bauen und Sanieren – Zuschuss Brennstoffzelle (433)" der KfW wurde speziell für die Förderung von Brennstoffzellenheizungen eingeführt. Förderfähig sind Heizungen mit einer Brennstoffzelle, deren elektrische Leistung zwischen 0,25 und 5 kW liegt. Die Höhe des Zuschusses liegt zwischen 7.050 und 28.200 Euro – abhängig von der elektrischen Leistung des eingebauten Brennstoffzellensystems. So zahlt die KfW für ein neues Brennstoffzellenheizgerät einen Festbetrag in Höhe von 5.700 Euro. Je angefangene 100 W elektrische Leistung kommen noch einmal 450 Euro dazu.

Eine Beispielrechnung der IBZ ergibt so für das Vitovalor PA2 von Viessmann mit 0,75 kW elektrischer Leistung schon eine Förderung von 9.300 Euro. Zusätzlich gibt es über das Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWK-G) noch einen Förderbeitrag von 4 Cent/kWh für Strom, der selbst verbraucht wird, und 8 Cent/kWh für Strom, der ins Netz ein-gespeist wird. Alternativ ist auch die einmalige Auszahlung eines Pauschalbetrags von 4 Cent/kWh für 60.000 Vollbenutzungsstunden möglich. Im Fall der Vitovalor PA2 schlägt dieser KWK-Zuschlag mit 1.800 Euro zu Buche. So summiert sich die Gesamtförderung für die 0,75 kW-Anlage auf stolze 11.100 Euro. Als weiteres Beispiel führt die IBZ das Bluegen BG-15 von Solidpower mit 1,5 kW elektrischer Leistung an. Hier wird schon der Kauf durch die KfW-Förderung mit 12.450 Euro bezuschusst, die Gesamtförderung liegt gar über 16.000 Euro.

Bedeutung der Brennstoffzelle für die Hausenergieversorgung noch fraglich

"Brennstoffzellenheizungen bieten dem Endverbraucher zahlreiche Vorteile: Sie überzeugen mit höchster Effizienz, niedrigen Verbrauchskosten sowie umweltschonender Erzeugung von Strom und Wärme. Sie sind sowohl beim Neubau als auch bei der Sanierung der bestehenden Heizungsanlage einsetzbar", resümiert die IBZ. Sollte also der Durchbruch der Brennstoffzellenheizungen jetzt wieder nicht gelingen, kann dies eigentlich nur bedeuten, dass das Segment der Ein- und Zweifamilienhäuser grundsätzlich für die Mikro-KWK immer noch nicht bereit ist. Und es ist schwer absehbar, ob und wann die Energiewende mit der notwendigen Sektorenkopplung hieran etwas ändern kann.

Beim Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) sieht man einen Schlüssel für den Markterfolg der Brennstoffzelle in der Industrialisierung der Produktion von Brennstoffzellensystemen. Von der regulatorischen Seite würden die Rahmenbedingungen weiter verbessert. Und die geplante "Nationale Wasserstoff-Strategie" würde den Weg für den Ausbau der Infrastruktur ebnen. "Was jetzt noch fehlt, liegt in der Hand der Brennstoffzellen-Industrie selbst", konstatiert die Arbeitsgemeinschaft Brennstoffzellen im VDMA. "Die Brennstoffzellensysteme müssen deut-lich preiswerter werden."

Freudenberg setzt den Fokus auf mobile Anwendungen

Die Automatisierung der Fertigung habe gerade erst begonnen. Durch die langjährige Erfahrung mit Brennstoffzellen und das vorhandene Produktions-Know-how sowie herausragende Forschungsinstitute habe Deutschland gute Voraussetzungen, hier die entscheidenden nächsten Schritte zu gehen. "Wir und die ganze Branche arbeiten hart daran, möglichst schnell den Übergang zur industrialisierten Produktion zu schaffen. Die erreichten Zwischenziele machen uns zuversichtlich, die ambitionierten Kostenziele zu erreichen", unterstreicht Dr. Manfred Stefener, Vor-sitzender der Arbeitsgemeinschaft Brennstoffzellen im VDMA und Vice President des Lead Center Fuel Cell Systems bei Freudenberg Sealing Technologies.

Die VDMA Arbeitsgemeinschaft Brennstoffzellen unterstützt diesen Prozess durch die Organisation von themenbezogenen Workshops, die Initiierung von Forschungsprojekten sowie die Stärkung des Technologietransfers. Gemeinsam mit dem Institut für Production Engineering of E-Mobility Components der RWTH Aachen hat sie jetzt eine Broschüre über den Produktionsprozess von Brennstoffzellensystemen herausgebracht. Das Institut erforscht und entwickelt Produkt- und Produktionsinnovationen zur kostengünstigen und nachhaltigen Herstellung von elektrifizierten Antriebssträngen. So verwundert es nicht, dass in der Broschüre Fahrzeuganwendungen eines Polymerelektrolytmembran (PEM)-Brennstoffzellensystems im Fokus stehen.

Freudenberg Sealing Technologies hatte übrigens Teile von Elcore gekauft. Bis zu ihrer Insolvenz Anfang 2018 hatte Elcore Brennstoffzellenheizgeräte auf PEM-Basis im Angebot, die mit einer elektrischen Leistung von 0,3 kW und einer thermischen Leistung von 0,7 kW auf den Grundbedarf eines herkömmlichen Einfamilienhauses abgestimmt waren. Die für eine Übergangsphase von Freudenberg angebotenen Brennstoffzellen-Energiesysteme NEX 2400 Plus und NEX 2400 Max werden mittlerweile nicht mehr hergestellt und nicht verkauft, bestätigt Freudenberg Sealing Technologies dem HeizungsJournal. "Wir haben die Technologie für mobile Anwendungen weiterentwickelt, so dass sie nun in schweren Nutzfahrzeugen, Bussen, Bahnen und Schiffen zum Einsatz kommt. Der frühere Elcore-Standort in München ist jetzt das Innovationszentrum Brennstoffzelle unseres Unternehmens."

Viessmann stellt Aktivitäten von Hexis ein

Das Thema Kosten bzw. Serienfertigung war scheinbar wohl auch der Auslöser für die Entscheidung bei Viessmann, die Aktivitäten von Hexis einzustellen. Die Geschichte der Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC) von Hexis reicht weit zurück. 1997 gründete der Sulzer-Konzern Sulzer Hexis im Schweizerischen Winterthur. 2001 startete man mit einer Vorserienproduktion. Doch die angestrebten Stückzahlen ließen sich nicht verwirklichen – eine leidige Erfahrung, die auch Vaillant mit der PEM-Technologie zu Beginn der 2000er-Jahre machen musste. Seit dem Sommer 2015 ist Hexis ein Tochterunternehmen der Viessmann Gruppe. In Winterthur und in Konstanz wurde weiter an dem SOFC-System gearbeitet. "Die Technologie funktioniert", unterstreicht man bei Viessmann. Doch angesichts der Dynamik, mit der sich der Wasserstoff- und Brennstoffzellenmarkt entwickelt, wolle sich Viessmann nun ganz auf die Rolle des System-Integrators fokussieren. Bei der PEM-Brennstoffzelle arbeitet man ja bereits mit dem Partner Panasonic erfolgreich zusammen. Und für die Serienfertigung der SOFC-Brennstoffzelle suche man nun einen Industriepartner, der dann auch dort die notwendigen Skaleneffekte in deutlich kürzerer Zeit erreichen soll. In der Konsequenz hat der Verwaltungsrat von Hexis nun beschlossen, die Aktivitäten von Hexis einzustellen. Mitte März 2020 wurde die Belegschaft über die Entscheidung informiert. Um dem Hexis-Team Gelegenheit zu geben, einen Investor oder Partner zu finden, wurde das Ende der Geschäftstätigkeit um zwei Monate auf den Juni verschoben.

Bei Redaktionsschluss im April gab es auch "vielversprechende und konstruktive Gespräche", bestätigte man dem HeizungsJournal. Viessmann sei besonders an einem Industriepartner gelegen, der "sehr kurzfristig und in großen Stückzahlen SOFC-Module herstellen und liefern kann". Diese werde man dann in die Viessmann-Systeme integrieren. Denn für die Gruppe seien weiterhin beide Technologien – PEM und SOFC – relevant. "Viessmann bleibt ein bedeutender Anbieter von Brennstoffzellenheizgeräten. Die Integration der zugekauften Brennstoffzellen-Module erfolgt im Geschäftsbereich Climate Solutions im Hessischen Allendorf (Eder)."

Um einen Überblick über die aktuell in Deutschland angebotenen Brennstoffzellenheizsysteme zu bekommen, hätte die Redaktion die Hersteller gerne im März und April in bewährter Weise auf den Frühjahrsmessen SHK Essen, Hannover Messe und IFH/Intherm Nürnberg besucht, was aufgrund der Corona-Pandemie nun leider nicht möglich war. Wir wollen unsere Leser trotzdem wieder zum Frühjahr/Sommer über die aktuelle Marktsituation informieren und haben deshalb direkt bei den Unternehmen das derzeitige Produktportfolio nachgefragt (kein Anspruch auf Vollständigkeit).

Viessmann aktuell mit PEM-Geräten in Deutschland führend

Zwar hatte Viessmann immer noch kein Brennstoffzellenheizgerät von Hexis mit SOFC-Technologie im Angebot, dafür war man auch im vergangenen Jahr mit dem Anfang 2014 eingeführten Brennstoffzellenheizsystem Vitovalor mit PEM-Technik von Panasonic erfolgreich. Das PEM-System ist mit relativ niedrigen Temperaturen insbesondere für den Neubau oder sanierte Bestandsgebäude geeignet. In Japan sind bereits mehr als 290.000 dieser Systeme im Markt. In Deutschland ist die Nachfrage nach Brennstoffzellenheizgeräten weiter deutlich gestiegen und der Markt wächst weiter zweistellig, unterstreicht das Unternehmen. So habe Viessmann in 2019 nochmals deutlich mehr Brennstoffzellenheizgeräte abgesetzt als im Jahr zuvor – die Steigerung lag bei 25 Prozent. So hat Viessmann in 2019 in Summe mehr als 2.500 Geräte verkauft.

"Wir sind mit der Nachfrage weiter sehr zufrieden", betont Alexander Dauensteiner, Product Line Owner Fuel Cells bei Viessmann. "Immer mehr Fachpartner und Betreiber entdecken die Brennstoffzelle als eine attraktive Lösung und wir sehen uns hier in unserer Strategie als Marktführer bestätigt." Die überaus positiven Ergebnisse des ersten Quartals 2020 deuten auch für dieses Jahr auf ein weiteres Marktwachstum hin. Wie sehr die Corona-Krise diese Entwicklung beeinflusst, könne derzeit noch nicht eingeschätzt werden.

Die neueste Entwicklung, dass die BDR Thermea Group mit SenerTec und Remeha nun in ihren Brennstoffzellenheizgeräten auch PEM-Brennstoffzellen von Panasonic einsetzt, werde ausdrücklich begrüßt. Zum einen bestätige dies die Technologieführerschaft von Viessmann. Zum anderen sorge der Markteintritt weiterer Wettbewerber für eine noch höhere Akzeptanz und eine weitere Verbreitung dieser Technologie. "Das ist deshalb wichtig, weil Brennstoffzellensysteme einen wichtigen Beitrag zur Senkung der Kohlendioxid-Emissionen leisten und durch die Stromerzeugung direkt vor Ort auch die Stromnetze entlasten. Nicht zuletzt belebt Wettbewerb das Geschäft und treibt so die Weiterentwicklung der Produkte voran."

Viessmann bietet mittlerweile zwei Brennstoffzellenheizgeräte im Markt an: Vitovalor PT2 und Vitovalor PA2. Die Leistung der Panasonic-Brennstoffzelle beträgt in beiden Geräten 0,75 kW elektrisch und 1,1 kW thermisch. Pro Tag erzeugt sie bis zu 18 kWh Strom. Den Anfang machte vor sechs Jahren das Vitovalor PT2, von dem heute bereits die dritte Generation auf dem Markt ist. Es enthält ergänzend zur Brennstoffzelle einen integrierten Gas-Brennwertkessel mit einer zusätzlichen Nennwärmeleistung bis 30,8 kW zur Abdeckung von Spitzenlasten sowie einen beigestellten Trinkwasserspeicher mit einem Fassungsvermögen von 220 Litern. Ausgelegt ist das Vitovalor PT2 insbesondere für den Neubau oder die Komplettsanierung von Einfamilienhäusern.

Damit auch Hausbesitzer, deren Heizung erst wenige Jahre alt ist und deshalb ein Austausch noch nicht ansteht, nicht auf die Vorteile der KWK mit einer Brennstoffzelle verzichten müssen, hat Viessmann im vergangenen Jahr als Beistelllösung das Vitovalor PA2 vorgestellt. Das Gerät eignet sich zum Upgrade von bestehenden Heizungsanlagen in Ein- und Mehrfamilienhäusern sowie in kleinen Gewerbebetrieben. Die beim Betrieb der Brennstoffzelle anfallende Wärme wird für den Heizbetrieb oder die Brauchwarmwasserbereitung genutzt und ergänzt so das Heizsystem. Dazu wird die Installation eines Heizwasser-Pufferspeichers empfohlen, beispielsweise der Vitocell 100-E mit 600 bis 950 Litern Inhalt oder der Vitocell 340-M mit 400 bis 950 Litern Inhalt. Der integrierte Energiemanager reagiert auf die persönlichen Bedürfnisse der Anwender. Das heißt, er schalte die Brennstoffzelle erst dann ein, wenn ausreichend lange Laufzeiten und damit eine entsprechende Stromproduktion und Eigenstromnutzung zu erwarten sind.

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