Wo liegt der Unterschied zwischen PEMFC und SOFC?
Für den Einsatz in der Hausenergieversorgung liegt der Unterschied im Wesentlichen in der Unternehmensphilosophie der Hersteller. So hat die PEMFC über die Lebensdauer gesehen aufgrund der niedrigen Betriebstemperatur gegenüber der SOFC kaum Einschränkungen bei der Zahl der Start-Stopp-Zyklen. Dafür ist der notwendige Aufwand bei der Brennstoffaufbereitung höher. Auch lassen sich mit der SOFC höhere elektrische Wirkungsgrade erzielen. Durch kurze Anlaufzeiten erlaubt die PEMFC eine flexible Betriebsweise, während die SOFC durch lange Aufwärmphasen längere Laufzeiten bevorzugt. Ob wärme- oder stromgeführt: Prinzipiell empfiehlt sich zur maximalen Wertschöpfung für beide Brennstoffzellentypen ein kontinuierlicher Betrieb über das ganze Jahr, sprich über 8.000 Betriebsstunden.
Ersetzen Brennstoffzellen-Heizgeräte die klassische Heizung?
Das Brennstoffzellen-Heizgerät ist eine effiziente Alternative zur klassischen Energieversorgung mit Strom aus dem Netz und Wärme aus dem Heizkessel. Die Brennstoffzellen übernehmen in KWK die Grundversorgung eines Einfamilienhauses an Strom und Wärme. Ihre thermische Leistung liegt zwischen 0,6 kWth ("BlueGen") und 2 kWth ("EnGen 2500"). Je besser diese Wärme abgenommen wird, umso höher ergeben sich die Jahreslaufzeiten und umso kontinuierlicher ist die Stromproduktion. Den Restwärmebedarf des Gebäudes an Heizung und Warmwasser übernimmt in der Regel ein Gas-Brennwertkessel. Hier unterscheiden sich vom Ansatz her Vollheizsysteme und Beistellgeräte. Bei Vollheizsystemen ist der Gasbrenner bereits in der Anlage integriert, bei Beistellgeräten kommt er als externe Systemlösung zum Einsatz.
Wo liegen die besonderen Vorteile eines Brennstoffzellen-Heizgerät?
Ein Brennstoffzellen-Heizgerät ist hocheffizient, emissionsarm und leise. Der elektrische Wirkungsgrad liegt je nach Hersteller zwischen 32 Prozent und bis zu 60 Prozent. Der Gesamtwirkungsgrad (Strom und Wärme) liegt typisch für KWK bei 90 Prozent. Das mit Erdgas betriebene Brennstoffzellen-Heizgerät verbraucht im Vergleich zur konventionellen Strom- und Wärmebereitstellung rund 25 Prozent weniger Primärenergie und vermindert die CO2-Emissionen um bis zu 50 Prozent. Die Bilanz könnte künftig verbessert werden, wenn beispielsweise der aus Power-to-Gas-Anlagen erzeugte Wasserstoff nicht erst in Methan umgewandelt, sondern direkt in das Erdgasnetz eingespeist wird. Der DVGW (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches) kommt in seinem Forschungsprojekt "Ermittlung der Wasserstofftoleranz der Erdgasinfrastruktur und assoziierten Anlagen" zu dem Ergebnis, dass das 500.000 km lange Erdgasnetz in Deutschland sehr gut für die Aufnahme und Speicherung von Wasserstoff aus erneuerbarem Strom geeignet ist.
Sind besondere Voraussetzungen für den Einsatz eines erdgasbetriebenen Brennstoffzellen-Heizgerät notwendig?
Im Grunde verhält es sich wie bei einer Gas-Brennwertheizung. Voraussetzung ist ein Erdgasanschluss. Angeschlossen werden Abgas-/Zuluftleitung, Heizungsvor- und -rücklauf, Trinkwasserleitung, Pufferspeicher, Warmwasserspeicher, Hydraulikmodul und der Energiemanager. Wesentlicher Unterschied ist der zusätzliche elektrische Anschluss (samt Stromzähler) für den Eigenverbrauch oder für die Netzeinspeisung des erzeugten Stroms und je nach Konzept eventuell auch ein Stromspeicher. Grundsätzlich wird das SHK-Handwerk vor der ersten Installation eines Brennstoffzellen-Heizgeräts durch die Hersteller speziell geschult. Und auch die Einbindung des Elektrohandwerks ist erforderlich. Da es sich um eine KWK-Anlage handelt, muss vorab auch der örtliche Netzbetreiber informiert werden und eine Zulassung beim BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle) eingeholt werden. Hilfestellung zur Anmeldung und steuerlichen Behandlung gibt ein Leitfaden der ASUE (Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch).
Bereitet die Wartung eines Brennstoffzellen-Heizgeräts besondere Probleme?
Ist ein Gas-Brennwertgerät integriert, so unterliegt dies dem üblichen, klassischen Wartungsrhythmus. Die eigentliche Brennstoffzelle selber ist wartungsfrei. Bei den zugehörigen peripheren Komponenten der Brennstoffzelle fällt, je nach Brennstoffzellen-Heizgerät, ein regelmäßiger Austausch zum Beispiel des Luftfilters, des Wasserfilters oder der Entschwefelungspatrone an. Letztere verhindert, dass Schwefelverbindungen aus dem Erdgas den Reformer oder die Brennstoffzelle schädigen.
Wieweit wird der Einsatz eines Brennstoffzellen-Heizgerät gefördert?
Im Betrieb werden Brennstoffzellen-Heizgeräte als KWK-Anlage gefördert. So gibt es beispielsweise KWK-Zuschläge für den erzeugten Strom. Die Höhe ist abhängig von der Anlagengröße und dem Zeitpunkt der Inbetriebnahme. Maßgeblich ist das jeweils aktuelle KWK-Gesetz. Derzeit gibt es für KWK-Anlagen bis 50 kWel einen Zuschlag von 8 Cent/kWh bei Netzeinspeisung und 4 Cent/kWh bei Selbstverbrauch, begrenzt auf 60.000 Vollbenutzungsstunden. Für Brennstoffzellen-Heizgeräte, die in diesem Jahr bestellt und bis Ende 2017 in Betrieb gehen, kann auch unabhängig von der Verbrauchsart eine Zuschlagzahlung von 5,41 Cent/kWh wahlweise für einen Zeitraum von zehn Jahren oder für die Dauer von 30.000 Vollbenutzungsstunden in Anspruch genommen werden.
Wird denn auch die Investition in ein Brennstoffzellen-Heizgerät gefördert?
Die Möglichkeiten für eine Förderung sind vielfältig, ob durch einen Kredit oder einen Investitionszuschuss. Grundsätzlich sollte bei Förderanträgen der Zeitpunkt der Antragsstellung beachtet werden. In der Regel sind Anträge vor Beginn des Vorhabens zu stellen. Aktuelle Informationen bieten das BAFA oder die KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau). Auch bei den BZH-Herstellern oder bei der ASUE finden sich Hinweise über aktuelle Förderprogramme und Rahmenbedingungen. So unterstützen auch einige Bundesländer und Energieversorger die Investition in neue Technologien wie der Brennstoffzelle. Jüngst informierte das Bundeswirtschaftsministerium über das im August gestartete neue Förderprogramm "Energieeffizient Bauen und Sanieren – Zuschuss Brennstoffzelle" (KfW-Programmnummer 433). Mit der Förderung der Brennstoffzellen-Heizgeräte will man die Einführung der Brennstoffzellentechnologie in der Wärme- und Stromversorgung von Wohngebäuden unterstützen: "Bei Brennstoffzellen-Heizgeräten handelt es sich um eine innovative und hocheffiziente Technologie, die gerade am Beginn der Markteinführung steht." Gefördert wird der Einbau von Brennstoffzellensystemen mit einer elektrischen Leistung von 0,25 kW bis 5 kW in Wohngebäuden, wenn die Brennstoffzelle in die Wärme- und Stromversorgung des Gebäudes eingebunden wird. Dies gilt sowohl bei einem Neubau als auch bei einer energetischen Sanierung. Die Förderung erfolgt als Zuschuss mit einem Grundbetrag von 5.700 Euro und einem leistungsabhängigen Zusatzbetrag von 450 Euro je angefangener 100 W elektrische Leistung (so ergibt sich bei einem Brennstoffzellen-Heizgerät mit 1 kWel ein Zuschuss von 10.200 Euro). Die Förderung ist zudem mit Zulagen nach dem KWK-Gesetz kumulierbar.
Frage zum Artikel
