Die Funktionsweise einer Brennstoffzelle lässt sich mit der von einer Batterie vergleichen: Durch eine chemische Reaktion entsteht Energie. Diese Energie lässt sich zur Beheizung von Einfamilienhäusern, großen Mehrfamilienhäusern und Schulen und zur Stromproduktion nutzen. Die Kombination aus staatlichen Förderungen und Einspeisevergütungen sowie Einsparungen macht die Brennstoffzelle wirtschaftlich sehr interessant.

Die Funktionsweise der Brennstoffzelle

Brennstoffzellen gelten nicht umsonst als Effizienz-Technologie der Zukunft. Dabei ist das Prinzip genauso alt (180 Jahre) wie einfach: Wasserstoff plus Sauerstoff erzeugen Strom und Wärme. Dieses Prinzip wurde bereits vor vielen Jahren im Weltall eingesetzt. Nun findet es auch im Zusammenhang mit effizientem Heizen Anwendung.

Die Informationsplattform co2online befasst sich unter anderem mit der Technik hinter der Brennstoffzelle: So finde in einer Brennstoffzelle eine Reaktion zwischen einem Brennstoff und einem Oxidationsmittel (Sauerstoff) statt. Als Brennstoff kann hier Wasserstoff oder Erdgas genannt werden. Dabei entstehen Wasser, Strom und Wärme. Die vorgenannte Reaktion wird auch als „kalte Verbrennung“ bezeichnet.

Brennstoffzelle mit Batterie vergleichbar

Hinsichtlich des Aufbaus wird der Vergleich zu einer Batterie gezogen. Demnach bestünden beide aus zwei Elektroden: einer Anode (Pluspol) und einer Kathode (Minuspol). Ein Elektrolyt (eine feste, flüssige oder gelartige chemische Substanz, die Strom leiten kann) trenne die Elektroden voneinander und sei zuständig für den Ionen-Transport zwischen Anode und Kathode. Es müsse also für Ionen durchlässig sein.

Jedoch sei nicht nur der Aufbau, sondern auch die Funktionsweise vergleichbar. In der Batterie wird Energie durch eine Reaktion zwischen Anode und Kathode erzeugt. In der Brennstoffzelle liege das gleiche Prinzip mit Wasserstoff und Sauerstoff vor. Mithilfe eines Reformers wird Wasserstoff aus Erdgas gewonnen. Dieser reagiert dann in der Brennstoffzelle mit Sauerstoff. Daraus resultieren Wasser, Strom und Wärme.

Elektrische Spannung wird zu nutzbarer Energie

Die Brennstoffzelle stellt eine Membran dar. Auf einer Seite wird sie mit Sauerstoff beladen. Auf der anderen Seite mit Wasserstoff. Sauerstoff steht genügend durch die Umgebungslust zur Verfügung. Wasserstoff hingegen muss erst aus Erdgas gewonnen werden. Durch das Dringen des Sauerstoffs durch die Membran, kann sich dieser mit dem Wasserstoff verbinden. Die dabei entstehende elektrische Spannung setzt Energie frei (www.solidpower.com).

Brennstoffzellen von renommierten Herstellern

Wir von Jürgen Hohnen Wärme – Wasser – Umwelt arbeiten nur mit den renommiertesten Herstellern zusammen. Es werden vorrangig Brennstoffzellen der Firmen SOLIDpower und Senertec verbaut. Diese Brennstoffzellen sind in unterschiedlichen Leistungsklassen erhältlich.

Brennstoffzellen eignen sich zur Beheizung von Einfamilienhäusern, großen Mehrfamilienhäusern und Schulen. Zudem ist ihr Einsatz in Gewerbegebäuden sinnvoll. Eine Überwachung des Geräts kann unter anderem über das Internet erfolgen.

Der BlueGEN als Brennstroffzelle

Im Fokus steht das Produkt „BlueGEN“ von SOLIDpower. Beim BlueGEN liegt das System einer Kraft-Wärme-Kopplung zugrunde. Dieses Mikro-KWK-System versorgt Gebäude mit Strom und Wärme. Das Gerät kann ca. 13.000 kWh Strom jährlich erzeugen. Ihr Strombedarf könnte somit komplett gedeckt werden. Durch einen hohen elektrischen Wirkungsgrad ist eine Stromproduktion vergleichsweise 50 Prozent günstiger. Die Inbetriebnahme einer solchen Brennstoffzelle ist zudem mit staatlichen Förderungen und immensen Einsparungen verbunden.

Das wesentliche Brennstoffzellenmodul ist der wesentliche Bestandteil des BlueGENS. Es zählt zu den derzeit auf dem Markt effizientesten Energieumwandlungssystemen. Bei dem Vorgang der Stromerzeugung fällt Abwärme an. Diese Abwärme setzt das System intelligent ein, indem es Warmwasser erzeugt.

Mithilfe des BlueGENs werden kontinuierlich 1,5 kW Strom erzeugt. Der erzeugte Strom kann unmittelbar von Ihnen vor Ort genutzt werden. Falls Ihre Brennstoffzelle mehr Strom als benötigt erzeugt, wird der erzeugte Strom vergütet. Zu viel erzeugter Strom wird in das Stromnetz eingespeist. Die eingesparten Kosten erhöhen sich damit für Sie nochmals.

Der BlueGEN-BG15 als Brennstoffzelle

Ein anderes Produkt aus dem Hause SolidPower ist der „BlueGEN BG-15“. Grundlage des BlueGEN BG-15 ist die neueste Generation im Bereich modularer Brennstoffzellen-Technologie von SOLIDpower. Diese bietet laut dem Hersteller eine bisher unerreichte Kombination aus Effizienz, Leistung und Zuverlässigkeit.

Das hier zugrunde gelegte Prinzip wurde bereits erläutert: Der Treibstoff wird nicht verbrannt. Vielmehr wird dieser in Strom und Wärme umgewandelt. Die erzeugten Produkte stehen den Betreibern zur freien Verwendung zur Verfügung.

Die Brennstoffzelle bietet hochmoderne und innovative Leistungen und ist darüber hinaus mit nahezu allen aktuellen und zukünftigen Strom- und Wärmeerzeugern kombinierbar. Egal ob in Verbindung mit Solarthermie oder Photovoltaikanlagen, Wärmepumpen, Batteriespeichern, Ladeeinrichtungen für Elektroautos oder, oder, oder: Lösungen, wie der BlueGEN, liefern stets den effizientesten Strom bei höchster Kompatibilität.

Dank der kompakten Ausmaße kann die Brennstoffzelle ganz einfach in jedem Heizungskeller oder Versorgungsraum aufgestellt werden. Zum Betrieb werden lediglich Anschlüsse für Gas, Wasser, Strom und das Internet benötigt. Der Betrieb ist sehr geräuscharm und frei von Vibrationen, wodurch die Brennstoffzelle optimal für den Einsatz im laufenden Betrieb, Büro oder auch Wohnräumen geeignet ist.

KWK-Vergütung bringt zusätzliches Geld

Weiterhin erhalten Betreiber für jede erzeugte Kilowattstunde Strom die aktuelle KWK-Vergütung – unabhängig davon, ob Sie den Strom selbst verbrauchen oder ins Netz einspeisen. Das sind derzeit 4,088 Cent/kWh. Auf diese Weise entfallen Kosten für den Bezug von Strom bei einem Anbieter. Zusätzlich erhalten Sie einen Bonus.

Außerdem bietet die Brennstoffzelle genügend Wärmeleistung für bis zu 200 Liter warmes Wasser pro Tag. Dieses kann zum Beispiel für die Waschräume oder Kücheneinrichtungen in Ihrem Betrieb genutzt werden und Ihre Kosten für die Wärmeerzeugung deutlich senken.

Die BlueGEN-Brennstoffzelle stellt eine Beistelllösung dar. So kann sie einfach über einen Warmwasserspeicher mit Ihrer Heizanlage kombiniert werden. Dadurch wird jede Heizung zu einer „stromerzeugenden Heizung“ aufgewertet. Eigentümer können so die zusätzlich erzeugte Wärme nutzen. Der Einsatz einer Brennstoffzelle verbessert die gesamte Gebäudeeffizienz und ermöglicht die Einhaltung der Vorschriften der EnEV ohne zusätzliche kostenintensive Maßnahmen.

Dachs 0.8 als Brennstoffzelle

Die Brennstoffzelle „Dachs 0.8“ von Senertec ist eine Komplettanlage inklusive Gas-Brennwert-Spitzenlastheizgerät. Weil der Dachs 0.8 nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung funktioniert, nutzt er die eingesetzte Energie zweimal. Er heizt das Haus und versorgt es mit Strom und Warmwasser.

Das Dachs-Brennstoffzellen-Heizsystem hält höchsten Effizienzanforderungen stand und ist durch seine Modulationsfähigkeit ganzjährig betreibbar. Die geringen Emissionswerte garantieren einen umweltfreundlichen und ressourcenschonenden Betrieb. Daher hat der Dachs 0.8 auch das Energielabel mit der herausragenden Note A++ erhalten. Der Dachs 0.8 produziert genau so viel Strom und Wärme, wie gut gedämmte Ein- und Zweifamilienhäuser benötigen. Sollte er einmal mehr Strom erzeugen als nötig, speisen die Betreiber diesen einfach gut vergütet ins öffentliche Stromnetz ein.

Laut dem Hersteller Senertec beweist der Dachs 0.8, dass hoch energieeffiziente Eigenheime und Kraft-Wärme-Kopplung sich gegenseitig sehr gut ergänzen. Die elektrische Leistung des Dachs 0.8 beträgt jetzt 750 Watt. Die thermische Leistung liegt bei 1.100 Watt. So kann die Anlage auch bei besonders geringem Wärmebedarf in modernen KfW 40-, Passiv- oder Plusenergiehäusern ausreichend lange Laufzeiten erzielen, um eine attraktive Stromproduktion zu ermöglichen.

Der 300 Liter fassende Pufferspeicher garantiert lange Laufzeiten. Für Lastspitzen – beispielsweise in sehr strengen Wintern oder bei einem erhöhten Warmwasserbedarf – ist ein Zusatzheizgerät integriert, um die zuverlässige Wärmeversorgung des Gebäudes jederzeit zu gewährleisten.

Hohe Zuschüsse für Brennstoffzelle erhältlich

Hauseigentümer, die sich hinsichtlich der Wärme- und Stromproduktion für eine KWK-Anlage mit Brennstoffzellen-Technologie entscheiden, profitieren von speziellen Förderprogrammen. Im Rahmen des „Anreizprogramms Energieeffizienz“ der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) unterstützt das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie die Markteinführung der innovativen Technologie mit einem Festbetrag von 5.700 Euro. Zu diesem addiert sich dann ein Zusatzbetrag von 450 Euro je angefangenen 100 Watt elektrischer Leistung.

Der Dachs von SenerTec wird mit einem Zuschuss von 9.300 Euro gefördert. Darüber hinaus profitieren Dachs-Betreiber – egal für welchen Anlagentyp sie sich letztlich auch entscheiden – von der Vergütung des selbst erzeugten Stroms gemäß dem KWK-Gesetz.

Heizungen mit Brennstoffzelle mit einer Leistung von 0,25 bis fünf kW werden vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert. Diese Förderung ist Gegenstand des KfW-Zuschussprogramms „Energieeffizient Bauen und Sanieren – Zuschuss Brennstoffzelle“. Die Betreiber erhalten einen fixen Betrag von 5.700 Euro. Zusätzlich wird ein weiterer Betrag zur Verfügung gestellt. Dieser errechnet sich nach der Leistung der Brennstoffzelle: Bei angefangener 100 Watt elektrische Leistung werden 450 Euro fällig. Die Summe der Zuschüsse beträgt damit zwischen 7.050 und 28.200 Euro.

Eine Beispielrechnung: Für eine Brennstoffzellen-Heizung mit einer elektrischen Leistung von 0,7 Kilowatt errechnet sich ein Grundbetrag von 5.700 Euro. Dazu kommen 3.150 Euro als leistungsabhängiger Zuschuss (450 Euro je 0,1 kW). In der Summe beträgt die Förderung 8.850 Euro. Liegt die elektrische Leistung bei einem kW, sind es 10.200 Euro.

An wen richten sich die Förderprogramme der Brennstoffzelle?

Das KfW-Programm unterstützt Eigentümer von Ein- und Zweifamilienhäusern. Außerdem richtet es sich an Eigentümer von Eigentumswohnungen in Wohnungseigentümergemeinschaften. Daneben erhalten seit Juli 2017 auch Nichtwohngebäude Förderungen. Dazu zählen Unternehmen und kommunale Gebietskörperschaften.

Voraussetzung für die Beantragung einer solchen Förderung ist das Einbauen einer Brennstoffzelle mit einer Modulleistung zwischen 0,25 und fünf kW.

Auf diese Weise kann eine Brennstoffzelle auch noch zu einer rentierlichen Geldanlage werden. Die Anschaffung der Brennstoffzelle wird massiv staatlich gefördert, die Einsparungen bei den Energiekosten sind herausragend (bis zu 100 Prozent bei den Heizkosten!) und die Stromeinspeisung wird auch noch vergütet. Das führt schnell zu einem spürbaren Plus in der Haushaltskasse!

Full-Service-Miete möglich

Wer seine Brennstoffzelle nicht kaufen möchte, hat bei Jürgen Hohnen Wasser – Wärme – Umwelt alternative Möglichkeiten. Nehmen Sie doch das Full-Service-Mietpaket in Anspruch. Bei dieser Alternative fallen keine Anfangsinvestitionen an. Vielmehr ist der Einbau einer Brennstoffzelle ab einer monatlichen Miete von 99 Euro (netto) für Privathäuser und Gewerbetreibende möglich.

Eine weitere Möglichkeit können wir durch unsere Dienstleistungspartner anbieten: Durch das sogenannte „Full-Service-Konzept“ haben Sie die Möglichkeit, von Ihnen kalkulierbare, monatliche Raten über einen Zeitraum von 15 Jahren zu zahlen. So profitieren Sie von niedrigen Energiekosten. Nach 15 Jahren steht Ihnen die Anlage zum zugesagten Buchwert von einem Euro zu.

Innerhalb der 15 Jahre stehen Ihnen Leistungen, wie ein 24-Stunden-Notdienst, Vollgarantie sowie Wartungs- und Serviceinspektionen zur Verfügung.

Bei gewerblicher Nutzung der Brennstoffzelle oder im Falle einer Vermietung / Verpachtung profitieren Sie zusätzlich von steuerlichen Vorzügen. Die Monatsrate ist komplett abzugsfähig.

Schützen Sie die Umwelt mit einer Brennstoffzelle

Mit einer Brennstoffzelle erzeugen Sie mehr Strom als große Kraftwerke aus der gleichen Menge Gas erzeugen. Dadurch reduzieren Sie die pro Kilowattstunde Strom anfallenden CO2-Emissionen um bis zu 50 Prozent gegenüber dem Bezug aus dem Stromnetz. Mit einer Brennstoffzelle senken Sie Ihren CO2-Fußabdruck um mehr als vier Tonnen pro Jahr und unterstreichen Ihren Nachhaltigkeitsanspruch.

Und ein weiterer Aspekt: Die Brennstoffzelle erzeugt die Energie direkt am Ort des Verbrauchs. Eine Stromnetzbelastung wird auf diese Weise umgangen. Außerdem kann es zu keinen Übertragungs- und Umwandlungsverlusten durch das Stromnetz kommen.

Brennstoffzelle und E-Mobilität

Richtig spannend wird es, wenn Immobilienbesitzer auch bei der Mobilität auf grüne Energie umsteigen. E-Bikes, E-Roller und / oder E-Autos können dann mit selbst erzeugtem, grünem Strom an der eigenen Stromtankstelle betankt werden. Die Brennstoffzelle ist der ideale Partner zur Umsetzung der eigenen Elektro-Mobilität. Denn sie stellt den Strom – den neuen Kraftstoff für Ihr E-Auto – kostengünstig zur Verfügung. Und dies, während es in Ihrem Haus angenehm warm ist.

Die eigene Brennstoffzelle löst darüber hinaus Bedenken bei der Elektromobilität auf. Dies beispielsweise hinsichtlich der Netzüberlastung, wenn alle elektrisch fahren. Denn Sie versorgen das E-Auto dezentral direkt aus Ihrem Keller mit der benötigten Energie. Dementsprechend können Ihnen auch steigende Strompreise gleichgültig sein.

Ein Rechenbeispiel gefällig? Mit Strom aus der Brennstoffzelle fährt ein Elektroauto für 24 Cent pro 100 Kilometer (bei 13 kWh Verbrauch/100 km). Das entspricht einer Einsparung von über 90 Prozent gegenüber dem Strom aus dem Stromnetz. Im Vergleich zur konventionellen Verbrennung mit einem Durchschnittspreis je nach Verbrauch von acht bis 15 Euro pro 100 Kilometer fällt das überhaupt nicht auf.