Innovative Ideen

Brennstoffzelle spart Geld und schont die Umwelt

Die Funktionsweise von Brennstoffzellen lässt sich mit der von Batterien vergleichen: Durch eine chemische Reaktion entsteht Energie. Diese Energie lässt sich zur Beheizung von Einfamilienhäusern, großen Mehrfamilienhäusern und Schulen und zur Stromproduktion nutzen. Das Schöne: Durch Einsparungen, staatliche Förderungen und Einspeisevergütungen macht eine Brennstoffzelle wirtschaftlich viel Freude.

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. Was nun besonders effizientes Heizen ermöglicht, kam vor vielen Jahren schon im Weltall zum Einsatz.

Die Informationsplattform co2online.de fasst die Technik hinter der Brennstoffzelle schön zusammen: „In einer Brennstoffzelle reagiert ein kontinuierlich zugeführter Brennstoff (zum Beispiel Wasserstoff aus Erdgas) mit einem Oxidationsmittel (wie Sauerstoff aus Luft). Dabei entstehen Wasser, Strom und Wärme. Diese elektrochemische Reaktion wird auch als „kalte Verbrennung“ bezeichnet und ist besonders effizient.“ Der Aufbau einer Brennstoffzelle sei vergleichbar mit dem Aufbau einer Batterie. Beide bestünden 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.

Und weiter heißt es: „Die Funktionsweise von Brennstoffzellen lässt sich ebenfalls mit der von Batterien vergleichen: Durch eine chemische Reaktion zwischen Anode und Kathode entsteht Energie. Chemische Reaktionspartner in der Brennstoffzelle sind Wasserstoff und Sauerstoff. Das Element Wasserstoff reagiert zusammen mit Sauerstoff wieder zu Wasser. Dieses einfache Prinzip machen sich Brennstoffzellen mit ihrer Funktionsweise zunutze: Ein sogenannter Reformer gewinnt Wasserstoff aus Erdgas. In der Brennstoffzelle reagiert dieser Wasserstoff zusammen mit Sauerstoff aus der Luft. Dabei entstehen Wasser, Strom und Wärme. Diese elektrochemische Reaktion wird auch als ‚kalte Verbrennung‘ bezeichnet – im Unterschied zur Verbrennung, durch die Motoren oder Turbinen Energie erzeugen.“

Elektrische Spannung wird zu nutzbarer Energie

Oder anders gesprochen: „Eine einzelne Brennstoffzelle ist eine Membran, die auf der einen Seite mit Sauerstoff und auf der anderen Seite mit Wasserstoff beladen wird. Der Sauerstoff entstammt der Umgebungsluft, während der Wasserstoff durch einen innovativen Prozess aus herkömmlichem und breit verfügbarem Erdgas gewonnen wird. Die speziellen Eigenschaften der Zelle sorgen dafür, dass der Sauerstoff die Membran durchdringt, um sich mit dem Wasserstoff zu verbinden. Bei diesem Vorgang entsteht eine elektrische Spannung, die als nutzbare elektrische Energie ausgegeben wird.“ (www.solidpower.com)

Wir von Jürgen Hohnen Wärme – Wasser – Umwelt arbeiten nur mit den besten Herstellern zusammen und verbauen vorrangig Brennstoffzellen der Firmen SOLIDpower und Senertec. Diese Brennstoffzellen gibt es zwei Leistungsklassen. Sie eignen sich zur Beheizung von Einfamilienhäusern, großen Mehrfamilienhäusern und Schulen. Die Geräte können unter anderem übers Internet überwacht werden.

Im Fokus steht das Produkt „BlueGEN“ von SOLIDpower. „BlueGEN“ ist ein stromoptimiertes Mikro-KWK-System (Kraft-Wärme-Kopplung) auf Basis einer Brennstoffzelle zur Versorgung von kleineren Unternehmen, Privathaushalten oder öffentlichen Einrichtungen mit hocheffizientem Strom und Wärme. Das Gerät liefert ca. 13.000 kWh (Kilowattstunden) emissionsarmen Strom pro Jahr und kann Ihren Strombedarf so komplett oder zu Teilen decken. Durch einen weltweit einzigartig hohen elektrischen Wirkungsgrad von bis zu 60 Prozent wird der Strom gegenüber den gegenwärtigen Marktpreisen ca. 50 Prozent günstiger produziert. Die Betreiber erhalten staatliche Förderungen für den Betrieb der Anlage und können somit erhebliche Einsparungen erzielen.

„Das Herzstück der Brennstoffzelle bildet das vollintegrierte Brennstoffzellenmodul, das durch den Einsatz von festoxidkeramischen Brennstoffzellen zu den effizientesten Energieumwandlungssystemen zählt, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind. Die bei der Stromerzeugung anfallende Abwärme der Brennstoffzelle kann darüber hinaus für die Erzeugung von Warmwasser genutzt werden. Mit der Größe einer Waschmaschine wird er direkt vor Ort installiert, dort wo der Strom benötigt wird. Als Energieträger werden Erdgas oder Bio-Erdgas genutzt“, beschreibt SOLIDpower die Technik.

Der „BlueGEN“ liefert kontinuierlich 1,5 kW Strom – das ganze Jahr lang, rund um die Uhr. Insgesamt erzeugen Sie so ca. 13.000 kWh Strom, die Sie direkt vor Ort nutzen können. Das Schöne daran: Überschüssiger Strom, den Sie nicht benötigen, wird automatisch gegen eine Vergütung in das Stromnetz eingespeist – so optimieren Sie die Wirtschaftlichkeit mit einer Brennstoffzelle noch einmal. Der ganzjährige Betrieb ermöglicht den planbaren Energieeinsatz und maximiert Ihre Erträge. Die Energie einer Brennstoffzelle kann in jeder Art von Gewerbegebäude genutzt werden und eignet sich ideal für die kostengünstige Versorgung von Dauerabnehmern wie Kühlanlagen oder Beleuchtungseinrichtungen, heißt es beim Hersteller.

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. „Somit sparen Sie beim Eigenverbrauch nicht nur die Kosten des Bezugs von einem Stromanbieter, Sie erhalten sogar noch 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 spürbar senken“, betont SOLIDpower.

Ein anderes Produkt aus dem Hause SolidPower ist der „BlueGEN BG-15“. Der „BlueGEN BG-15“ basiert auf der neuesten Generation modularer Brennstoffzellen-Technologie von SOLIDpower. Diese bietet laut dem Hersteller eine bisher unerreichte Kombination aus Effizienz, Leistung und Zuverlässigkeit. Brennstoffzellen verbrennen den Treibstoff nicht, sondern wandeln diesen mithilfe einer elektrochemischen Reaktion in Strom und Wärme um. Sie gehören zu den effizientesten Energieumwandlungssystemen überhaupt. Mit der neuen Brennstoffzelle „BlueGEN BG15“ stehen alle Vorteile dieser innovativen Technologie zur Verfügung.

Der 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. Und 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.

Zusätzlich erzeugte Wärme selbst nutzen

Übrigens: Die „BlueGEN“-Brennstoffzelle ist als Beistelllösung zur vorhandenen Heizung konzipiert und kann über einen Warmwasserspeicher mit Ihrer Heizanlage kombiniert werden. Dadurch wird jede Heizung zu einer „stromerzeugenden Heizung“ aufgewertet, sodass Eigentümer die zusätzlich erzeugte Wärme nutzen können. Der Einsatz einer Brennstoffzelle verbessert die gesamte Gebäudeeffizienz und ermöglicht die Einhaltung der Vorschriften der EnEV ohne zusätzliche kostenintensive Maßnahmen.

Apropos Heizung: 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 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. Den „Dachs“ von SenerTec fördert der Staat mit einem Zuschuss in Höhe von 9.300 Euro. 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.

Apropos Förderung: Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert Brennstoffzellen-Heizungen von 0,25 bis fünf Kilowatt (kW) elektrischer Leistung im KfW-Zuschussprogramm „Energieeffizient Bauen und Sanieren – Zuschuss Brennstoffzelle“. Die Zuschusssumme basiert auf einem fixen Basisbetrag von pauschal 5.700 Euro und einem variablen Anteil, der sich nach der elektrischen Leistung der Brennstoffzelle richtet: 450 Euro je angefangener 100 Watt elektrischer Leistung. Damit summieren sich die Zuschüsse auf 7.050 bis 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.

Das KfW-Programm richtet sich an Eigentümer von Ein- und Zweifamilienhäusern und an Eigentümer von Eigentumswohnungen in Wohnungseigentümergemeinschaften (WEG). Seit Juli 2017 werden auch Nichtwohngebäude gefördert. Es können also auch kleine und mittlere Unternehmen, Contractoren sowie kommunale Gebietskörperschaften Brennstoffzellen-Heizungs-Förderung erhalten. Beantragen können sie die Mittel, wenn sie in einem bestehenden Gebäude oder in einem neuen Gebäude eine Brennstoffzellen-Heizung mit einer Modulleistung der Brennstoffzelle zwischen 0,25 und fünf kW einbauen lassen. Das berichtet das Informationsportal co2online.de.

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 die Möglichkeit, ein Full-Service-Mietpaket in Anspruch zu nehmen. Immer wieder sind unsere Kunden darüber erstaunt, dass keine Anfangsinvestitionen für die Installation und Inbetriebnahme eines unserer Heizungssysteme verlangt wird. Im Gegenteil: Bereits ab einer monatlichen Full-Service-Miete ab 99 Euro (netto) für Privathäuser und für Gewerbetreibende ist der Einbau einer unserer energiesparenden Heizungsanlagen möglich.

Durch unseren Dienstleistungspartners erhalten Sie aber auch die Möglichkeit, im Rahmen eines Full-Service-Konzepts ihre Anlage 15 Jahre lang bei bequemen und fest kalkulierbaren Monatsraten zu betreiben. Sie sparen hohe Energiekosten ein und profitieren von kalkulierbaren Monatsbeträgen. Nach 15 Jahren erhalten Sie die Anlage zum zugesagten Buchwert von einem Euro. 15 Jahre Vollgarantie, Wartungs- und Serviceinspektionen sowie ein 24-Stunden-Notdienst runden dieses Konzept ab. Die Monatsrate ist im gewerblichen Bereich oder im Rahmen von Vermietung/Verpachtung zu 100 Prozent steuerlich abzugsfähig.

Die Umwelt schützen

Übrigens: Mit einer Brennstoffzelle erzeugen Sie mehr Strom aus der gleichen Menge Gas erzeugen als große Kraftwerke. 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. Durch die dezentrale Energieerzeugung werden Übertragungs- und Umwandlungsverluste durch das Stromnetz vermieden und die allgemeine Belastung der Stromnetze reduziert.

Brennstoffzelle und E-Mobilität

Richtig spannend wird es, wenn Immobilienbesitzer auch bei der Mobilität auf grüne Energie umsteigen und E-Bike, E-Roller und/oder E-Auto mit selbst erzeugtem, grünem Strom an der eigenen Stromtankstelle betanken. 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 – während es in Ihrem Haus angenehm warm ist. Die eigene Brennstoffzelle löst darüber hinaus Bedenken bei der Elektromobilität (beispielsweise hinsichtlich der Netzüberlastung, wenn alle elektrisch fahren) auf. 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 – und im Vergleich zur konventionellen Verbrennung mit einem Durchschnittspreis je nach Verbrauch von acht bis 15 Euro pro 100 Kilometer fällt das überhaupt nicht auf.

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Jürgen Hohnen
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