Vorteile einer Brennstoffzellenheizung
Die Brennstoffzellen-Technologie bekommt aktuell aufgrund der Suche nach wirtschaftlichen und klimaneutralen Alternativen zu herkömmlichen Energielieferanten viel Aufmerksamkeit. Auch die Bundesregierung setzt auf Wasserstoff und fördert die Forschungen und Weiterentwicklungen in diesem Bereich massiv.
Wer über den Kauf einer Brennstoffzellenheizung nachdenkt, sollte genau prüfen, ob deren Stärken auch zu den eigenen Gegebenheiten passt. Nur so kann die Brennstoffzellen-Technologie effizient arbeiten.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Brennstoffzellenheizung erzeugt gleichzeitig Wärme und Strom und nutzt den Brennstoff dadurch sehr effizient.
- Ihr größter Pluspunkt ist der hohe Eigenstrom-Anteil – das macht unabhängiger von steigenden Strompreisen.
- Im Betrieb entstehen kaum Schadstoffe und Geräusche; die Wartung ist vergleichsweise gering.
- Die Vorteile rechnen sich aber nur bei hohem, gleichzeitigem Strom- und Wärmebedarf – und mit Erdgas bleibt der Klimavorteil begrenzt.
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Worin die Vorteile einer Brennstoffzellenheizung liegen und wie sich diese positiv für Sie und die Umwelt auswirken können, zeigen wir in diesem Artikel übersichtlich auf.
Effiziente Energiegewinnung
Die Brennstoffzellenheizung erzeugt nicht nur Wärme zum Heizen und für die Warmwasserbereitung, sondern auch Strom. Dies unterscheidet sie maßgeblich von den meisten anderen Heizsystemen. Je nach Gerät fallen Strom und Wärme in unterschiedlichem Verhältnis an; entscheidend ist, dass beides im Haus sinnvoll genutzt werden kann.
Ebenfalls anders als bei herkömmlichen Heizsystemen findet die Energiegewinnung nicht über eine Verbrennung statt, sondern über einen chemischen Prozess. Dafür wird Wasserstoff benötigt, der in der Regel aus Erdgas gewonnen wird.
Energieträger wird optimal genutzt
Aktuell wird in Brennstoffzellenheizungen Erdgas als Wasserstoff-Lieferant eingesetzt. Dies ist zwar ein fossiler Energieträger, er wird allerdings mit einem hohem Wirkungsgrad genutzt. Brennstoffzellenheizungen kommen auf einen Wirkungsgrad von bis zu 90 Prozent und nutzen den Brennstoff fast vollständig zur Umwandlung in Energie.
Im Vergleich zu Blockheizkraftwerken, die ebenfalls über Kraft-Wärme-Kopplung Strom und Wärme produzieren, kommt die Brennstoffzellenheizung auf einen viel höheren elektrischen Wirkungsgrad. Das heißt, dass bei gleicher Wärme viel mehr Strom bereitgestellt wird.
Viel Strom aus dem Brennstoff
Dies kann ein großer Vorteil sein. Gleichwohl sollte man bedenken, dass die Brennstoffzellenheizungen nur Strom und Wärme gemeinsam erzeugen können und dafür hohe Laufzeiten übers Jahr brauchen.
Energieautarkes System
Dass eine Brennstoffzellenheizung nicht nur Wärme, sondern auch Strom produziert, macht das System unabhängiger vom Strombezug aus dem Netz, aber nicht vollständig autark. In der Praxis bleibt ein Netzanschluss nötig: Überschüsse werden eingespeist, fehlender Strom wird bezogen; mit einem Stromspeicher lässt sich der Eigenverbrauch erhöhen. Mit hohem Eigenverbrauch können die Energiekosten sinken, die Wirtschaftlichkeit hängt aber von Auslegung, Laufzeit, Gaspreis und Strompreis ab.
Vorteile und Grenzen im Überblick
Vorteile
- Erzeugt gleichzeitig Wärme und Strom (Kraft-Wärme-Kopplung)
- Hoher elektrischer Wirkungsgrad – mehr Eigenstrom als bei den meisten Blockheizkraftwerken
- Macht unabhängiger von steigenden Strompreisen
- Sehr geringe Schadstoff- und Geräuschemissionen im Betrieb
- Wartungsarm, da kaum bewegliche Teile
Nachteile
- Hohe Anschaffungs- und Installationskosten
- Kleines Marktangebot und teils schwierige Verfügbarkeit – konkrete Seriengeräte vor der Planung beim Hersteller oder Fachbetrieb prüfen
- Braucht meist einen zusätzlichen Gas-Brennwertkessel für Spitzenlasten
- Wirtschaftlich nur bei hohem, ganzjährig gleichzeitigem Strom- und Wärmebedarf
- Läuft meist mit fossilem Erdgas – ohne grünen Wasserstoff bleibt der Klimavorteil begrenzt
Geringe CO2-Emissionen
Bei der Brennstoffzelle selbst wird Wasserstoff elektrochemisch mit Sauerstoff umgesetzt; dabei entstehen Strom, Wärme und Wasser. Läuft die Anlage jedoch mit Erdgas, erzeugt der Reformer den Wasserstoff im Gerät und dabei entstehen CO₂-Emissionen; zusätzlich kann der Gas-Brennwertkessel für Spitzenlasten Emissionen verursachen. Die Aussage „nur Wasser“ gilt daher nur für die eigentliche Brennstoffzellenreaktion, nicht für das gesamte Heizsystem.
Aktuell sind die meisten Brennstoffzellenheizungen mit einem Gasbrennwertgerät für Spitzenlastzeiten ausgestattet. Diese zusätzliche Heizung wird benötigt, weil die Brennstoffzellenheizungen nicht den gesamten Wärmebedarf abdecken. Im Vergleich zur getrennten Erzeugung von Wärme im Gaskessel und Netzstrom können Brennstoffzellenheizungen Emissionen senken. Gegenüber einer reinen Gasheizung hängt der Vorteil jedoch stark davon ab, wie viel selbst erzeugter Strom tatsächlich Netzstrom ersetzt und welcher Brennstoff eingesetzt wird.
Regenerative Lösung möglich
Das Bild der Brennstoffzellenheizung als Heizung der Zukunft wird dadurch getrübt, dass fossiles Erdgas als Wasserstofflieferant eingesetzt wird. Doch es geht auch anders. Wasserstoff kommt auf der Erde fast immer gebunden vor, zum Beispiel in Wasser oder Kohlenwasserstoffen. Für die Nutzung als Energieträger muss er daher erst gewonnen werden.
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Dafür nutzen viele Brennstoffzellenheizungen Erdgas als leicht transportierbaren Energielieferanten. Technisch kann Wasserstoff auch per Elektrolyse mit erneuerbarem Strom erzeugt werden: Ein Elektrolyseur spaltet Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Für ein Einfamilienhaus ist dieser Weg aber kein Standardfall, weil Elektrolyseur, Wasserstoffspeicher und Sicherheitstechnik zusätzliche Kosten und Umwandlungsverluste verursachen. Umweltbundesamt und Fachquellen bewerten den direkten Einsatz erneuerbaren Stroms – etwa in einer Wärmepumpe – für Gebäudewärme meist effizienter als den Umweg über Wasserstoff.
Damit sich die Vorteile wirklich rechnen
Diese Vorteile kommen allerdings nur unter bestimmten Bedingungen voll zum Tragen. Entscheidend ist, dass der erzeugte Strom möglichst im Haus selbst verbraucht wird – die Vergütung für ins Netz eingespeisten Strom ist gering. Außerdem braucht die Anlage hohe Laufzeiten über das Jahr, also einen möglichst konstanten und gleichzeitigen Wärme- und Strombedarf. Und solange sie mit Erdgas läuft, gilt sie als fossile Heizung: Über die aktuelle Heizungsförderung ist sie dann in der Regel nicht förderfähig, und bei Neueinbau im Bestand kommen ab 2029 die steigenden Brennstoffanteile des GModG hinzu. Wer diese Voraussetzungen nicht erfüllt, fährt mit einer Wärmepumpe oder einer Hybridlösung häufig wirtschaftlicher.
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