Finke Haustechnik

Die Brennstoffzelle gewinnt immer mehr an Bedeutung. Ursprünglich bevorzugt in Fahrzeugen eingesetzt, sind Brennstoffzellen-Heizungen in Japan bereits in großer Anzahl im Einsatz. Doch auch in Deutschland vergrößert sich das Interesse an dieser innovativen Heizungstechnologie kontinuierlich. Zusätzliche Effizienz erhalten diese Heizungsanlagen kombiniert mit regenerativen Energien wie der Solarthermie.

Brennstoffzellen im Alltag

Im privaten Alltag ist die Brennstoffzelle bisher nur bedingt angekommen. Trotzdem ist sie durch ihren langjährigen Einsatz im öffentlichen Verkehr, in der Luft- und Raumfahrt oder als Energieversorger für Telekommunikationsanlagen zwischenzeitlich ein erprobter und zuverlässig sicherer Energielieferant. Lag der Schwerpunkt längere Zeit auf der Stromerzeugung, ist die Brennstoffzelle heute ein effektives Mittel zur Strom- und Wärmeproduktion. In diesem Bereich nimmt Japan mit weit über 100.000 Heizungsanlagen verschiedener Hersteller eine führende Position ein. Moderne Brennstoffzellen-Heizungen produzieren elektrische Energie und Wärme gleichzeitig. Wie bei der Photovoltaik wird zu viel produzierte elektrische Energie in das öffentliche Stromnetz eingespeist oder in einem Pufferspeicher gespeichert.

Die einzige Hürde bisher lag in den höheren Anschaffungskosten dieses effizienten Heizungstyps mit einem Einsparpotenzial von ungefähr 40 Prozent der laufenden Betriebskosten. Doch die Herstellerkosten sinken mit steigender Nachfrage und attraktive Fördermittel der Anreizprogramme Energieeffizienz des Bundes dienen als zusätzliche positive Entscheidungshilfe.  

So funktioniert die Brennstoffzellen-Heizung

Brennstoffzellen verwandeln den reaktionsfreudigen Wasserstoff in Energie um. Dabei produzieren sie Wärme und elektrische Energie. Doch welcher Vorgang steckt hinter diesem grundsätzlich einfachen Prinzip?  

Voraussetzung für eine Heizungsanlage mit Brennstoffzellen ist die Zufuhr von Erdgas. Aus diesem gewinnt die Heizungsanlage den für den aktuellen Vorgang benötigten Wasserstoff. Da die Anlage nur die unmittelbar nötige Menge an Wasserstoff gewinnt, entfällt dessen Bevorratung. Wie in einer Batterie kommt es durch die Zufuhr von Sauerstoff und Wasserstoff zu einer chemischen Reaktion zwischen zwei Elektroden, der Anode (Wasserstoff) und der Kathode (Sauerstoff). Ein Elektrolyt übernimmt die zuverlässige Trennung der beiden Gase und verhindert so die Knallgasreaktion, während der Katalysator die Wasserstoffmoleküle auf der Anodenseite in positive und negative Teilchen spaltet. Nur das Wasserstoffelektron gelangt zur Kathode, wodurch Strom produziert wird. Die Wasserstoffionen diffundieren durch den Elektrolyten in Richtung Kathode. Dort angelangt, kommt es zur "kalten Zusammenführung" von Wasserstoffionen und Luftsauerstoff und es entsteht die für Heizzwecke nutzbare Wärme.

Da die eine einzige Brennstoffzelle keine nutzbare Spannungsquelle produziert, erfolgt eine Reihenschaltung (Stacks) mehrerer Brennstoffzellen.  

Heizungen mit Brennstoffzellen sind entweder mit Hochtemperatur- oder Niedertemperatur-Brennstoffzeilen ausgestattet.

• Hochtemperatur-Anlagen gewinnen den Wasserstoff unter großer Hitze direkt aus dem Erdgas.
• Niedertemperatur-Anlagen lösen den Wasserstoff durch einen vorgeschalteten Reformierungsprozess aus seiner aktuellen chemischen Verbindung heraus.  

Kleinere Heizungsanlagen mit Brennstoffzellen weisen immer Niedertemperatur-Brennstoffzellen auf.

Vorteile von Brennstoffzellen-Heizungen 

Brennstoffzellen-Heizungen weisen durch ihre hohen Sicherheitsstandards und den hohen Wirkungsgrad ausschließlich Vorteile auf.

• Laufende Energiekosten reduzieren sich um ungefähr 40 Prozent.
• Produktion von Wärme und elektrischer Energie mit einer Anlage.
• Fremdbezug elektrischer Energie reduziert sich signifikant.
• Integrierter Erdgas-Brennwertkessel fängt Wärmespitzenlasten ab.
• Kohlendioxidausstoß auf 50 Prozent reduziert.
• Interessante Fördermodelle.
  
  

Brennstoffzellen-Heizungen - attraktive Fördermittel

Im Rahmen des Anreizprogrammes Energieeffizienz fördert der Bund die Installation von Brennstoffzellen-Heizanlagen mit attraktiven Förderungen von bis zu 28.200 Euro. Weitere Fördermittel kommen aus dem Mini-KWK-Impulsprogramm der BAFA-Förderung (Bundesamt für Außenhandel und Wirtschaft) sowie zusätzlichen Landesförderungen. Die Vielzahl der Förderprogramme bedient private Anlagenbetreiber gleichermaßen wie Unternehmen.