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Brennstoffzellen-Heizsysteme für Strom und Wärme

Brennstoffzellen-Heizsystem Elcore 2400
Brennstoffzellen-Heizsystem Elcore 2400 (Quelle: Elcore GmbH)

Seit einiger Zeit versuchen Brennstoffzellen-Heizsysteme heimischer Hersteller, sich als umweltfreundliche Alternative zu konventionellen Heizungsanlagen im Markt zu etablieren. Das Angebot ist zwar noch bescheiden, doch ein staatlicherseits aufgelegtes Förderprogramm könnte das bald ändern.

22.10.2018 – Da der oben im Bild gezeigte Aufbau eines Brennstoffzellen-Heizsystems bei vielen Herstellern ähnlich aussieht, lohnt sich an dieser Stelle eine kurze Beschreibung der einzelnen Bestandteile (im Bild von links):

  • Der Energiespeicher mit Warmwasserbereitung verfügt über ein Schichtenladesystem. Die Warmwasserbereitung ist in diesem System integriert. Elcore bietet seine Energiespeicher in unterschiedlichen Größen an.
     
  • Das Brennstoffzellen-System Elcore 2400 kann nach Aussage des Unternehmens mit der erzeugten Wärme ganzjährig den Warmwasserbedarf und mit dem erzeugten Strom 50–70 Prozent des gesamten Stromverbrauchs eines Eigenheims abdecken.
     
  • Das Spitzenlast-Heizgerät kommt nur in Zeiten hohen Wärmebedarfs zum Einsatz. Es besitzt einen wartungsarmen Edelstahl-Wärmetauscher und eine integrierte elektronische Steuerung.

Das System verfügt über eine außentemperaturgeführten Heizkreisregelung und eine Regelung für die Brauchwasseraufbereitung und Schichtenladefunktion. Das Bedienteil lässt sich an der Anlage selbst oder im Wohnraum anbringen.

Förderprogramm für Brennstoff-Heizsysteme wird gerne genutzt

Die aktuell zu beobachtende positive Marktentwicklung bei Brennstoff-Heizsystemen werden anhalten. Davon zeigte sich der Vorstandsvorsitzende der VDMA Arbeitsgemeinschaft Brennstoffzellen, Manfred Stefener, auf der Hannover Messe 2018 fest überzeugt. Dass er Recht behalten könnte, zeigen die mehr als 2.800 Förderzusagen, die die KfW bis Ende Juni dieses Jahres verschickt hat. Ende August könnten es nach inoffiziellen Zahlen, die auf dem letzten Innovationsforum der „Initiative Brennstoffzelle“ Mitte Oktober 2018 kursierten, bereits rund 4.200 Zusagen gewesen sein.

Die optimistische Sichtweise der Branche beruht also nicht zuletzt auf dem aktuellen Förderprogramm der Bundesregierung. Es wurde aufgelegt, weil auch die immer noch als reichlich teuer angesehenen Brennstoffzellen-Heizsysteme (BZH) mithelfen sollen, die ambitionierten Klimaschutzziele Deutschlands zu erreichen. Informationen zum Thema Förderung sind häufig auch bei den Herstellern zu finden. So errechnet Viessmann für sein Vitovalor 300-P einen Zuschuss in Höhe von rund 11.000 Euro, die aus dem Programm KfW433 der KfW-Bank und der Stromförderung aus dem Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz fließen. Buderus nennt für sein Logapower FC 10 eine ähnliche Summe, nämlich 10.350 Euro.

Sieben Anbieter auf dem deutschen Heizungsmarkt

Auf dem deutschen Heizungsmarkt vertreten sind zurzeit Brennstoff-Heizsysteme von Solid Power, Viessmann, Senertec und Elcore sowie von Bosch Thermotechnik mit den Marken Buderus und Junkers. Die technischen Daten der Geräte beziehungsweise Systeme sind in dieser Tabelle aufgeführt.

  • Die Firma SOLIDpower aus Heinsberg konnte ihre ersten Brennstoffzellen-Heizsysteme zu Beginn des Jahres 2016 an europäische Endkunden ausliefern. Die BlueGen genannten Geräte arbeiten mit Hochtemperatur-(HT-)Zellen (Stacks) und produzieren laut Angaben des Unternehmens rund 13.000 kWh Strom pro Jahr. Der Wert für die Wärmeabgabe liegt niedriger. Damit kann der BlueGen auch dort effizient arbeiten, wo nur eine geringe Menge Wärme benötigt wird. Im Vordergrund steht also eindeutig die Produktion von Strom; bei den Geräten der verhält es sich genau umgekehrt.
     
  • Die Bosch Thermotechnik GmbH ist gleich zweifach auf dem Brennstoffzellen-Heizungsmarkt vertreten, nämlich mit den Marken Buderus und Junkers. Die Energiezentrale Logatherm FC10 von Buderus beinhaltet ebenfalls HT-Stacks, außerdem das Brennwert-Hybridgerät Logamax plus GBH172 sowie einen Warmwasser- und einen Pufferspeicher (75 l/140 l). Für das reibungslose Zusammenspiel dieser Komponenten sorgt die intelligente Systemregelung EMS Plus.
     
  • Das Cerapower FC10 von Junkers hat wie das Gerät von Buderus sämtliche Komponenten in einem Gehäuse zusammengefasst: ein bewährtes Gas-Brennwertgerät, Gehäuse mit HT-Stacks sowie zwei Speicher für die Bevorratung von erwärmtem Trink- und Heizwasser. Die Abstimmung zwischen dem stromerzeugenden Modul und dem Brennwertgerät erfolgt mit Hilfe eines Beimischventils.
     
  • Die Elcore GmbH entwickelte eine Polymermembran-(PEM-)Brennstoffzelle, die ebenfalls mit hoher Temperatur arbeitet und im BZ-Heizsystem Elcore 2400 zum Einsatz kommt. Den endgültigen Markteintritt des wandhängenden BZ-Heizgeräts konnte man im Jahr 2015 realisieren. Elcore ist der einzige der hier genannten Hersteller, der eine Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzelle einsetzt. Deren Betriebstemperatur von 140 bis 170 Grad Celsius sei ideal dafür, Wärme an das Heizungssystem abzugeben, heißt es vom Unternehmen.
     
  • Der Dachs InnoGen der SenerTec Kraft-Wärme-Energiesysteme GmbH hingegen ist mit Niedertemperatur-(NT-)Brennstoffzellen ausgestattet. Der Erfolg des Geräts basiert unter anderem auf der Erfahrung des japanischen Kooperationspartners Toshiba, der mit über 50.000 installierten Einheiten weltweit zu den Marktführern der Brennstoffzellen-Technologie zählt. Die elektrische Leistung des InnoGen beträgt 0,70 kW, die thermische 0,96 kW.
     
  • Nach umfangreichen eigenen Entwicklungsarbeiten kooperierte die Viessmann Werke GmbH & Co. KG mit dem japanischen Elektronikkonzern Panasonic und konnte dann bald gemeinsam mit dem Partner ein in Großserie produziertes Brennstoffzellen-Heizsystem in den europäischen Markt einführen. Das Vitovalor 300 P, so sein Name, arbeitet mit einem Niedertemperatursystem mit PEM-Zellenstacks. Viessmann investiert zurzeit aber auch in die Weiterentwicklung eines Hochtemperatur-Zellensystems, das man von der Firma Hexis übernommen hat.

Welches System in ein Haus passt, muss nach den Gegebenheiten vor Ort entschieden werden. Der Beitrag vermittelt lediglich einen Überblick über in Deutschland tätige Hersteller und verfügbare Brennstoffzellen-Heizgeräte zum Stand Oktober 2018. Wilhelm Wilming


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