Brennstoffzelle gesucht?

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Inhaltsverzeichnis

Was ist ein BHKW mit Brennstoffzellen-Heizung?

Ein herkömmliches Blockheizkraftwerk (BHKW) verbrennt in seinen verschiedenen Ausführungen Öl, Gas oder Biomasse, um damit gleichzeitig Wärme und Strom zu erzeugen. Man spricht daher auch von einer Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Aus technischer Sicht handelt es sich bei einer Heizung mit Brennstoffzelle eigentlich nicht um ein BHKW. Da die Brennnstoffzelle Heizung und Stromerzeuger zugeleich ist und sowohl Wärme als auch Strom erzeugt werden, nennt man solche Geräte meist in einem Atemzug mit KWK- und BHKW-Anlagen.

Grundsätzlich müssen Sie über die Heizung mit Brennstoffzelle nur wissen, dass Strom und Wärme aus einer chemischen Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff gewonnen wird. Brennstoffzellen heizen also mit Wasserstoff. Als Ausgangsstoff wird jedoch herkömmliches Erdgas verwendet. Als „Abfallprodukt“ bleibt normales Wasser übrig. Der gesamte Vorgang läuft zudem sehr geräuscharm ab.

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Quelle: © Elcore GmbH / youtube.com

Funktionsweise der Brennstoffzellen-Heizung

Die Brennstoffzellen-Heizung kann man sich beim Aufbau wie eine große Batterie vorstellen, die jedoch nach einem anderen Prinzip funktioniert. Der gesamte Prozess zur Strom- und Wärmegewinnung beginnt mit einem sogenannten Reformer, der Wasserstoff aus Erdgas (aus dem Gasanschluss) gewinnt. In diesem Prozess bleibt CO2 übrig, das nach draußen abgeleitet wird.

Im Inneren der Brennstoffzelle befinden sich zwei Kammern (Anode / Kathode), die durch eine hauchdünne Folie getrennt sind, die nur für Protonen durchlässig ist. In die erste Kammer wird dann der gewonnene Wasserstoff, in die andere normaler Sauerstoff aus der Umgebungsluft eingeführt. Da beide Stoffe miteinander zu Wasser reagieren möchten, aufgrund der Trennfolie aber nicht können, spaltet sich der Wasserstoff in der Anode in Protonen und Elektronen auf.

Infografik: Grafische Darstellung der Funktion einer Brennstoffzelle
Funktionsweise der Brennstoffzellen-Heizung | © elcore

Die Protonen können durch die Trennfolie dringen, während die Elektronen über ein außenliegendes Kabel in die Kathode zum Sauerstoff wandern und dabei elektrische Arbeit verrichten (Strom erzeugen). In der Kathode reagieren dann die einzelnen Teilchen zu normalem Wasser, das als "Abfallprodukt" übrig bleibt. Während dieser Reaktion entsteht zusätzlich Wärme, die zum Heizen genutzt werden kann. Sollten Sie weitere Fragen zur Funktionsweise der Brennstoffzellen-Heizung haben, können Sie im folgenden Video weitere Informationen finden.

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Quelle: © EnBW / youtube.com

Geschichte der Brennstoffzelle

Die erste Brennstoffzelle wurde 1838 von Christian Friedrich Schönbein entwickelt. In den folgenden Jahren erregte diese Form der Energiegewinnung viel Aufsehen, geriet aber durch die Erfindung des Elektromotors (Siemens) vorerst wieder in Vergessenheit.

In den 1950er wurde die Brennstoffzelle gewissermaßen „wiederentdeckt“, als in der Raumfahrt sehr kleine Energiequellen benötigt wurden. Im Laufe der Zeit wurden auch zivile Anwendungen in Heizungen und Fahrzeugen erprobt. Im Laufe der Zeit wurden auch zivile Anwendungen in Form von Brennstoffzellen-Heizungen und Brennstoffzellenfahrzeugen erprobt, die sich langsam am Markt etablieren.

Kosten für ein BHKW mit Brennstoffzellen-Heizung

Das Heizen mit einem BHKW mit Brennstoffzellen-Heizung ist aktuell aus zwei Gründen noch sehr teuer: Zum einen sind KWK-Anlagen aufgrund der Größe und des komplexen Aufbaus ohnehin sehr teuer in der Anschaffung. Zum anderen hat man es mit einer Neuerung am Markt zu tun, die aufgrund geringer Stückzahlen noch sehr teuer in der Herstellung ist.

Insgesamt sollten Sie für eine BHKW-Heizung mit Brennstoffzelle daher zwischen 25.000 und 56.000 Euro inklusive Montage einplanen. In diesem Preis ist auch immer eine zusätzliche Gasheizung für Spitzenlasten enthalten. Mittelfristig werden die Preise vermutlich etwas, aber nicht sehr drastisch sinken. In der folgenden Tabelle haben wir die üblichen Kosten einer BHKW-Heizung mit Brennstoffzelle für Sie zusammengestellt.

Heizung Weitere Maßnahmen Speicher Kosten
Brennstoffzellen-Heizung     14.500 - 25.000 €
Spitzenlastgerät (Gasheizung)     3.000 - 5.000 €
Gasanschluss     1.500 - 2.500 €
  Wasserabfluss   1.000 - 3.000 €
  Abzug   2.000 - 5.000 €
  Wechselrichter   1.000 - 2.000 €
  Installation   1.000 - 3.500 €
    Pufferspeicher 1.000 - 2.000 €
    Stromspeicher
(optional)
6.000 - 8.000 €
Gesamt     25.000 - 56.000 €

Förderung des BHKW mit Brennstoffzellen-Heizung

Bild: Förderung für Brennstoffzelle
Die Brennstoffzelle wird üppig gefördert | © fotoblend / pixabay.com CC0

Stand 2021: Wer eine Brennstoffzellen-Heizung im Haus haben will, kann sich die teure Anschaffung vom Staat fördern lassen. Denn um die Heizung mit Brennstoffzelle schnell am deutschen Markt zu etablieren, bietet der Staat eine Förderung für den Kauf an. Bislang haben dafür sowohl die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) als auch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) Förderung zur Verfügung gestellt.

Das BAFA hat die  Förderung jedoch zum Jahresbeginn 2021 eingestellt. Die KfW hat ihre Förderung dagegen erhöht. Das BAFA bietet jedoch nach wie vor eine indirekte Förderung für selbsterzeugten Strom nach KWK-Gesetz (KWK-G). Zusätzliche regionale Förderungen können nicht in allen Fällen kombiniert werden. Hinzu kommt eine Förderung des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI), die für Unternehmen mit größeren Anlagen vorgesehen ist.

Die BAFA Förderung nach KWK-G enthält bei Brennstoffzellen bis 50 Kilowatt elektrischer Leistung eine Förderung für selbsgenutzten Strom und eine Förderung für eingespeisten Strom. Die Dauer der Förderung beträgt 30.000 Volllaststunden der Anlage. Da die meisten Brennstoffzellen jährlich zwischen 5.000 und 8.700 Stunden genutzt werden, beträgt die Förderdauer also zwischen 3,5 und 6 Jahre. Beim zuständigen Zollamt kann als indirekte Förderung zusätzlich die Energiesteuer für das verbrauchte Erdgas rückerstattet werden.

Programm Förderung
KfW 433 8.450 € + 550 € pro 100 Wel
BAFA KWK Seit 01.01.2021 ersatzlos eingestellt
BMVI Brennstoffzelle KWK Anteilige Finanzierung durch BMVI
KWK-Zuschlag (30.000 Vollbenutzungsstunden) 16 Cent pro kWh (Einspeisung)
8 Cent pro kWh (Selbstnutzung)
Rückerstattung der Energiesteuer 0,55 Cent pro kWh Erdgas

KfW-Förderung (433) für die Brennstoffzellen-Heizung

Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) bietet einen Zuschuss über maximal 34.300 Euro (40 Prozent der Anschaffungskosten). Die letztendliche Summe teilt sich in eine Grundförderung über 6.800 Euro und in eine Zusatzförderung über 550 Euro je 100 W elektrischer Leistung - insgesamt jedoch mindestens 8.450 Euro. Der Antrag für die Förderung muss zusammen mit einem Energieberater VOR Baubeginn bei der KfW eingereicht werden. Dabei gilt schon die schriftliche Auftragsvergabe als Baubeginn.

Welche Heizung? Welche Kosten? Welche Gebäude? Konditionen
Stationäre Brennstoffzellen-Heizung zwischen 0,25 und 5,0 kW elek. Leistung Kosten für Brennstoffzelle und zusätzl. Wärmeerzeuger Neue oder bestehende Wohn- und Nichtwohn­gebäude. 6.800 € + 550 € pro 100 Wel; mindestens 8.450 € - maximal 34.300 €
Kosten für Wartungsvertrag über 10 Jahre

BAFA-Förderung (Mini-KWK-Zuschuss) für die Brennstoffzellen-Heizung

Für den Kauf einer Brennstoffzellen-Heizung konnte man bis zum 31.12.2020 auch beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) einen einmaligen Zuschuss erhalten. Die Förderung ist jedoch am 31.12.2020 eingestellt worden. Seitdem bietet das BAFA nur noch den KWK-Zuschlag nach KWK-Gesetz.

BMVI-Förderung für die Brennstoffzellen-Heizung

Die Förderung des BMVI ist für Unternehmen unterschiedlicher Größe vorgesehen. Sie kann nur für eine Mindestanzahl von 5 Geräten beantragt werden, die sich zudem auf der Liste förderfähiger Anlagen des BAFA befinden müssen.

Bedingung Förderung
Deutsche Unternehmen, die mind. 5 Anlagen installieren Anteilige Finanzierung durch den Staat

KWK-Zuschlag für Strom

Da Ihre BHKW-Heizung mit Brennstoffzelle auch Strom erzeugt, erhalten Sie hierfür vom BAFA eine separate Förderung nach KWK-Gesetz. Wird der Strom außerdem ins öffentliche Netzeingespeist, dann kommt noch eine Vergütung des Netzbetreibers obendrauf, die stets vom aktuellen Strompreis abhängig ist. Die Förderung der Brennstoffzellen-Heizung gilt für eine Dauer von 60.000 Volllastbetriebsstunden (7 bis 12 Jahre).

Nutzung des Stroms Bestandteile Förderung (Anlagen bis 50 kWel)
Eigennutzung: KWK-Förderung 4 Cent pro kWh
     
Netzeinspeisung: Vergütung des Energieversorgers 3,3 Cent pro kWh
(üblicher Preis)
  Vermiedene Netzkosten 0,5 - 1,5 Cent pro kWh
  KWK-Förderung 8 Cent pro kWh
Gesamt:   = 11,8 - 12,8 Cent pro kWh

Rückerstattung der Energiesteuer

Als indirekte Förderung können Sie sich ebenfalls vom regionalen Hauptzollamt die Energiesteuer für das verbrauchte Erdgas zurückerstatten lassen. Die Förderung liegt bei 0,55 Cent pro verbrauchter Kilowattstunde Erdgas. Alle weiteren Informationen zur Antragsstellung erhalten Sie beim zuständigen Zollamt.

Wirtschaftlichkeit und Amortisation der Brennstoffzelle

Bild: Brennstoffzelle in Einbausituation
Brennstoffzelle im Flur | © elcore

In diesem Kapitel wollen wir einmal betrachten, wie es bei der Brennstoffzellen-Heizung mit der Wirtschaftlichkeit aussieht. Bei den hohen Anschaffungskosten einer BHKW-Heizung mit Brennstoffzelle ist der wirtschaftliche Betrieb zwar schwierig, aber nicht unmöglich.

Wichtig ist ein entsprechender Energiebedarf, damit die Brennstoffzellen-Heizung keinen unnötigen Überschuss erzeugt. Mit dieser Bedingung scheiden die meisten Ein- und Zweifamilienhäuser aus. In größeren Gebäuden wäre der Einsatz theoretisch denkbar, hier kann es dann jedoch passieren, dass keine staatliche Förderung verfügbar ist.

Bei der Wirtschaftlichkeitsrechnung sollte noch beachtet werden, dass der gewonnene Strom theoretisch gegen Vergütung ins öffentliche Netz eingespeist werden kann und die gesamte Anschaffung damit vergünstigt. Bei den verschiedenen Brennstoffzellen aller Hersteller spielt auch das Verhältnis zwischen elektrischer- und thermischer Leistung eine große Rolle. Ältere Gebäude profitieren dabei meist von höherer Wärmegewinnung, während moderne Immobilien mit einer hohen Stromerzeugung besser bedient sind.

Beispiel 1: Brennstoffzellen-Heizung im Einfamilienhaus

In diesem Kapitel wollen wir anhand von Beispielen klären, ob eine Brennstoffzellen Heizung im Einfamilienhaus wirtschaftlich ist. Für ein recht modernes Einfamilienhaus lässt sich ungefähr ein Wärmebedarf von 18.000 Kilowattstunden annehmen (90er Jahrebau, gute Dämmung, modernes Dach, neue Fenster), während der Strombedarf im Bereich zwischen 3.000 und 5.000 Kilowattstunden liegen dürfte.

Die Kosten einer neuen Brennwert-Gasheizung würden inklusive Förderung bei etwa 8.500 bis 10.000 Euro liegen. Stellt man dem nun den Kauf einer BHKW-Heizung mit Brennstoffzelle gegenüber, dann kann man mit Anschaffungskosten um 35.000 Euro rechnen. Zu beachten ist dabei auch, dass nahezu jede KWK-Heizung beispielsweise mit einer zusätzlichen Gasheizung als Spitzenlastgerät installiert werden muss. Eine Brennstoffzellen-Heizung, die auch Spitzenlasten abdeckt, würde sich im täglichen Gebrauch nicht amortisieren.

Aspekt Kennwert
Einfamilienhaus 140 m² Wohnfläche
Wärmebedarf 18.000 kWh
Strombedarf 4.000 kWh
   
Kosten für alleinstehende Gasheizung 8.500 €
   
Kosten für Brennstoffzelle (inklusive Gasheizung) 35.000 €
Thermische Leistung der Brennstoffzellen-Heizung 0,61 kWth
Elektrische Leistung der Brennstoffzelle 1,5 kWel
Gasverbrauch 2,51 kW
Betriebsdauer pro Jahr 8.700 h
   
Angenommene Preissteigerung 3 %

Berücksichtigt man alle verfügbaren Förderungen und die Einnahmen durch den Stromverkauf, dann ergibt sich das mögliche Szenario (wir haben die BlueGEN-Brennstoffzelle von SolidPOWER als Berechnungsgrundlage genutzt) in der untenstehenden Tabelle. Natürlich ist dieses Ergebnis nur EINE mögliche Variante. Je nach Eigenschaften der Brennstoffzelle und Veränderungen am Markt könnten die endgültigen Investitions- und Heizkosten auch anders aussehen. 

Jahr Gesamtkosten alleinstehende Gasheizung Gesamtkosten Brennstoffzelle
1 11.000 € 24.200 €
10 36.600 € 45.500 €
15 54.100 € 64.200 €
25 98.000 € 111.300 €

Beispiel 2: Brennstoffzelle im Mehrfamilienhaus mit Gewerbe im EG

In einem Mehrfamilienhaus findet man meist deutlich andere Bedingungen, als in einem Einfamilienhaus. Wir sind von etwa 1.000 Quadratmeter Wohnfläche inklusive einem Gewerbebetrieb im Erdgeschoss ausgegangen, der einen hohen Strombedarf aufweist.

Insgesamt können wir dann pro Jahr von einem Wärmebedarf um 130.000 Kilowattstunden und einen Strombedarf um 45.000 Kilowattstunden ausgehen. Hier würde die normale Gasheizung etwa 12.000 Euro und die Brennstoffzelle inklusive größerer Gasheizung (Spitzenlast) etwa 40.000 Euro kosten.

Aspekt Kennwert
Mehrfamilienhaus mit Gewerbe 1.000 m² Wohnfläche
Wärmebedarf 130.000 kWh
Strombedarf 45.000 kWh
   
Kosten für alleinstehende Gasheizung 12.000 €
   
Kosten für Brennstoffzelle (inklusive Gasheizung) 40.000 €
Thermische Leistung der Brennstoffzellen-Heizung 0,61 kW
Elektrische Leistung der Brennstoffzelle 1,5 kW
Gasverbrauch 2,51 kW
Betriebsdauer pro Jahr 8.700 h
   
Angenommene Preissteigerung 3 %

Brennstoffzellen-Heizungen für Mehrfamilienhäuser können neuerdings auch von der KfW-Förderung profitieren und einen Großteil des gewonnen Stroms selbst nutzen. Je nach Bundesland können die Hauseigentümer in der Regel zudem mit einer speziellen Innovationsförderung rechnen.

In unserem Beispiel zeigt sich deutlich, dass der hohe Eigenverbrauch des Stroms bereits nach 10 Jahren hohe Einsparungen gegenüber einer einfachen Gasheizung ermöglicht. Je nach Lebensdauer der Anlage wird der Abstand in den Folgejahren sogar noch größer. Hier wäre der Kauf einer Brennstoffzellen-Heizung also in jedem Fall zu empfehlen.

Jahr Gesamtkosten alleinstehende Gasheizung Gesamtkosten Brennstoffzelle
1 33.400 € 35.400 €
10 256.900 € 227.500 €
15 409.200 € 360.800 €
25 790.700 € 694.700 €
Bild: Grafische Darstellung der Wirtschaftlichkeit einer Brennstoffzelle im Vergleich
Wirtschaftlichkeit der Brennstoffzellen-Heizung im Vergleich | © Energieheld

Vorteile und Nachteile der Brennstoffzellen-Heizung

Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist BHKW-Heizung mit Brennstoffzelle nicht immer die beste Anschaffung. Bei der Wasserstoff Heizung kommt es aber wie bei jeder anderen Heizung vor allem auf den Energiebedarf und eine gute Planung an.

Gegenüber herkömmlichen Blockheizkraftwerken ergeben sich viele Vorteile, die eine Anschaffung sinnvoll machen können. Pauschal kann daher nur gesagt werden: Wenn die Rahmenbedingungen stimmen, dann bietet eine Heizung mit Brennstoffzelle viele Vorteile gegenüber anderen Heizungen und praktisch keine konkreten Nachteile.

Vorteile Nachteile
Hohe staatliche Förderung Teure Anschaffung
Gewinnt Wärme und Strom Wirtschaftlicher Einsatz nicht immer möglich
Sehr effizient  
Sehr umweltfreundlich  
Geräuscharm  
Wartungsarm  

BHKW mit Brennstoffzellen-Heizung kaufen

Bild: Brennstoffzellen-Heizung in Einbausitutation
Brennstoffzellen-Heizung in Keller | © Abbildung: Viessmann Werke

Abgesehen von der Wirtschaftlichkeit müssen Sie beim Kauf einer BHKW-Heizung mit Brennstoffzelle nicht viel beachten. Sollte Ihr Energiebedarf tatsächlich ausreichen, um solch eine Anlage voll auslasten zu können, dann werden eigentlich nur noch genügend Platz zum Aufstellen (2 bis 5 Quadratmeter) und ein Gasanschluss benötigt.

Kaufen können Sie eine Heizung mit Brennstoffzelle bei allen Heizungsbauern, die Kooperationsverträge mit entsprechenden Herstellern haben. Sie sollten sich daher zuerst an einen Hersteller wenden, der Ihnen dann einen passenden Fachpartner aus Ihrer Nähe nennt. Bequemer finden Sie Fachbetriebe für den Einbau einer Brennstoffzellen-Heizung natürlich über unser kostenloses und unverbindliches Angebotsformular.

Unsere Berater helfen Ihnen gerne und vermitteln Ihnen einen geprüften Betrieb aus Ihrer Region. Wenn Sie den Kauf einer BHKW-Heizung mit Brennstoffzelle nicht komplett aus eigener Tasche bezahlen möchten, dann bieten sich sogenannte Contracting-Modelle an, bei denen die Anschaffung von einem Partner vorfinanziert und anschließend über Raten abgezahlt wird. Bei solchen Verträgen sollten Sie jedoch unbedingt auf das Kleingedruckte achten, um nicht zu viel zu bezahlen.

Einzelne Brennstoffzelle kaufen

Separate Brennstoffzellen-Heizungen für den Hobby- und Campingbedarf sind ebenfalls erhältlich, aber nicht für die Hausversorgung ausgelegt. Die Preise liegen in der Regel zwischen 3.000 und 6.000 Euro. Gaskartuschen sind ab 7 Euro erhältlich. Von Eigenkonstruktionen sollten Sie in diesem Zusammenhang absehen.

Unabhängig von den hohen Sicherheitsrisiken ist es unwahrscheinlich, dass jemand in seiner Hobbywerkstatt die Herstellungskosten der großen Marktführer unterbieten kann. Man sollte sich nicht der Illusion hingeben, mit der Brennstoffzellen-Heizung ein Perpetuum Mobile gefunden zu haben.

Einsatzgebiet Bauteil Kosten
Camping, Baustelle Brennstoffzellen-Heizung 3.000 - 6.000 €
Gaskartusche 7 - 10 €

Hersteller von Brennstoffzellen-Heizungen

Der Markt für Heizungen mit Brennstoffzelle ist aktuell in Deutschland noch sehr klein. Viele der großen Hersteller ziehen aber langsam nach und produzieren Brennstoffzellen-Heizungen in Kleineserie oder vertreiben die Geräte anderer Unternehmen. Produkte, die mit einem Sternchen (*) versehen wurden, werden aktuell noch nicht oder nicht mehr angeboten.

Hersteller Brennstoffzelle
SOLIDpower BlueGEN
Elcore Elcore 2400*
Hexis Galileo 1000 N*
Viessmann Vitovalor PT2
Buderus Energiezentrale Logapower FC10*
Junkers Cerapower FC*
SenerTec Dachs 0,8
Vaillant Brennstoffzellen-Heizgerät*

* Produktion der Brennstoffzellenheizung eingestellt

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