Brennstoffzellenheizung

Eine Brennstoffzellenheizung, auch stromerzeugende Heizung genannt, nutzt eine Brennstoffzelle, um die chemische Energie von Brennstoffen wie Wasserstoff, Erdgas, Methanol oder Butan hauptsächlich in genutzte Wärme und daneben auch in elektrische Energie (Strom) zu wandeln. Je nach Auslegung und Betriebsweise überwiegt ein Anteil der beiden Energiearten, bis zu zwei Drittel zu ein Drittel. Es handelt sich um Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung, die auch für Einfamilienhäuser geeignet ist, also um ein Blockheizkraftwerk. Allerdings wird der Begriff BHKW meist für die üblichen großen mechanischen Wärmekraftmaschinen verwendet, Kolbenmotoren und Gasturbinen, die in großen Gebäudekomplexen und für Nahwärme angewendet werden.

Die Zelle dient im wärmegeführten Betrieb der Gebäudeheizung, wobei gleichzeitig Strom abfällt. Dieser kann zur Nutzung im Gebäude verwendet werden, zur zusätzlichen Heizwirkung direkt oder über Wärmepumpe herangezogen werden, oder in das Stromversorgungsnetz eingespeist werden. Wird eine Brennstoffzelle hauptsächlich zur Stromerzeugung genutzt, etwa in warmen Jahreszeiten in stromgeführten Betrieb zur Versorgung von Klimaanlagen oder zur E-Auto-Ladung, so ist die dabei abfallende Wärme meist nicht sinnvoll nutzbar. Insbesondere in Brennstoffzellenfahrzeugen muss die Wärme durch Kühler abgeführt werden.

Die gesamte Energieeffizienz aus Strom und Wärme eines Brennstoffzellen-Heizgeräts liegt aufgrund der Doppelnutzung bei 85 bis 95 %.^[1] Der Gesamtwirkungsgrad ist wesentlich höher als bei herkömmlich, getrennt erzeugter Wärme im Haus und Strom durch Kraftwerke. Rund die Hälfte an CO₂-Emission kann eingespart werden. Auch die Betriebskosten sind vergleichsweise gering.

Brennstoffzellenheizungen sind in der Anschaffung noch deutlich teurer als herkömmliche Heizkessel. Ihr Einbau wurde in Deutschland (Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz) und wird in Japan staatlich subventioniert und in der EU gefördert. Brennstoffzellenheizungen werden vor allem in Japan verwendet: Dort wurden aufgrund der langjährigen Subventionen von 2009 bis 2023 mehr als eine halbe Million solcher Systeme installiert, genauer über 503.200 Stück.^[2] Gemessen an der Zahl der eingesetzten Systeme ist die Brennstoffzellenheizung daher seit einigen Jahren die bedeutendste Anwendung von Brennstoffzellen, denn Brennstoffzellenfahrzeuge gab es Ende 2022 weltweit nur 72000.^[3]

1. ↑ Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen WeberFAZ2014.
2. ↑ Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen EneFarm23.
3. ↑ „In 2022, the stock of fuel cell electric vehicles (FCEVs) increased 40% compared to 2021, reaching over 72 000 vehicles globally.“ - https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2023/trends-in-electric-light-duty-vehicles