Brennstoffzellenheizung im Altbau

10. August 2022
Bei der Brennstoffzellenheizung handelt es sich um ein Heizsystem, das nicht nur Wärme, sondern gleichzeitig Strom produziert. Dies bietet den Vorteil, dass Sie sich unabhängig vom steigenden Strompreis machen. Ob sich die Brennstoffzellenheizung im Altbau als wirtschaftliches Heizsystem eignet und welche Voraussetzungen Ihr Haus erfüllen sollte, erfahren Sie im folgenden Artikel.
Dieser Artikel wurde von
Georgina Motzke für www.Heizungsfinder.de verfasst.
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Inhalt:

Der Wärmebedarf im Altbau ist oftmals deutlich höher als im Neubau. Eine Brennstoffzellenheizung bietet hier die Möglichkeit, sowohl den Grundbedarf an Wärme als auch an Strom zu decken. | Foto © Gina Sanders, Adobe Stock

Brennstoffzelle im Altbau: Funktionsweise & Überblick

Die Brennstoffzellenheizung eignet sich sowohl für einen Neubau als auch für sanierte und unsanierte Altbauten. Wirtschaftlich effizient arbeitet das System jedoch insbesondere, wenn die Brennstoffzelle kontinuierlich Wärme und Strom produziert. Dies macht die Brennstoffzellenheizung speziell für den Altbau attraktiv. Grund hierfür: Selbst im sanierten Zustand verfügt ein Altbau noch immer über einen verhältnismäßig hohen Energiebedarf. Egal, ob Ein-, Zwei- oder Mehrfamilienhaus – ein hoher Wärme- und Strombedarf ermöglicht der Brennstoffzelle eine konstante und wirtschaftliche Arbeitsweise.

Brennstoffzellenheizung – Short Facts

  • Im Gegensatz zum herkömmlichen BHKW erzeugt die Brennstoffzellenheizung Wärme und Strom gleichzeitig
  • Für den elektrochemischen Prozess („kalte Verbrennung“) benötigt die Brennstoffzelle Wasserstoff und Sauerstoff
  • Überwiegend arbeiten Brennstoffzellenheizungen noch mit Erdgas und benötigen daher einen Gasanschluss
  • Die Anschaffungskosten belaufen sich durchschnittlich auf 30.000 bis 35.000 Euro
  • Fördermöglichkeiten sind gegeben: mit der KfW-Förderung 433 lassen sich die förderfähigen Kosten um bis zu 40 Prozent senken
  • Bei den Energiekosten lassen sich mit einer Brennstoffzellenheizung im Schnitt bis zu 40 Prozent sparen

Ein Reformer wandelt Gas, welches Sie über einen herkömmlichen Gasanschluss beziehen, in den benötigten Wasserstoff um. Bei der „kalten Verbrennung“ entstehen daraufhin Wärme sowie Strom. Ein Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom. Die anfallende Wärme nutzen Sie sowohl zum Heizen als auch zur Bereitstellung von Warmwasser. Bei dem elektrochemischen Prozess innerhalb der Brennstoffzelle entstehen keine schädlichen Abgase. Diese Art der Strom- und Wärmeerzeugung bietet daher eine umweltfreundlichere Alternative zum Verbrennen fossiler Brennstoffe.

Brennstoffzellenheizung Altbau: Kosten

Die Kosten einer Brennstoffzellenheizung sind im Vergleich zu herkömmlichen Öl- oder Gasheizungen deutlich höher. Sie bewegen sich im preislichen Segment von Pelletheizung und Wärmepumpen. Rechnen Sie für die Neuanschaffung einer Brennstoffzellenheizung in Ihrem Bestandsgebäude mit durchschnittlich 30.000 bis 35.000 Euro.

Zu den Anschaffungskosten zählen:

  • Die Brennstoffzelle
  • Das Gasbrennwertgerät (zum Abdecken von Spitzenlasten)
  • Peripheriegeräte wie Pumpen und Wechselrichter
  • Pufferspeicher für Warmwasser
  • Hydraulischer Abgleich
  • Montage und Installation

Darüber hinaus rechnen Sie jährlich mit den laufenden Kosten. Diese bestehen zum einen aus den Wartungskosten sowie zum anderen aus den Brennstoffpreisen:

    1. Die Wartung beläuft sich auf durchschnittlich 400 bis 650 Euro im Jahr. Der Abschluss eines Wartungsvertrages ist oftmals eine sinnvolle Investition. Erwägen Sie eine Förderung, ist ein Wartungsvertrag zudem verpflichtend.

    2. Die Kosten für Erdgas sind abhängig von Ihrem Verbrauch. Bedenken Sie: Die Gaspreise steigen und sind langfristig nicht kalkulierbar. Die Brennstoffzellenheizung generiert jedoch nicht nur Wärme, sondern gleichzeitig Strom. Die Strompreise sind derzeit deutlich höher als der aktuelle Gaspreis (vgl. Gaspreis: 16,06 ct/kWh – Stromarbeitspreis: 32,47 ct/kWh – Stand: Juni 2022; Anbieter anonymisiert), Tendenz steigend. So machen Sie sich mit der zusätzlichen Stromerzeugung unabhängiger vom Strompreis der Netzbetreiber und sparen Kosten ein.

Ein mögliches Kostenbeispiel für die Anschaffung einer Brennstoffzellenheizung entnehmen Sie der folgenden Tabelle:

Brennstoffzelle

23.000 Euro

Gasbrennwertkessel

3.000 Euro

Peripheriegeräte

2.000 Euro

Wärmespeicher

1.500 Euro

Montagekosten

6.000 Euro

Hydraulischer Abgleich

500 Euro

Gesamtkosten

36.000 Euro

Zusätzliche Kosten, mit denen Sie im Altbau rechnen müssen, sind:

  • Kosten für die Demontage des alten Heizsystems
  • Entsorgungskosten der alten Heizung / alter Öltanks
  • ggf. die Anbindung an das Gasnetz
  • brennwerttauglicher Schornstein / geeignetes Abgassystem

Durch zusätzliche Maßnahmen, die je nach individueller Voraussetzung des Gebäudes ausfallen, erhöhen sich die Kosten für die Brennstoffzellenheizung im Altbau mitunter auf über 40.000 Euro.

Förderung für Brennstoffzellen in Bestandsgebäuden

Um die Anschaffungskosten zu senken, haben Sie die Möglichkeit, Förderungen für Brennstoffzellenheizungen in Anspruch zu nehmen. Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) gewährt Ihnen mit dem KfW-Programm 433 eine Erstattung von bis zu 40 Prozent der förderfähigen Gesamtkosten. Maximal erhalten Sie 34.000 Euro, wobei sich die exakte Summe aus einem Festbetrag von 6.800 Euro und einem leistungsabhängigen Betrag zusammensetzt. Bei einer elektrischen Leistung zwischen 0,25 und fünf Kilowatt erhalten Sie je angefangener 100 Watt 550 Euro zuzüglich des Festbetrages.

Eine mögliche Kostenersparnis entnehmen Sie der folgenden Tabelle:

Kosten für Brennstoffzellenheizung

35.000 Euro

Förderung: KfW 433

6.800 Euro Festbetrag +
4.400 Euro leistungsabhängiger Betrag

- 11.200 Euro

Gesamtkosten

23.800 Euro

Wichtig: Für die Antragsstellung benötigen Sie einen Energie-Effizienz-Experten. Zusätzlich setzt die KfW einen Vollwartungsvertrag über zehn Jahre voraus.

Alternativ bietet die KfW den Wohngebäudekredit 261 Kredite für eine Finanzierung Ihres Sanierungsvorhabens an. Bei dieser Kreditoption handelt es sich nicht um eine Fördermaßnahme, die explizit auf Brennstoffzellenheizungen abzielt.

BEG Änderungen

Wichtig: Ab dem 15. August 2022 gelten Änderungen für die Richtlinien der Bundsförderung für energieeffiziente Gebäude (BEG). Die Finanzierung von Einzelmaßnahmen über eine Kreditförderung ist nicht mehr möglich.

Der Kredite 261 fördert generelle Sanierungsmaßnahmen einer bestehenden Immobilie. Bei der Optimierung Ihres Heizsystems erhalten Sie beispielsweise einen Tilgungszuschuss von 15 Prozent der förderfähigen Kosten.

Erfolgt die Installation im Rahmen eines individuellen Sanierungsfahrplans (iSFP), erhalten Sie zusätzlich fünf Prozent Zuschuss.

Wichtig: Auch bei der Finanzierung mittels Kredits benötigen Sie einen Energie-Effizienz-Experten. Weiterhin müssen Sie Ihre Brennstoffzellenheizung zu 100 Prozent mit Biogas betreiben.

Voraussetzungen für Brennstoffzellen im Altbau

Bei der Brennstoffzelle handelt es sich um eine innovative Technologie, die mittels Wasserstoff Wärme und Strom generiert. Dennoch arbeiten Brennstoffzellenheizungen überwiegend mit Gas als primären Brennstoff. Grund hierfür ist, dass sich der Ausbau des Wasserstoffnetzes in Deutschland in der Anfangsphase befindet. Sie besitzen alternativ die Möglichkeit, klimafreundliches Biogas zu beziehen und somit auf fossile Importe zu verzichten.

Was ist Biogas?

Unter Ausschluss von Sauerstoff entsteht Biogas in luftdichten Tanks. Die Produktion erfolgt oftmals regional. Biomasse vergärt mithilfe von Mikroorganismen. Dieser Vorgang nennt sich Fermentation. Das dabei entstehende Gas erzeugt anschließend Ökostrom oder nachhaltige Wärme. Der Transport findet über das öffentliche Gasnetz statt.

Voraussetzung für Ihre Brennstoffzellenheizung ist ein Gasanschluss. Steigen Sie von einer alten Ölheizung auf die Brennstoffzelle in Ihrem Bestandsgebäude um, müssen Sie im ersten Schritt einen Zugang zum öffentlichen Gasnetz beziehen.

Die Brennstoffzelle trägt lediglich die Grundlast Ihres Wärmebedarfs. Für besonders kalte Tage und Bedarfsspitzen benötigen Sie zusätzlich ein Spitzenlastgerät. Heizen Sie bereits mit Gas, können Sie Ihren alten Gasbrennwertkessel – vorausgesetzt er ist noch nicht älter als 30 Jahre – behalten und mit der Brennstoffzelle kombinieren. Steigen Sie von einem anderen Heizsystem um oder unterliegt Ihr Gaskessel der Austauschpflicht, bieten einige Hersteller von Brennstoffzellenheizungen Kombilösungen an. Diese Sets enthalten sowohl die Brennstoffzelle als auch Spitzenlastgerät und Warmwasserpufferspeicher.

Leistung einer Brennstoffzellenheizung

Bei einer Brennstoffzelle unterscheiden Sie die elektrische Leistung (kWel) von der thermischen Leistung (kWth). Im Durchschnitt beträgt die elektrische Leistung einer Brennstoffzellenheizung zwischen 0,5 und 1,0 Kilowatt. Die thermische Leistung beläuft sich im Schnitt auf etwa 1,0 Kilowatt. Je nach Hersteller und Modell variieren diese Werte. Auf den ersten Blick scheinen sie verhältnismäßig gering auszufallen. Aufgrund des Prinzips einer möglichst hohen Laufzeit der Anlage, ergibt sich daraus jedoch eine solide Abdeckung Ihrer Grundlast.

Weiterhin benötigen Sie einen geeigneten Schornstein und Abgassystem. Bei der Wärme- und Stromerzeugung mittels „kalter Verbrennung“ entstehen keine schädlichen Abgase. Bei der Umwandlung von Gas in Wasserstoff entsteht als Nebenprodukt jedoch Kohlenstoffdioxid.

Erdgas besteht bis zu 90 Prozent aus Methan (CH4). Unter Zugabe von Wasserdampf wandelt der Reformer in der Brennstoffzellenheizung das Methan in Wasserstoff um. Dabei entsteht Kohlenstoffdioxid (CO2):

CH4 + H2O → 3 H2 + CO (Dampfreformierung)
CO + H2O → H2 + CO2 (Kohlenmonoxid-Konvertierung)

Ebenfalls entstehen bei Bedarfsspitzen und der herkömmlichen Verbrennung von Gas Schadstoffe, die über den Schornstein an die Umwelt abgeführt werden.

Die Brennstoffzellenheizung deckt neben dem Wärme- ebenfalls Ihren Grundbedarf an Strom. Es ist notwendig, dass Sie nach wie vor am öffentlichen Stromnetz angeschlossen sind. Dadurch stellen Sie sicher, dass Sie bei Bedarf Strom vom Netzanbieter beziehen. Gleichzeitig speisen Sie über diesen Weg zu viel produzierten Strom ins öffentliche Netz ein. Ein separater Stromzähler ist daher Voraussetzung.

Fazit: Wann ist eine Brennstoffzellenheizung im Altbau sinnvoll?

Die Brennstoffzellenheizung eignet sich für den Altbau – sowohl für Ein-, Zwei- als auch Mehrfamilienhäuser. Dabei gilt es jedoch individuell zu differenzieren und sich im Vorfeld über den persönlichen Strom- und Wärmebedarf zu informieren.

Eine Brennstoffzellenheizung arbeitet effizient, wenn Sie einen konstanten Verbrauch aufweisen und die Brennstoffzelle eine möglichst hohe Laufzeit erreicht. Bedenken Sie:

  • Ist die thermische Leistung der Anlage zu hoch, ist der Wärmebedarf schnell gedeckt. Das hat zur Folge, dass sich die Heizung immer nur kurz an- und wieder ausschaltet (Taktung). Dies ist nicht wirtschaftlich und verringert darüber hinaus die Lebenserwartung der Brennstoffzelle. Aus diesem Grund eignet sich eine Brennstoffzellenheizung besonders für den Altbau mit einem hohen Bedarf.
  • Im nicht oder nur schlecht gedämmten Altbau übersteigt der Wärmebedarf oftmals den Strombedarf um ein Vielfaches. Die Brennstoffzelle produziert in solchen Fällen gegebenenfalls deutlich mehr Strom als Sie benötigen. Überschüssigen Strom speisen Sie in das öffentliche Stromnetz ein. Dafür erhalten Sie jedoch eine verhältnismäßig geringe Einspeisevergütung für Brennstoffzellenheizungen. Die Brennstoffzelle arbeitet speziell bei einem hohen Strombedarf und Eigenverbrauch wirtschaftlich effizient.

Je höher Ihr Verbrauch und je höher die Laufzeiten der Anlage, desto schneller bringen Sie die Investitionskosten wieder ein. Im besten Fall amortisiert sich die Brennstoffzellenheizung nach 15 Jahren.

Sprechen Sie bereits während der Planung mit einem geeigneten Fachbetrieb in Ihrer Nähe. Dieser bespricht mit Ihnen, ob eine rudimentäre Gebäudedämmung in Ihrem individuellen Fall sinnvoll ist. Wichtig ist, dass die Anlage in jedem Fall optimal auf Ihr Haus ausgelegt ist, um möglichst wirtschaftlich zu arbeiten.