Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus

8. August 2022
Die Brennstoffzellenheizung erzeugt gleichzeitig Wärme und Strom, wodurch Sie sich langfristig unabhängig vom steigenden Strompreis machen. Dieses Heizsystem ist daher eine attraktive Alternative zu herkömmlichen Öl- und Gasheizungen. Speziell bei einem hohen Verbrauch spielt dieses System seine Vorteile aus. Doch lohnt sich die Brennstoffzellenheizung auch für Ihr Haus? Der folgende Artikel liefert Ihnen einen Überblick über Kosten, Förderung und Voraussetzungen der Brennstoffzelle im Einfamilienhaus.
Dieser Artikel wurde von
Georgina Motzke für www.Heizungsfinder.de verfasst.
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Inhalt:

Überblick & Funktionsweise: Die Brennstoffzelle im Einfamilienhaus
Was kostet eine Brennstoffzelle für ein Einfamilienhaus?

Fördermöglichkeiten einer Brennstoffzelle

Voraussetzungen: Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus

Fazit: Wann ist eine Brennstoffzelle im Einfamilienhaus sinnvoll?

Brennstoffzelle EinfamilienhausEine Brennstoffzellenheizung erzeugt sowohl Wärme als auch Strom für Ihr Einfamilienhaus. | Foto © Patryk Kosmider, Adobe Stock

Überblick & Funktionsweise: Die Brennstoffzelle im Einfamilienhaus

Die Brennstoffzellenheizung auf einen Blick

  • Anders als ein herkömmliches BHKW erzeugt die Brennstoffzelle Wärme und Strom gleichzeitig ohne zusätzlichen Generator
  • Dadurch lassen sich Energiekosten durchschnittlich um bis zu 40 Prozent senken
  • In der Brennstoffzelle findet ein elektrochemischer Prozess statt („kalte Verbrennung“), für den Wasserstoff und Sauerstoff miteinander reagieren
  • Aufgrund der noch fehlenden Wasserstoffinfrastruktur in Deutschland arbeiten Brennstoffzellenheizungen überwiegend mit Erdgas, das ein Reformer in Wasserstoff umwandelt
  • Sie benötigen daher einen Gasanschluss für die Inbetriebnahme
  • Die Kosten für die Anschaffung einer Brennstoffzellenheizung belaufen sich im Schnitt auf 30.000 bis 35.000 Euro
  • Fördermöglichkeiten senken die Kosten um bis zu 40 Prozent

Eine Brennstoffzellenheizung erzeugt mittels chemischer Reaktion sowohl Wärme als auch Strom. Dadurch unterscheidet sie sich maßgeblich von herkömmlichen Heizsystemen. Die Brennstoffzelle benötigt dazu lediglich Wasserstoff und Sauerstoff, welche sich durch eine Redoxreaktion in Wasser umwandeln. Als Nebenprodukte entstehen Abwärme und Strom. Diese nutzen Sie sowohl für die Heiz- als auch Brauchwassererwärmung sowie die elektrischen Geräte Ihres Haushaltes.

Die Brennstoffzelle gilt als umweltfreundlicheres Heizsystem als herkömmliche Öl- oder Gasheizungen, die mittels Verbrennung Wärme erzeugen. Grund hierfür: Während des Prozesses der „kalten Verbrennung“ entstehen keine Abgase oder Schadstoffe. Bedenken Sie jedoch, dass Brennstoffzellenheizungen überwiegend mit Erdgas betrieben werden, da ein großflächiger Bezug von Wasserstoff in Deutschland noch nicht umsetzbar ist. Bei der Umwandlung von Gas in Wasserstoff entsteht klimaunfreundliches Kohlenstoffdioxid.

Alternativ zum Erdgas haben Sie die Möglichkeit, auf Biogas umzusteigen. Dies ist umweltfreundlich in der Herstellung und sorgt für eine größere Unabhängigkeit von Gasimporten.

Was kostet eine Brennstoffzelle für ein Einfamilienhaus?

Die Kosten für eine Brennstoffzellenheizung belaufen sich für ein Einfamilienhaus auf durchschnittlich 30.000 bis 35.000 Euro. Damit ist dieses Heizsystem deutlich teurer als herkömmliche Öl- und Gasheizungen. Es bewegt sich preislich im Rahmen von Pelletheizung und Wärmepumpe. Die Kosten senken Sie mithilfe von Förderungen.

Anschaffungskosten einer Brennstoffzellenheizung

Die folgende Tabelle zeigt Ihnen eine mögliche Kostenaufstellung der Anschaffungskosten einer Brennstoffzellenheizung:

Brennstoffzelle

23.000 Euro

Gasbrennwertgerät

3.000 Euro

Peripheriegeräte (Pumpen, Wechselrichter etc.)

2.000 Euro

Pufferspeicher

1.500 Euro

Hydraulischer Abgleich

500 Euro

Montage & Installation

6.000 Euro

Gesamtkosten

36.000 Euro

Bedenken Sie, dass die Kosten je nach individuellen Voraussetzungen, gewähltem Fachbetrieb und Hersteller im konkreten Fall variieren.

Bei optimalen Gegebenheiten, einem hohen Verbrauch und hohen Laufzeiten der Brennstoffzelle, amortisiert sich Ihr System bereits nach durchschnittlich 15 Jahren.

Steigen Sie im Bestandsgebäude beispielsweise von einer alten Ölheizung um, kommen zusätzliche Kosten hinzu:

  • Demontage des alten Heizsystems
  • Entsorgungskosten für die Öltanks
  • Anbindung ans Gasnetz
  • Brennwerttauglicher Schornstein / Abgassystem

Die zusätzlichen Kostenpunkte erhöhen die Gesamtkosten mitunter auf über 40.000 Euro.

Contracting

Eine Alternative zum Kauf einer Brennstoffzellenheizung bieten unterschiedliche Contracting-Modelle. Dabei entstehen für Sie keinerlei Investitionskosten. Gleichfalls sparen Sie bei laufenden Kosten wie der regelmäßigen Wartung der Anlage.

Contracting ist die Realisierung der Brennstoffzellenheizung über einen externen Dienstleister. Dieser kauft das Heizsystem und kümmert sich um Wartung und Betrieb. Die von der Anlage produzierte Wärme sowie den Strom kaufen Sie anschließend vom Dienstleister ab. Sie sparen Kosten und zahlen die Brennstoffzellenheizung für Ihr Haus langfristig über den Energieverbrauch ab.

Laufende Kosten einer Brennstoffzelle im Einfamilienhaus

Zu den laufenden Kosten zählen nicht nur die Brennstoffkosten, sondern ebenfalls eine regelmäßige Wartung der Anlage:

Gaskosten für den Betrieb einer Brennstoffzelle

Die konkreten Kosten für den Brennstoff sind abhängig von Ihrem individuellen Verbrauch. Da der Großteil der Brennstoffzellenheizungen mit Erdgas läuft, machen sich aber auch hier die steigenden Gaspreise bemerkbar. Der Arbeitspreis pro Kilowattstunde liegt Anfang August 2022 bei rund 25 Cent (Stand: 04.08.2022; Anbieter anonymisiert).

Bedenken Sie: Ein direkter Vergleich Ihrer Brennstoffzellenheizung mit einer herkömmlichen Gasheizung ist nicht möglich. Denn neben der Brauch- und Heizwassererwärmung erzeugt die Brennstoffzelle gleichfalls Strom. Bei einem Stromarbeitspreis von etwa 35 Cent pro Kilowattstunde (Stand: 04.08.2022; Anbieter anonymisiert) ist Gas noch immer günstiger, weshalb Sie gegenüber herkömmlichen Heizsystemen Geld sparen. Durch die gleichzeitige Stromerzeugung machen Sie sich unabhängig von den ebenfalls steigenden Strompreisen.

Wartungskosten Ihrer Brennstoffzellenheizung

Die regelmäßige Wartung Ihrer Brennstoffzellenheizung ist unerlässlich, um einen reibungslosen Betrieb sicherzustellen. Die Wartung findet einmal im Jahr durch den Monteur statt und kostet durchschnittlich 400 bis 650 Euro. Erhalten Sie eine Förderung im Rahmen des KfW-Programms 433, müssen Sie einen entsprechenden Wartungsvertrag abschließen. Dieser läuft über mindestens zehn Jahre.

Fördermöglichkeiten einer Brennstoffzellenheizung

Wenn Sie sich für den Kauf einer Brennstoffzelle als Heizung im Einfamilienhaus entscheiden, bietet Ihnen die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) eine lukrative Fördermöglichkeit. Mit dem KfW-Programm 433 erhalten Sie bis zu 40 Prozent der förderfähigen Gesamtkosten.

Dabei gilt es gewisse Konditionen einzuhalten: Ihre Brennstoffzellenheizung benötigt eine elektrische Leistung zwischen 0,25 und fünf Kilowatt. Dies gilt sowohl in Neu- als auch Altbau. Sie benötigen darüber hinaus einen Energie-Effizienz-Experten für die Antragstellung. Zusätzlich müssen Sie einen Vollwartungsvertrag über mindestens zehn Jahre abschließen.

Die Förderung setzt sich aus einem Festbetrag von 6.800 Euro und einem leistungsabhängigen Betrag zusammen. Dieser beträgt je angefangener 100 Watt elektrischer Leistung 550 Euro. Maximal können Sie einen Zuschuss von bis zu 34.300 Euro je Brennstoffzelle erhalten. Den voraussichtlichen Zuschuss können Sie mit dem Zuschussrechner direkt auf der KfW-Förderseite ermitteln.

Folgende Tabelle zeigt Ihnen eine mögliche Fördersumme:

Kosten für Brennstoffzellenheizung mit 0,75 kWel

35.000 Euro

Förderung: KfW 433

6.800 Euro Festbetrag +

4.400 Euro leistungsabhängiger Betrag

- 11.200 Euro

Gesamtkosten

23.800 Euro

Wichtig: Weitere Förderungen für Brennstoffzellenheizungen – beispielsweise steuerliche Förderung oder KWK-Zuschlag – fallen niedriger aus. Eine Kombination mit der KfW-Förderung ist nicht möglich. Wägen Sie bereits im Vorfeld ab, welche Optionen sich am besten für Ihr Vorhaben eignen.

Voraussetzungen: Brennstoffzellenheizung im Einfamilienhaus

Brennstoffzellenhersteller vertreiben mittlerweile Heizungen, deren Leistung auf Einfamilienhäuser ausgelegt ist. So beträgt die elektrische Leistung (kWel) im Schnitt zwischen 0,5 und 1,0 Kilowatt. Die thermische Leistung (kWth) beträgt durchschnittlich 1,0 Kilowatt. Je nach Hersteller und Modell variieren diese Werte.

Die Brennstoffzellenheizung arbeitet wirtschaftlich, wenn Sie einen konstanten Verbrauch aufweisen. Zudem sollte eine möglichst hohe Laufzeit der Brennstoffzelle gewährleistet sein. Diese sorgt für eine solide Abdeckung Ihrer Grundlast.

Damit Ihr Wärmebedarf auch bei Bedarfsspitzen gedeckt ist, benötigen Sie neben der Wasserstoff-Brennstoffzelle ein zusätzliches Spitzenlastgerät. Brennstoffzellenhersteller bieten oftmals Sets an, die eine geeignete Kombination aus Brennstoffzelle, Spitzenlastgerät und Warmwasserspeicher bieten. Besitzen Sie bereits einen Gaskessel und ist dieser noch nicht von der Austauschpflicht betroffen – sprich: ist dieser noch nicht älter als 30 Jahre und noch gut in Schuss – können Sie diesen mit der Brennstoffzelle kombinieren.

Autark leben mit picea von HPS

Möchten Sie sich gänzlich unabhängig von Gasimporten machen? Dann bietet Ihnen das System von Home Power Solutions eine Komplettlösung für Ihr Einfamilienhaus. Das Komplettsystem picea besitzt neben der Wasserstoffheizung zusätzlich eine Photovoltaikanlage sowie einen Wasserstoffspeicher. Damit ist eine autarke Wärme- und Stromerzeugung über das gesamte Jahr möglich.

Die PV-Anlage erzeugt im Sommer genügend Strom, um daraus grünen Wasserstoff zu gewinnen. Diesen nutzen Sie für die Brennstoffzellenheizung. Gleichzeitig speichern Sie überschüssigen Wasserstoff für den Winter, wenn nicht ausreichend Sonnenenergie zur Verfügung steht.

Je nach Auslegung kostet die Wasserstoffheizung für ein Einfamilienhaus zwischen 85.000 und 125.000 Euro. Damit ist sie deutlich teurer als herkömmliche Brennstoffzellenheizungen. Förderungen sind jedoch auch hier möglich.

Steigen Sie von einer anderen Heizmethode auf die Brennstoffzelle in Ihrem Eigenheim um, ist ein Gasanschluss in Ihrer Immobilie vonnöten. Ein Zugang zum öffentlichen Gasnetz ist Voraussetzung, damit Sie Gas für das Heizsystem beziehen können.

Entscheiden Sie sich gegen den Bezug von Erdgas, haben Sie die Option, umweltfreundliches Biogas zu nutzen. Dieses entsteht unter Sauerstoffausschluss in Tanks, in denen Biomasse vergärt. Mikroorganismen sorgen für die Fermentation. Bei diesem Prozess entsteht Gas, welches sich anschließend als Ökostrom oder nachhaltige Wärme nutzen lässt. Auch der Bezug von Biogas findet über das öffentliche Gasnetz statt.

Neben einem Spitzenlastgerät benötigen Sie ebenfalls einen geeigneten Schornstein beziehungsweise ein geeignetes Abgassystem. Dieses stellt sicher, dass die entstehenden Abgase bei Verbrennung im Gasbrennwertgerät an die Umwelt abgeführt werden.

„Kalte Verbrennung“ und Methanumwandlung

Während des elektrochemischen Prozesses innerhalb der Brennstoffzelle entstehen keinerlei Abgase:

2 H2 + O2 → 2 H2O (Redoxreaktion)

Bei der Umwandlung von Gas, welches aus bis zu 90 Prozent Methan (CH4) besteht, entsteht jedoch Kohlenstoffdioxid:

CH4 + H2O → 3H2 + CO (Dampfreformierung)

CO + H2O → H2 + CO2 (Kohlenmonoxid-Konvertierung)

Die Brennstoffzellenheizung produziert lediglich die Grundlast an Wärme und Strom. Daher ist es notwendig, dass Sie auch weiterhin an das Stromnetz angeschlossen bleiben. Hierüber beziehen Sie bei Bedarf nicht nur Strom, sondern speisen gleichfalls Strom gegen eine Einspeisevergütung ins öffentliche Netz ein. Beispielsweise wenn die Produktion der Brennstoffzelle Ihren Bedarf übersteigt. Bedenken Sie, dass daher ein separater Stromzähler vonnöten ist.

Fazit: Wann ist eine Brennstoffzelle im Einfamilienhaus sinnvoll?

Handelt es sich bei Ihrem Einfamilienhaus um einen Neubau oder um einen Altbau? Prinzipiell eignet sich eine Brennstoffzellenheizung bei korrekter Auslegung für jede Gebäudeart. Um jedoch effizient arbeiten zu können, benötigt die Brennstoffzelle eine hohe Laufzeit und einen konstanten Verbrauch.

Bei einem Neubau ist der Stromverbrauch oftmals deutlich höher als der Wärmebedarf. Deshalb arbeiten hier Heizsysteme wie Wärmepumpen, beispielsweise in Kombination mit PV-Anlagen, deutlich wirtschaftlicher. Eine Brennstoffzellenheizung im Altbau – ob saniert oder unsaniert – erzielt bei einem gesteigerten Verbrauch eine deutlich höhere Laufzeit. Dadurch vermeiden Sie eine Taktung des Systems. Denn das wiederholende kurze Ein- und wieder Ausschalten ist weder wirtschaftlich noch förderlich für Lebensdauer der Brennstoffzelle.

Insbesondere in Mehrfamilienhäusern haben Sie einen über das Jahr hinweg gesehenen hohen Verbrauch. Warmwasser sowie Strom sorgen auch im Sommer für einen verhältnismäßig hohen Bedarf. Da Sie in einem Einfamilienhaus bei warmen Außentemperaturen weniger heizen, gleichzeitig aber über das Jahr gesehen einen konstanten Stromverbrauch haben, sollten Sie Ihren individuellen Strom- und Wärmebedarf im Vorfeld bestimmen. Anhand dessen legen Sie die Größe und Leistung der Brennstoffzellenheizung aus. Dann kann sich eine Brennstoffzelle auch in Ihrem Haus rechnen.

Wichtig: Holen Sie bereits während der Planung Informationen bei einem geeigneten Fachbetrieb ein. Mit professioneller Unterstützung besprechen Sie gemeinsam Ihre individuellen Voraussetzungen und sorgen dafür, dass Ihre Anlage optimal auf Ihr Gebäude ausgelegt ist.