Brennstoffzellenheizung: Nachteile und Vorteile im Überblick

30. Juni 2022
Die Brennstoffzellenheizung sorgt in Ihrer Immobilie nicht nur für angenehme Wärme, sondern generiert gleichzeitig Ihren Strom mittels einer elektrochemischen Reaktion. Die Kosten in der Anschaffung stehen der Unabhängigkeit von steigenden Strompreisen gegenüber. Zudem tun Sie je nach genutztem Brennstoff der Umwelt etwas Gutes. Alle wichtigen Informationen zur Brennstoffzellenheizung, Nachteile sowie Vorteile erläutern wir in folgendem Artikel.
Dieser Artikel wurde von
Georgina Motzke für www.Heizungsfinder.de verfasst.
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Inhalt:

Auf einen Blick: Brennstoffzellenheizung – Vor- und Nachteile
Vorteile Brennstoffzelle: Umweltfreundliche Technologie zum Kosten sparen?
Brennstoffzelle Nachteile: Hohe Anschaffungskosten & schlechte Wasserstoffinfrastruktur?

Fazit: Vor- und Nachteile der Brennstoffzellenheizung


Eine Brennstoffzellenheizung nutzt Wasserstoff, um Wärme und Strom zu generieren. | Foto © malp, Adobe Stock

Auf einen Blick:
Brennstoffzellenheizung – Vor- und Nachteile

Vorteile Brennstoffzelle

Nachteile Brennstoffzelle

Erzeugt Wärme und Strom während des gleichen Prozesses

Hohe Anschaffungskosten

Gute Fördermöglichkeit durch KfW

Generell eher geringe Fördermöglichkeiten durch den Staat

Heizkosten sparen & Unabhängigkeit vom steigenden Strompreis

Gasanschluss erforderlich

Wasserstoff durch Elektrolyse mit eigener PV-Anlage herstellbar

Benötigt für Spitzenlast zusätzlichen Gasbrennwertkessel

Wasserstoff ist erneuerbar & vergleichsweise leicht zu speichern

Überwiegend arbeiten die Systeme derzeit noch mit Erdgas

Windgas und Biogas als Alternative zu Erdgas

Noch verhältnismäßig junge Technologie

Hoher Wirkungsgrad der Brennstoffzelle

Wasserstoffinfrastruktur in Deutschland nicht ausgebaut

Wartungs- und geräuscharmer Betrieb

Biogas kann Erdgas derzeit nicht vollständig ersetzen

Rentabel bei hohem Stromverbrauch

Biogastarife sind derzeit noch teurer als Erdgas

Vorteile Brennstoffzelle: Umweltfreundliche Technologie zum Kosten sparen?

Die Brennstoffzellenheizung bringt einige Vorteile mit sich. Bei richtiger Planung bietet die Brennstoffzelle eine umweltschonende und zugleich kostensparende Alternative zu herkömmlichen Systemen.

Gleichzeitig heizen und sich von Stromkosten unabhängig machen

Der primäre Vorteil der Brennstoffzellenheizung ist, dass sie gleichzeitig Wärme und Strom für Ihren Haushalt zur Verfügung stellt. Anbieter von Brennstoffzellen geben an, dass eine Senkung der Energiekosten von maximal 40 bis 50 Prozent möglich ist: 15 bis 20 Prozent bei Ihrem Heizbedarf und bis zu 80 Prozent beim Stromverbrauch. Damit machen Sie sich unabhängig von steigenden Strompreisen.

Gehen Sie von einem Vier-Personen-Haushalt mit einem durchschnittlichen Stromverbrauch von 4.250 Kilowattstunden pro Jahr und einem regulären Strompreis von 32,47 Cent pro Kilowattstunde* (Stand Juni 2022; anonymisierter Anbieter) aus, kann sich folgende Ersparnis ergeben:

Strompreis Netzbezug

32,47 Cent/kWh*

1.379,98 Euro

Stromeinsparung durch Brennstoffzelle

ca. 80 Prozent

- 1.103,98 Euro

Gesamtkosten für Strom

276 Euro

Eine Brennstoffzellenheizung rentiert sich besonders, wenn Sie einen hohen sowie konstanten Verbrauch aufweisen. Es gilt: Umso höher der Verbrauch und je höher die Laufzeiten der Anlage, desto schneller amortisiert sich Ihre Brennstoffzelle. Dies kann abhängig vom Verbrauch bereits nach 15 Jahren der Fall sein.

Wasserstoff als erneuerbare Energie

Grüner Wasserstoff zählt zu den erneuerbaren Energieträgern und bietet eine umweltfreundliche Alternative zu Gas, Öl und Kohle. Bei der „kalten Verbrennung“ mit Wasserstoff entstehen keine schädlichen Abgase. Zudem ist Wasserstoff in hohem Vorkommen verfügbar – gebunden mit Sauerstoff in Form von Wasser.

Wasserstoff lässt sich im Vergleich zu Wärme in Wärmespeichern deutlich besser speichern und zwischenlagern. In Druckbehältern oder Gaskavernen gelagert, böte sich jederzeit verfügbarer Brennstoff für das Heizsystem. So wäre es zukünftig möglich, im Gegensatz zu Photovoltaik oder Windkraft an verfügbare Energie zu kommen, selbst wenn die Sonne nicht scheint oder der Wind nicht weht. Beispielsweise in den Wintermonaten, in denen eine PV-Anlage nicht genügend Strom produziert.

Hoher Wirkungsgrad der Brennstoffzellenheizung

Im Vergleich zu herkömmlichen BHKWs erzielen Brennstoffzellenheizungen deutlich höhere Wirkungsgrade. Der Wirkungsgrad gibt Aussage über die Effizienz einer Anlage. Bei der Umwandlung eines Energieträgers in eine andere Form geht Energie während des Prozesses an die Umwelt verloren. Ein hoher Wirkungsgrad bedeutet, dass bei der Umwandlung in thermische oder elektrische Energie nur wenig von der ursprünglichen Energiemenge verloren geht.

Je nach verwendetem Brennstoffzellentyp liegt der elektrische Wirkungsgrad von Brennstoffzellen im Schnitt zwischen 30 und 60 Prozent. Die gleichzeitige Nutzung der entstehenden Wärmeenergie ermöglicht einen Gesamtwirkungsgrad von über 95 Prozent. Im Vergleich kommen herkömmliche Ölheizungen durchschnittlich auf einen Wirkungsgrad von 85 bis 93 Prozent.

Wartungsarme Anlage ohne störende Geräuschentwicklung

Anders als beispielsweise Luft-Wärmepumpen oder Pelletheizung, ist eine Brennstoffzellenheizung leise im Betrieb. Sie erzeugt keine störenden Betriebsgeräusche und ist zudem verhältnismäßig wartungsarm. Sie besitzt nur wenige mechanische Bestandteile, weshalb sich der Verschleiß in Grenzen hält. Das Wartungsintervall kann daher verglichen mit anderen Systemen größer ausfallen. Rechnen Sie mit durchschnittlich 400 bis 650 Euro Wartungskosten. Viele Brennstoffzellenhersteller bieten Ihnen Wartungsverträge mit durchschnittlich zehn Jahren Laufzeit an. Regelmäßige Prüfungen einmal im Jahr sellen sicher, dass die Technik der Anlage sowie die Brennstoffzelle störungsfrei funktionieren. Wichtig: Erhalten Sie eine Förderung für Ihre Brennstoffzellenheizung ist ein Wartungsvertrag oftmals verpflichtend!

Förderung senkt Anschaffungskosten

Die Fördermöglichkeiten für Brennstoffzellenheizungen bewegen sich im überschaubaren Rahmen. Dennoch bietet die Kreditanstalt für Wiederaufbau eine lukrative Förderung im Rahmen des KfW-Programms 433. Der Förderbetrag besteht aus einem Festbetrag und einem leistungsabhängigen Betrag. Dadurch ergeben sich Fördersummen von bis zu 40 Prozent der förderfähigen Gesamtkosten Ihrer Brennstoffzellenheizung.

Beispielsweise ergeben sich laut Zuschussrechner der KfW die folgenden voraussichtlichen Zuschüsse:

Elektrische Leistung

Gesamtkosten der Brennstoffzellenheizung

Voraussichtlicher Zuschuss

0,75 Kilowatt

30.000 Euro

11.200 Euro

2 Kilowatt

30.000 Euro

12.000 Euro

4 Kilowatt

35.000 Euro

14.000 Euro

Beachten Sie: Bei den angegebenen Werten handelt es sich lediglich um Kalkulationen. Der konkrete Zuschuss weicht je nach förderfähigen Kosten und der Leistung der Anlage ab.

Nachhaltige Alternativen zu Erdgas: Biogas und Windgas

Überwiegend laufen Brennstoffzellenheizungen derzeit mit Erdgas aufgrund der nicht ausgebauten Wasserstoffinfrastruktur. Es ist wegen außenpolitischer Konflikte sowie der geltenden Klimaschutzziele wichtig, sinnvolle Alternativen zu Gasimporten und fossilen Brennstoffen zu finden. Solange Brennstoffzellenheizungen nicht gänzlich mit grünem Wasserstoff arbeiten können, bieten sich beispielsweise Biogas sowie Windgas als umweltfreundliche Alternative zu Erdgas an.

Windgas vs. Biogas

Windgas ist Wasserstoff, der aus Windenergie entsteht. Dieser kann mit bis zu 20 Prozent in das bestehende Gasnetz gemischt werden und dadurch den Erdgasverbrauch reduzieren.

Biogas hingegen ersetzt das Erdgas für Ihre teilweise Brennstoffzellenheizung gänzlich. Es entsteht aus Biomasse aufgrund von Vergärung. Beachten Sie den jeweiligen Gastarif: Oftmals bestehen Biogas-Tarife lediglich zu einem gewissen Prozentanteil aus Biogas.

Brennstoffzelle Nachteile: Hohe Anschaffungskosten & schlechte Wasserstoffinfrastruktur?

Neben den Vorteilen bietet die Nutzung einer Brennstoffzellenheizung auch Nachteile. Die Kosten für die Anschaffung sind im Vergleich zu herkömmlichen Gasheizungen hoch aufgrund der noch nicht lang auf dem Markt verfügbaren Technologie. Die nicht ausgebaute Wasserstoffinfrastruktur führt dazu, dass viele Brennstoffzellenheizungen nach wie vor Erdgas als Brennstoff zur Wärme- und Stromerzeugung nutzen.

Hohe Anschaffungskosten

Die Kosten für Brennstoffzellenheizungen bewegen Sie sich im Schnitt zwischen 30.000 und 35.000 Euro. Vergleichbar ist dieses Heizsystem von den Preisen mit einer Pelletheizung oder Wärmepumpe. Dem gegenüber stehen die niedrigen Kosten von herkömmlichen Gasheizungen. Je nach Voraussetzung entstehen Zusatzkosten wie Legung eines Gasanschlusses, ein neues Abgassystem oder ein zusätzlicher Stromspeicher entstehen.

Bedenken Sie: Die hohen Anschaffungskosten können Sie durch Fördermöglichkeiten, Kreditzuschüsse oder steuerliche Rückerstattungen senken. Im besten Falle, beispielsweise beim KfW-Programm 433, um bis zu 40 Prozent. Ein direkter Vergleich mit herkömmlichen Heizsystemen ist schwierig, da die Brennstoffzellenheizung zusätzlich Strom generiert und zusätzliche Kosten einspart.

Überschaubares Angebot an Fördermöglichkeiten

Die Fördermöglichkeiten für Brennstoffzellenheizungen bewegen sich im Vergleich zu anderen Heizsystemen im überschaubaren Rahmen. Neben dem Programm 433 bietet die KfW Kreditmöglichkeiten, die sich jedoch nicht speziell auf die Finanzierung von Brennstoffzellenheizungen beziehen. Die Montage einer Brennstoffzellenheizung im Rahmen von Sanierungsmaßnahmen Ihrer gesamten Immobilie, um den Energiehaus-Standard zu erreichen, ist jedoch denkbar.

Andere Förderungen wie etwa der KWK-Zuschlag nach Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz, Einspeisevergütung für Brennstoffzellenheizungen sowie eine steuerliche Förderung sind nicht mit der KfW-Förderung vereinbar. Sie müssen sich für eine Förderung entscheiden und im Vorfeld abwägen, welche Förderung für Sie am sinnvollsten ist.

Spezielle Voraussetzungen für Brennstoffzellenheizungen

Die Brennstoffzellenheizung benötigt einen Spitzenlastkessel. Dieser stellt die Versorgung auch bei erhöhtem Wärmebedarf sicher. Zudem ist ein Gasanschluss essenziell. Steigen Sie beispielsweise von einer alten Ölheizung auf die Brennstoffzelle um, entstehen zusätzliche Kosten für die Legung eines Gasanschlusses. Weiterhin sind ein Schornstein und Abgassystem notwendig, welche Sie unter Umständen neu montieren müssen.

Erdgasnutzung aufgrund nicht ausgebauter Wasserstoffinfrastruktur & Biogasknappheit

Es besteht keine Wasserstoffinfrastruktur in Deutschland, die mit dem herkömmlichen Gasnetz vergleichbar wäre. Ein einfacher Bezug von reinem Wasserstoff ist daher derzeit noch nicht möglich. Vielversprechende Alternativen wie Windgas oder Biogas können noch nicht ausreichend genutzt werden, damit eine Vielzahl an Menschen Ihr Heim mit Brennstoffzellenheizungen nachhaltig betreiben können.

Entscheiden Sie sich dazu, Ihre Brennstoffzellen mit Biogas anstelle von fossilem Erdgas zu betreiben, fallen die Kosten für den nachhaltigen Brennstoff mitunter höher aus. Folgende Tabelle zeigt, inwiefern sich ein höherer Gasverbrauch auf Ihre Jahresrechnung auswirken kann. Wir gehen dabei von einem Jahresverbrauch von etwa 12.000 Kilowattstunden aus:

Erdgas

20,20 Cent/kWh*

2.424 Euro

Biogas

23,32 Cent/kWh**

2.797,20 Euro

Differenz

3,12 Cent/kWh

373,20 Euro

* Arbeitspreis für Erdgas: 20,20 Cent pro Kilowattstunde (Stand: Juni 2022; Anbieter anonymisiert)
** Arbeitspreis für 100 Prozent Biogas: 23,32 Cent/kWh (Stand: Juni 2022; Anbieter anonymisiert)

Da nur wenige Anbieter 100 Prozent Biogas anbieten, erschwert es den Preis- und Bezugsvergleich für den Endnutzer. Oftmals besitzen sogenannte Biogas-Tarife nur einen gewissen Anteil Biogas. Bei 15 Prozent Biogasanteil besteht der restliche Anteil von 75 Prozent aus fossilem Erdgas.

Die Produktion von Biogas bedeutet oftmals höhere Kosten. Zudem gibt es in Deutschland noch nicht genügend Produzenten, damit ein vollständiger Umstieg von Erd- auf Biogas möglich ist. Aufgrund außenpolitischer Konflikte sucht die Politik nach geeigneten Alternativen zu Erdgas. Möglicherweise führt diese Entwicklung dazu, dass die Biogasproduktion zeitnah vorangetrieben wird.

Fazit: Vor- und Nachteile der Brennstoffzellenheizung

Die Brennstoffzelle bietet einige Vorteile gegenüber Heizsystemen, die mit fossilen Brennstoffen wie Öl oder Erdgas heizen. Wichtigster Vorzug bei der Funktion einer Brennstoffzellenheizung ist, dass sie neben Wärme gleichzeitig Strom für Ihre Immobilie zur Verfügung stellt. Dadurch machen Sie sich unabhängig vom steigenden Strompreis und sparen Kosten.

Nachteile ist, dass die Technologie noch nicht sehr lange auf dem Markt und daher ausbaufähig ist. In Bezug auf die hohen Anschaffungskosten, aber primär auf den Bezug von grünem Wasserstoff oder alternativ der Verfügbarkeit von Biogas ist ein rascher Fortschritt erforderlich.

Wägen Sie daher bereits während der Planung Ihrer Anlage das Für und Wider gegeneinander ab. Schauen Sie, welche Punkte für Ihre individuelle Situation entscheidend sind. Holen Sie rechtzeitig Informationen und Kostenvoranschläge von verschiedenen Brennstoffzellenherstellern und Fachbetrieben ein. Vergleichen Sie Preise und erkundigen sich, welcher Anbieter die für Sie relevanten Voraussetzungen erfüllt.