Eine Brennstoffzellenheizung erzeugt nicht nur Wärme, sondern auch Strom. Eigentlich genial, wenn nicht die hohen Anschaffungskosten wären. Und es gibt weitere Besonderheiten. Wir klären über das Für und Wider einer Brennstoffzellenheizung auf.
Inhaltsverzeichnis
Ein Brennstoffzellen-Heizgerät ist eine Heizung, die neben der Wärme gleichzeitig auch Strom erzeugt. Das funktioniert über einen elektrochemischen Prozess, bei dem Wasserstoff und Sauerstoff miteinander reagieren. Dieser Prozess wird auch "kalte Verbrennung" genannt.
Dafür wird zunächst in einer Vorstufe innerhalb der Brennstoffzellen Wasserstoff aus Erdgas gewonnen. Im anschließenden chemischen Prozess entsteht in mehreren Reaktionsschritten aus Wasserstoff und Sauerstoff dann Wasser, Wärme und Strom.
Dabei wird der Wasserstoff immer nur in kleinen, bedarfsgerechten Mengen aus dem Erdgas erzeugt und von der Brennstoffzelle umgewandelt. Neben der so erzeugten Wärme ist vor allem ein "Nebenprodukt" der Brennstoffzellenheizung interessant. Modelle, die sich zum Einbau in Einfamilienhäuser eignen, produzieren rund 15 Kilowattstunden Eigenstrom am Tag; das entspricht dem Großteil des Bedarfs eines durchschnittlichen deutschen Einfamilienhauses.
Die Kosten für eine Brennstoffzellenheizung setzen sich aus mehreren Komponenten zusammen:
Das sind die reinen Grundkosten. Gegebenenfalls müssen Sie noch mit Zusatzkosten kalkulieren, zum Beispiel für die Entfernung des alten Heizsystems beim Austausch einer alten Ölheizung.
Hier die Übersicht der Grundkosten einer Brennstoffzellenheizung:
| Kostenart | Kosten |
|---|---|
| Anschaffung Brennstoffzellenheizung | 30.000 bis 35.000 Euro |
| Einbau | 5.000 bis 8.000 Euro |
| Jährliche Wartung | 500 bis 800 Euro |
Quelle: eigene Recherche
Zum Betrieb einer Brennstoffzellenheizung wird Wasserstoff aus Erdgas gewonnen. Daher ist ein Gasanschluss für den Betrieb einer Brennstoffzelle notwendig. Ist dieser Anschluss nicht vorhanden, kommen noch einmal rund 2.500 bis 4.500 Euro für das Verlegen des Gasanschlusses dazu. Als weitere Kosten müssen Sie gegebenenfalls auch die Installation einer Zusatzheizung und eines Pufferspeichers einplanen (siehe dazu den Punkt Vorbereitung, Einbau, Wartung). Die Kosten dafür sind vom Einzelfall und dem gewählten Heizungssystem abhängig.
Zur Einschätzung der Kosten einer Brennstoffzellenheizung ist es wichtig, deren Wirkungsgrad zu kennen. Über den Daumen erzeugt eine Brennstoffzellenheizung aus einer Kilowattstunde Erdgas ca. 0,4 Kilowattstunden Strom und 0,5 Kilowattstunden Wärme.
Bei einem Gasverbrauch von 10.000 bis 12.000 Kilowattstunden im Jahr produziert die Brennstoffzellenheizung also rund 5.000 bis 6.000 Kilowattstunden Wärme und 4.000 bis zu 4.800 Kilowattstunden Strom.
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Grundvoraussetzung für den Betrieb einer Brennstoffzellenheizung ist ein Erdgasanschluss, da (noch) aus Erdgas der für die Brennstoffzelle nötige Wasserstoff gewonnen wird. Grundsätzlich ist eine Brennstoffzellenheizung auf einen "Grundlast-Wärmebedarf" ausgerichtet, sprich: der durchschnittlich benötigten Wärme.
Ist es in den Wintermonaten deutlich kälter, reicht die erzeugte Wärme oft nicht aus. Deshalb werden Brennstoffzellen-Heizungen in den meisten Fällen mit einer Zusatzheizung und einem Pufferspeicher (zur Speicherung und Vorhaltung der Energie) geplant. Das erhöht die Kosten, wenn diese Zusatzheizung nicht schon (wie in den meisten Fällen) in der Brennstoffzelle integriert ist.
Wichtig ist auch die Verteilung des erzeugten Stroms und der Wärme. Während letztere für die Aufbereitung des Warmwassers und den Heizbetrieb genutzt wird, kann der Strom entweder selbst verbraucht oder ins öffentliche Netz eingespeist werden.
Da Strom und Wärme von einer Brennstoffzellenheizung in etwa in gleichem Verhältnis produziert werden, muss die gesamte Anlage (also Heizung, Stromgewinnung und Einspeisung) entsprechend ausgelegt sein – vor allem dann, wenn der erzeugte Strom zu möglichst hohen Anteilen selbst verbraucht werden soll.
Da es bei Brennstoffzellenheizungen keine Verbrennung und weniger mechanische Bestandteile gibt, ist auch der Verschleiß geringer. Gleichzeitig arbeitet die Technik sehr sauber und zuverlässig, was den Pflege- und Wartungsaufwand deutlich reduziert. Dennoch wird eine regelmäßige Überprüfung durch einen Fachbetrieb empfohlen, um eventuelle Störungen frühzeitig zu erkennen und zu beheben.
Mit der Novellierung des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) wurde auch die Förderung beim Heizungstausch grundlegend geändert. Seit dem 01.01.2024 können Sie beim Einbau einer Heizung, die mindestens zu 65 Prozent erneuerbare Energien als Wärmequelle nutzt, bis zu 70 Prozent der förderfähigen Kosten als Investitionszuschuss kassieren.
Im Rahmen der "Bundesförderung effiziente Gebäude – Einzelmaßnahmen" (BEG EM) zählt auch die Brennstoffzellenheizung zu den geförderten Heizungsarten. Allerdings sind an die Förderung einige Bedingungen geknüpft:
Das klingt nicht nur kompliziert, das ist es auch. Gerade die Anforderung, dass die Heizung ausschließlich mit grünem oder blauen Wasserstoff beziehungsweise Biomethan (siehe anschließendes Glossar) betrieben werden darf, ist derzeit (Stand: Juli 2024) nur sehr schwer oder gar nicht zu erfüllen. Mit einem ähnlichen Problem kämpft auch die Wasserstoffheizung.
Grüner Wasserstoff: wird durch Wasserelektrolyse gewonnen, bei der Wasser (H2O) in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) aufgespalten wird. Der für die Elektrolyse benötigte Strom stammt aus Wind- oder Sonnenenergie. Bei der Produktion von grünem Wasserstoff werden keine Treibhausgase ausgestoßen, was ihn CO2-neutral macht
Blauer Wasserstoff ist eine Form von Wasserstoff, die aus Erdgas hergestellt wird, wobei das entstehende CO2 abgeschieden und gespeichert oder industriell genutzt wird.
Biomethan ist Methan nicht-fossilen Ursprungs, das aus Biomasse erzeugt wird und Hauptbestandteil von Biogas ist. Als Rohstoffe dienen Energiepflanzen, biogene Abfall- und Reststoffe sowie Gülle.
Bei der energetischen Sanierung einer Bestandsimmobilie zu einem KfW-Effizienzhaus erhalten Sanierer von der Kreditanstalt für Wiederaufbau zinsvergünstigte Kredite inklusive eines Tilgungszuschusses. Der kann auch für den Einbau einer Brennstoffzellenheizung genutzt werden. Details dazu lesen Sie in unserem Artikel "Mit der KfW-Förderung sanieren".
Gerade beim Neubau wird immer mehr auf Energieeffizienz gesetzt. Deshalb wird beim Neubau auch nur ein KfW-Effizienzhaus 40 gefördert. Ob eine Brennstoffzellenheizung zur Erreichung dieses energetischen Standards sinnvoll ist, kann nur ein Energieberater beurteilen. Hier finden Sie alles Wissenswerte zur KfW-Förderung für Energieeffizienz im Neubau.
Alternativ zur Förderung ist es gemäß § 35c Einkommensteuergesetz (EStG) auch möglich, die Kosten für die Brennstoffzellenheizung steuerlich abzusetzen. In diesem Fall zahlt das Finanzamt 20 Prozent der förderfähigen Kosten für die Heizungserneuerung verteilt über drei Jahre zurück. Dabei liegt die maximale Rückerstattung bei 40.000 Euro.
Um den Steuervorteil zu erlangen, müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:
Unsere Beiträge dienen ausschließlich der Information, stellen keine Rechts-, Steuer- oder Finanzberatung dar. Sie können und sollen eine persönliche Beratung durch Rechtsanwalt, Steuer- oder Finanzberater, bei der die Besonderheiten des Einzelfalles berücksichtigt werden können, nicht ersetzen. Alle Angaben erfolgen nach bestem Wissen und Gewissen, aber ohne Haftung. Die Beiträge verstehen sich nicht als persönliche Empfehlung, sondern als allgemeine Empfehlung für alle Leser.
Ist eine Brennstoffzelle günstiger als andere Heizungen? Der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (BDEW) veröffentlichte zuletzt 2021 einen sehr detailliert aufgeschlüsselten Vergleich der Heizkosten verschiedener Energieträger. Zugrunde gelegt wurde ein Einfamilienhaus mit einer Wohnfläche von 150 Quadratmetern.
Gesamtkosten verschiedener Heizungsysteme im Vergleich zur Brennstoffzellenheizung:
| Heizungssystem | Verbrauchsgebundene Kosten* pro Jahr in Euro | Jahresgesamtkosten** in Euro |
|---|---|---|
| Brennstoffzellenanlage | 1.327 | 3.444 |
| Gas-Brennwertgerät | 2.166 | 3.108 |
| Luft-Wasser-Wärmepumpe | 2.319 | 3.750 |
| Luft-Wasser-Wärmepumpe + PV-Anlage | 1.268 | 3.386 |
| Pelletheizung | 1.806 | 4.005 |
| Nah-/Fernwärme | 2.837 | 3.817 |
Quelle: BDEW-Heizkostenvergleich Altbau 2021
* u. a. inklusive Zinskosten für gelagerte Brennstoffe und Stromvergütung
** u. a. inklusive Förderung sowie kapital- und betriebsgebundene Kosten
Die Zahlen stammen wie beschrieben aus dem Jahr 2021 und sind deshalb nur noch bedingt aussagefähig. Aufgrund der höheren CO2-Steuer sind gerade die Kosten für fossile Energieträger gestiegen. Und wegen der neuen Heizungsförderung haben sich auch die Jahresgesamtkosten stark verändert. Deshalb wird das Heizkosten-Vergleichstool des BDEW auch gerade angepasst (Stand: Juli 2024).
Hier finden Sie den kompletten Heizkostenvergleich 2021 des bdew.de als PDF.
Aufgrund der hohen Anschaffungskosten lohnt sich die Brennstoffzelle meist nur bei einem relativ hohen Eigenverbrauch an Strom. Für eine Einspeisung gibt es zwar eine Vergütung, die liegt aber deutlich unter dem durchschnittlichen Strompreis. Gleichzeitig sollte der Grund-Wärmebedarf nicht zu hoch sein. Richtig wirtschaftlich ist der Einsatz einer Brennstoffzellenheizung daher meist nur in neuen beziehungsweise gut sanierten Wohngebäuden.
Hier noch einmal die Vorteile und Nachteile einer Brennstoffzellenheizung:
| Vorteile einer Brennstoffzellenheizung | Nachteile einer Brennstoffzellenheizung |
|---|---|
| Produktion von Strom und Wärme mit hohem Effizienzgrad | hohe Anschaffungskosten |
| klimaschonend | Förderung beim Heizungstausch an schwierige Bedingungen geknüpft |
| Autarkie durch eigene Stromerzeugung | nur für Neubauten beziehungsweise gut sanierte Altbauten geeignet |
| kompakte, wartungsarme Technik | Nischenprodukt |
Fazit: Zweifelsohne ist die Brennstoffzellen-Technik interessant. Noch fristet sie allerdings ein Nischendasein und das wird sich so schnell auch nicht ändern. So schreibt uns die Firma Buderus auf Anfrage: "Buderus hat keine Brennstoffzellenheizgeräte in seinem Produktportfolio und ist in diesem Markt nicht aktiv." Viessmann vermerkt auf seiner Webseite immerhin: "... Brennstoffzellen und Blockheizkraftwerke für Wasserstoff sind derzeit bei Viessmann in der Entwicklung." Gegen eine höhere Marktdurchdringung sprechen aber die hohen Preise und die schwierig zu erfüllenden Bedingungen bei der Förderung.
Trotzdem kann sich eine Brennstoffzellenheizung im Einzelfall durchaus lohnen, vor allem bei Haushalten mit hohem Strombedarf (zum Beispiel für das regelmäßige Laden eines Elektroautos). Das richtige Heizungsystem zu finden, ist immer eine Frage der Bauphysik, der Heizgewohnheiten und der örtlichen Gegebenheiten. Lesen Sie dazu gern auch unseren Artikel Heizungssysteme im Vergleich.
Wie umweltfreundlich Brennstoffzellen sind, lässt sich nur schwer einordnen. Denn bei der Umwandlung von Erdgas in Wasserstoff wird CO2 freigesetzt, allerdings viel weniger als bei einer herkömmlichen Gasheizung.
Bei Nutzung von grünem Wasserstoff ist die Ökobilanz zwar deutlich besser, denn dieser wird mithilfe erneuerbarer Energien hergestellt. Allerdings ist die Produktion noch sehr teuer und grüner Wasserstoff noch längst nicht flächendeckend verfügbar.
Die derzeit praktikabelste Lösung beim Heizungstausch ist die Wärmepumpe. Das gilt sowohl beim Neubau als auch beim Einsatz von Wärmepumpen im Altbau. Im Zuge der Energiewende ist diese Technik die allseits favorisierte Lösung. Die Förderung von Wärmepumpen ist auch längst nicht an so hohe Auflagen gebunden wie bei der Brennstoffzellenheizung.
Der von der Brennstoffzelle erzeugte Strom lässt sich entweder selbst nutzen oder ins Netz einspeisen. Dafür gibt es eine Vergütung, die im Regelfall deutlich unter dem aktuellen Strompreis liegt. Ob und wie sich Einspeisung oder Selbstverbrauch lohnen, hängt vom persönlichen Stromverbrauch ab. Allgemein gilt, dass sich die Brennstoffzellenheizung nur für Abnehmer mit einem hohen Strom-Eigenbedarf lohnt.
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