Eine Brennstoffzelle wandelt die chemische Energie eines Brennstoffs mithilfe einer elektrochemischen Reaktion direkt in elektrische Energie um. Dabei entstehen gleichzeitig Strom und Wärme. Im Wohngebäude kommt die Technik vor allem als Brennstoffzellenheizung zum Einsatz und gehört damit zu den Systemen der Kraft-Wärme-Kopplung.
Wie funktioniert eine Brennstoffzelle?
In der Brennstoffzelle reagieren Wasserstoff und Sauerstoff kontrolliert miteinander. Dabei werden Elektronen freigesetzt, die über einen äußeren Stromkreis fließen und elektrischen Strom erzeugen. Zusätzlich entsteht Wärme, die für Heizung und Warmwasser genutzt werden kann.
Wird reiner Wasserstoff eingesetzt, entsteht bei der eigentlichen Brennstoffzellenreaktion Wasser. Bei Brennstoffzellenheizungen in Wohngebäuden stammt der Wasserstoff jedoch häufig aus Erdgas und wird erst innerhalb der Anlage erzeugt. Bei diesem Prozess fällt auch Kohlendioxid an.
Wann lohnt sich eine Brennstoffzellenheizung?
Die Technik kann besonders interessant sein, wenn über viele Stunden im Jahr gleichzeitig Wärme und Strom benötigt werden. Ein möglichst hoher Eigenverbrauch des erzeugten Stroms verbessert die Wirtschaftlichkeit.
Bei sehr energieeffizienten Neubauten mit geringem Wärmebedarf können dagegen weniger Betriebsstunden erreicht werden. Häufig wird die Brennstoffzelle deshalb mit einem zusätzlichen Wärmeerzeuger kombiniert, der hohe Wärmeleistungen an besonders kalten Tagen übernimmt.
Welche Vor- und Nachteile hat die Brennstoffzelle?
Zu den Vorteilen zählen die gleichzeitige Produktion von Wärme und Strom, ein leiser Betrieb und die Möglichkeit, einen Teil des eigenen Strombedarfs selbst zu decken. Dem stehen vergleichsweise hohe Anschaffungskosten, technische Anforderungen und bei erdgasbasierten Anlagen weiterhin CO₂-Emissionen gegenüber.
Für Brennstoffzellenheizungen können unter bestimmten Voraussetzungen staatliche Förderprogramme infrage kommen. Da sich deren Bedingungen ändern, solltet ihr vor der Planung immer die aktuellen Fördermöglichkeiten prüfen.