Die KfW hat die Installation von Brennstoffzellen bis zum 31. Dezember 2022 mit dem Programm 433 gefördert. Die auf den KfW-Förderreporten basierende Grafik zeigt die Förderzzusagen und damit die Anzahl der insgesamt durch die KfW geförderten Brennstoffzellen. Insgesamt wurden mehr als 20.000 Brennstoffzellen gefördert; die genaue Zahl wird nach der Veröffentlichung des abschließenden KfW-Förderreports bekannt gegeben.
Für die Erzeugung von KWK-Strom erhalten Anlagenbetreibende einen KWK-Zuschlag. Die Höhe der Zuschlagszahlungen hängt zum einen von der Leistung der Anlage und zum anderen davon ab, ob der Strom selbst genutzt oder eingespeist wird. Mit dem neuen KWK-Gesetz 2020 wurden die Zuschlagssätze für Anlagen bis 50 kWel verdoppelt, im Gegenzug aber die Dauer der Zuschlagszahlungen von 60.000 auf 30.000 Vollbenutzungsstunden halbiert.
Wenn Strom und Wärme in einer Anlage (BHKW, Brennstoffzelle, Mikrogasturbine) und nicht wie herkömmlich getrennt in einem Kraftwerk und in einem Heizkessel erzeugt werden, können signifikante Energiemengen gespart werden. Die Grafik vergleicht die Energieflüsse von einem beispielhaften Blockheizkraftwerk mit der Erzeugung in einem Steinkohlekraftwerk sowie einem Heizölkessel. Auf diese Weise kann etwa 34 % Primärenergie eingespart werden.
Die Grafik zeigt die gängigste Messanordnung für BHKW-Mieterstromprojekte, das sog. Summenzählermodell. Ein Erzeugungszähler erfasst die gesamten Strommengen, die im BHKW erzeugt werden. Ein Zweirichtungszähler zählt außerdem alle Strommengen, die ins Netz eingespeist und die aus dem Netz bezogen werden. Jede Mietpartei hat – wie sonst auch – einen eigenen Stromzähler. Durch die Differenz aus Erzeugungszähler und eingespeisten Strommengen kann die Strommenge ermittelt werden, die vom BHKW erzeugt und direkt im Gebäude von den Mietern verbraucht wurde.
Das aktuelle Energie-Effizienz-Label hat ausgedient. Die Skala, die von D bis zum A+++ reicht, ist für Verbraucher zu undeutlich geworden. Ab 2025 gelten in der EU neue Energielabels, die dem Verbraucher ohne Indexzeichen eindeutig zeigen, welches Gerät besonders energieffizient, sparsam im Umgang mit Wasser und/oder leise ist.
Je größer das BHKW, desto geringer ist der spezifische Mini-KWK-Zuschuss und umso eher lohnt sich das Warten auf eine vollständige Entlastung. Bei einer jährlichen Laufzeit von 5.000 Betriebsstunden lohnt sich der Antrag auf eine vollständige Entlastung für ein BHKW ab ca. 12 kWel. Je geringer die jährliche Laufzeit des BHKW, desto weniger fällt die Differenz zwischen vollständiger und teilweiser Erstattung ins Gewicht, welches für die Entscheidung für die teilweise Erstattung sprechen würde.
Grafik aus der ASUE-Broschüre „Über die Wirtschaftlichkeit von Blockheizkraftwerken in Hotels“
Grafik aus der ASUE-Broschüre „Über die Wirtschaftlichkeit von Blockheizkraftwerken in Hotels“
Es existieren verschiedene Brennstoffzellen-Heizungen am deutschen Markt, die sich in ihren Spezifikationen unterscheiden. Bis auf das Modell Bluegen der Firma SOLIDpower sind alle hier genannten Modelle für Ein- und Zweifamilienhäuser konzipiert. Die Bluegen hat dagegen eine vergleichsweise höhere elektrische Leistung, die vor allem dem äußerst hohen elektrischen Wirkungsgrad von 60 % geschuldet ist. Dieses Modell ist daher eher für Mehrfamilienhäuser mit Mieterstrommodellen geeignet.
Um die Klimaschutzziele zu erreichen, muss nahezu der gesamte deutsche Gebäudebestand energetisch saniert werden. Es existieren hierbei verschiedene Sanierungsmaßnahmen mit unterschiedlichen Kosten. Für ein beispielhaftes Einfamilienhaus werden die Kosten in der Grafik anschaulich gegenübergestellt.
Grafik aus der ASUE-Broschüre „Leitfaden zur Anmeldung und steuerlichen Behandlung von kleinen Blockheizkraftwerken“
Grafik aus der ASUE-Broschüre „Leitfaden zur Anmeldung und steuerlichen Behandlung von kleinen Blockheizkraftwerken“
Grafik aus der ASUE-Broschüre „Das KWK-Gesetz 2017“
Grafik aus der ASUE-Broschüre „Das KWK-Gesetz 2017“
Das Faltblatt liefert zusammenfassend alle wichtigen Fakten der Broschüre „Brennstoffzellen für die Hausenergieversorgung“, welche sich ausführlich dieser hocheffizienten Kraft-Wärme-Kopplungs-Technologie widmet. Im Fokus stehen die technischen Charakteristika, die Umwelt- und sonstigen Vorteile der Technologie und die Möglichkeiten zur Förderung.
Das Fact Sheet ist als gedrucktes Poster bestellbar.
Grafik aus der ASUE-Broschüre „Alte Heizung – Was nun?“.
Wird von der Brennstoffzelle im allgemeinen Sprachgebrauch geredet, so ist zumeist die gesamte Anlage einschließlich der dazugehörigen Peripherie gemeint. In der Abbildung unten wird der schematische Aufbau eines Brennstoffzellenheizgerätes dargestellt. Ein Reformer wandelt das eingesetzte Erdgas in ein wasserstoffreiches Prozessgas, da selten reiner Wasserstoff per Infrastruktur zur Verfügung steht. Es gibt verschiedene Reformierungsverfahren. Ein gängiges Verfahren ist die Dampfreformierung, da diese technisch ausgereift ist und vielen Herstellern am wirtschaftlichsten erscheint.
Die Polymermembran-Brennstoffzelle (PEMFC – engl. Proton Exchange Membrane Fuel Cell) ist eine Niedertemperaturbrennstoffzelle. Für die chemische Reaktion braucht die PEMFC reinen Wasserstoff (H2) oder ein wasserstoffreiches Prozessgas. Der Elektrolyt der PEMFC besteht aus einer Kunststofffolie und ist durchlässig für Protonen (H+-Ionen), bzw. besteht aus einer protonenleitenden Polymermembran (Nafion und Nachfolgeprodukte). Ladungsträgerist das Proton H+ bzw. Hydroniumion H3O+.
Es existieren unterschiedliche Brennstoffzellen-Typen mit verschiedenen Elektrolyten und resultierenden Temperaturbereichen. Als Brennstoffzellenheizungen für Ein- und Mehrfamilienhäuser kommen bisher PEMFC und SOFC zum Einsatz. Die SOFC liefern höhere Temperaturen, PEMFC können dagegen flexibler der Wärme- oder Stromlast im Gebäude angepasst werden.
Grafik aus der ASUE-Broschüre „Die Strom erzeugende Heizung im Ein- und Zweifamilienhaus“
Die Grafik stammt aus der ASUE-Broschüre „Die Strom erzeugende Heizung im Ein- und Zweifamilienhaus“ und zeigt eine Übersicht der verschiedenen Technologien im Mini-/Mikro-KWK-Bereich.
Brennstoffzellen sind äußerst effiziente und umweltschonende Energieumwandlungsmaschinen. Bedingt durch ihr Funktionsprinzip zeichnen sie sich durch hohe Wirkungsgrade und niedrige Schadstoffemissionen aus. In einer Brennstoffzelle wird die im Brennstoff chemisch gebundene Energie direkt in elektrische und thermische Energie gewandelt.
