Sunfire-Home 750, die derzeit einzige in Deutschland erhältliche Flüssiggas- Brennstoffzellenheizung, in einem Einfamilienhaus.

Brennstoffzelle mit Flüssiggas: netzunabhängig, effizient, gefördert

Die Brennstoffzellenheizung arbeitet wirtschaftlich und klimafreundlich – und gilt derzeit als eine der vielversprechendsten Zukunftstechnologien auf dem Heizungsmarkt, die daher auch entsprechend gefördert wird. Während es inzwischen einige Modelle gibt, die zum Beispiel mit leitungsgebundenem Erdgas betrieben werden, bietet aktuell nur ein Hersteller in Deutschland eine Brennstoffzelle, die mit Flüssiggas kompatibel ist: ein Energieträger, der netzunabhängig geliefert wird und zu völliger Versorgungsautarkie führen kann. Mehr als 3 Millionen Heizölnutzer in Deutschland verfügen aktuell über keinen Erdgasanschluss. Kommt es zum Heizungstausch, stellt Flüssiggas für diese eine attraktive Alternative dar.

Vorteile der Brennstoffzelle im Überblick

Welche Vorteile bietet eine Brennstoffzelle?

Hohe Effizienz

Mit dem Wirkungsgrad einer Heizung wird angegeben, zu wie viel Prozent die eingesetzte Energie aus einem Energieträger in Strom und/oder Wärme umgewandelt wird. Bei der Flüssiggas-Brennstoffzelle Sunfire-Home 750 liegt der Gesamtwirkungsgrad – also elektrischer und thermischer Wirkungsgrad zusammengenommen – bei 89 %. Zum Vergleich: Ein alter ölbetriebener Konstanttemperaturkessel kommt auf einen thermischen Wirkungsgrad von bis zu 70 Prozent.

Stellt man die konventionelle Strom- und Wärmeerzeugung der dezentralen Lösung mit Brennstoffzelle und Spitzenlastgerät gegenüber, zeigt sich eine Reduzierung des Primärenergiebedarfs um bis zu 25 %.

Niedrige Emissionen

Der Betrieb einer Brennstoffzelle ist umweltschonend. So reduziert er im Vergleich zum Einsatz anderer Heiztechnologien den Ausstoß von Treibhausgasemissionen (CO2), Schadstoffen (Schwefeloxide, Stickoxide und Kohlenmonoxid) sowie Feinstaub.

Unabhängigkeit von Strompreisentwicklung

In den letzten zehn Jahren ist der durchschnittliche Strompreis in Deutschland auf ein neues Rekordniveau gestiegen:

Diagramm: durchschnittlicher Strompreis in Deutschland (Cent/kWh) von 2009 bis 2019.

Betreiber einer Brennstoffzelle produzieren selbst Strom und machen sich dadurch unabhängig von der weiteren Strompreisentwicklung.

Autarke Energieversorgung

Mithilfe einer Brennstoffzelle ist es möglich, sein Haus völlig autark mit Wärme und Strom zu versorgen. Dazu sind ergänzende Anlagen nötig:

  • Energiemanagementsystem
  • Batteriespeicher
  • Fotovoltaikanlage (abhängig vom Strombedarf)

Hinzu kommt, dass der Energieträger Flüssiggas vor Ort im Tank gelagert wird und somit netzunabhängig ist. Auch dies steigert die Autarkie nochmals.

Mehr dazu erfahren Sie in unserer Antwort auf die Frage „Welche Infrastruktur brauche ich für eine Brennstoffzelle?“ unten.

Geringer Platzbedarf und niedrige Lärmemissionen

Die Brennstoffzelle selbst ist ungefähr so groß wie eine handelsübliche Waschmaschine und mit 49 dB(A) in etwa so leise wie ein Kühlschrank. Hinzu kommen das Spitzenlastgerät und der Pufferspeicher. Die gesamte Infrastruktur findet in den meisten Heizungsräumen problemlos Platz.

Flüssiggas-Brennstoffzelle: bedarfsgerechte Energieversorgung für private und gewerbliche Nutzer

Für wen eignet sich eine Flüssiggas-Brennstoffzelle?

Grundsätzlich eignet sich eine Flüssiggas-Brennstoffzelle für private und kleinere gewerbliche Nutzer, die ein Einfamilienhaus oder Zweifamilienhaus im Bestand mit Wärme und Strom versorgen wollen – gerade dann, wenn das Gebäude nicht an das Erdgasnetz angeschlossen ist. Voraussetzung für die Nutzung von Flüssiggas ist ein Flüssiggastank, der meist unterirdisch oder oberirdisch auf dem Grundstück platziert und bedarfsgerecht per Tankwagen mit dem Energieträger befüllt wird.

Beim Kauf einer Flüssiggas-Brennstoffzelle handelt sich um eine größere Investition, mit der allerdings über die eigene Stromproduktion Betriebskosten eingespart werden können. Dazu gehört, die Dimensionierung der Anlage nach dem aktuellen und künftigen Energiebedarf zu wählen. Die derzeit einzige in Deutschland hergestellte Flüssiggas-Brennstoffzelle Sunfire-Home 750 verfügt über die folgenden Leistungswerte:

Elektrische Nennleistung0,75 kW (max.)
Elektrische Kapazität6.570 kWh/Jahr
Thermische Leistung1,25 kW (max.)
Thermische Kapazität10.950 kWh/Jahr

Damit deckt das Modell den durchschnittlichen Strombedarf eines Vierpersonenhaushalts vollständig und den Wärmebedarf anteilig. Dabei rechnet man durchschnittlich mit etwa 4.000 kWh Strom und 20.000 kWh Energie fürs Heizen und die Warmwasserbereitung ohne Zusatzenergien. Die Differenz im Hinblick auf den Wärmebedarf wird durch Pufferspeicher und Spitzenlastgerät gedeckt. Die überschüssige Strommenge kann in das öffentliche Netz eingespeist, gespeichert oder beispielsweise zum Laden des eigenen E-Autos genutzt werden.

Für Unternehmen mit hohem Strom- und Wärmebedarf dagegen gibt es aktuell keine geeignete Flüssiggas-Brennstoffzelle. Sie können stattdessen aus dem großen Leistungsspektrum hocheffizienter Flüssiggas-BHKW ein Blockheizkraftwerk wählen, das ihrem Energieverbrauch entspricht.

So funktioniert eine Brennstoffzelle

Wie funktioniert eine Brennstoffzelle?

Brennstoffzellen nutzen die elektrochemische Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff, aus der Wasser, Wärme und Strom hervorgehen. Der Wasserstoff wird üblicherweise aus Gas (Erdgas oder Flüssiggas) gewonnen, der Sauerstoff stammt aus der Umgebungsluft.

Worin unterscheidet sich eine Brennstoffzelle von einem BHKW?

Sowohl Brennstoffzelle als auch BHKW arbeiten mit dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Dennoch unterscheiden sich die beiden Kraftwerke grundlegend in ihrem technischen Aufbau: So beinhalten BHKWs einen herkömmlichen Verbrennungsmotor, der mit Öl, Gas oder einem Feststoff betrieben wird, sowie einen Generator. Brennstoffzellen dagegen verfügen unter anderem über Elektroden und einen Inverter, in dem der produzierte Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt wird, der durch den Verbraucher genutzt werden kann. Bei der Brennstoffzelle findet also kein Verbrennungsvorgang statt, sondern eine elektrochemische Reaktion; man spricht auch von einer „kalten Verbrennung“.

Welche Arten von Brennstoffzellen gibt es?

In der Regel werden Brennstoffzellen in zwei Arten unterschieden: SOFC- und PEM-Brennstoffzellen.

SOFC-Brennstoffzelle

Bei der oxidkeramischen bzw. Festoxid-Brennstoffzelle (Solid Oxide Fuel Cell, SOFC) werden Wasserstoffionen durch den namensgebenden Elektrolyten aus Oxidkeramik geleitet – bei einer Temperatur zwischen 500 und 1.000 °C. Zu diesen Hochtemperatur-Brennstoffzellen gehört auch die Flüssiggas-Brennstoffzelle Sunfire-Home 750. Hochtemperatur-Brennstoffzellen sind für den Gebäudebestand besonders gut geeignet: Sie gewährleisten hohe Rücklauftemperaturen, was für eine zuverlässige Wärmeversorgung essenziell wichtig ist.

PEM-Brennstoffzelle

Diese Art der Brennstoffzelle zeichnet sich durch eine Protonen-Austausch-Membran (Proton Exchange Membrane) bzw. Polymerelektrolyt-Membran (Polymer Electrolyte Membrane, PEM) aus. Die definierende Kunststoffmembran trennt die Elektroden elektrisch voneinander. Es handelt sich hierbei um eine Niedertemperatur-Brennstoffzelle.

Welche Infrastruktur brauche ich für eine Brennstoffzelle?

Ähnlich wie ein Blockheizkraftwerk wird die Brennstoffzelle um einen Pufferspeicher und zusätzlich einen Spitzenlastkessel ergänzt: Während im Pufferspeicher überschüssige Wärme zwischengespeichert wird, dient der Spitzenlastkessel der Deckung des Wärmebedarfs bei erhöhter Nachfrage.

Mehr zu diesen optionalen Anlagen erfahren Sie in unserer Antwort auf die Frage „Spitzenlastkessel und Pufferspeicher: Was gehört noch zur BHKW-Infrastruktur?“

Wie kann ich mit einer Brennstoffzelle autark versorgt werden?

Mit einem Batteriespeicher und einem Energiemanagementsystem kann der erzeugte Strom gespeichert und abgerufen werden. Wer noch mehr Strom benötigt, als die derzeit verfügbaren Brennstoffzellen erzeugen, kann seinen Bedarf zusätzlich über eine Fotovoltaikanlage sichern.

Kosten und Förderung einer Brennstoffzelle

Wie viel kostet eine Brennstoffzelle?

Für die Anlage selbst, einen Spitzenlastkessel und einen Pufferspeicher sowie die Installation kann abzüglich Förderung mit einmaligen Gesamtkosten in Höhe von circa 20.000 bis 25.000 € gerechnet werden (Stand: Mai 2021) – eine hohe Summe im Vergleich zu einem regulären Gas-Brennwertgerät. Vergleicht man die Anschaffungskosten mit denen für eine Wärmepumpe oder Pelletheizung, steht die Brennstoffzelle gut da. Gegenüber sämtlichen Wettbewerbstechnologien bietet die Brennstoffzelle allerdings den entscheidenden Vorteil, dass sich die Anschaffungskosten im Laufe der Jahre durch die reduzierten oder sogar vollständig entfallenden Stromkosten anteilig amortisieren.

Wie wird die Brennstoffzelle gefördert?

Der Kauf einer Brennstoffzelle kann über die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) gefördert werden. Die Höhe der Förderung hängt von der elektrischen Leistung des Modells ab. So kann die Flüssiggas-Brennstoffzelle Sunfire-Home 750 mit bis zu 11.200 € gefördert werden.

Prognose: gute Aussichten für die Brennstoffzelle

Wird sich die Brennstoffzelle weiter verbreiten?

Ja, die Nachfrage steigt – denn immer mehr Verbraucher entscheiden sich für KWK-Anlagen, um Wärme und Strom selbst zu produzieren. Dabei spielt das Thema Nachhaltigkeit eine wichtige Rolle. Außerdem ist die Strompreisentwicklung, die sich vermutlich nach oben fortsetzt, ein starker Motivator – auch weil in Deutschland immer mehr Elektroautos unterwegs sind, die zu Hause mit Strom geladen werden. Die Brennstoffzelle liefert auch dafür ausreichend selbst erzeugten Strom, was die Technologie immer attraktiver macht.

Dazu ein Beispiel: Um mit einem Renault ZOE 15.000 Kilometer zu fahren, werden durchschnittlich 2.580 Kilowattstunden Strom benötigt.* Die Flüssiggas-Brennstoffzelle Sunfire-Home 750 erzeugt pro Jahr bis zu 6.570 Kilowattstunden, sodass genügend Strom für weitere Anwendungen genutzt werden kann.

* Gültig für Renault ZOE LIFE R110 Z.E. 40 (41 kWh Batterie), Elektro, 80 kW: Stromverbrauch kombiniert: 17,2 kWh / 100 km.

Die Brennstoffzelle ist eine innovative Technologie, die effizient Wärme und Strom erzeugt. In Kombination mit Flüssiggas ist sie auch für Bewohner von Ein- und Zweifamilienhäusern und kleinere Gewerbe geeignet, die keinen Anschluss an das öffentliche Erdgasnetz haben.

Ist eine Flüssiggas-Brennstoffzelle für Sie sinnvoll? Finden Sie es mit der Online-Beratung von Sunfire in nur wenigen Klicks heraus. Zu allen Fragen rund um Flüssiggas helfen wir Ihnen gerne weiter: per E-Mail an info@fluessiggas.de oder telefonisch unter 02151 – 742 985 60.

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