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Brennstoffzelle

Kommen wir nun zu einer wirklich zukunftsträchtigen Technologie, die in den nächsten Jahren noch viel Furore im Bereich der Haustechnik auslösen wird. Die Rede ist von der sogenannten Brennstoffzelle. Man kennt diese Technologie bisher zum Beispiel aus dem Automobilbereich, wo sie allerdings auch noch in den Kinderschuhen steckt. Dabei basiert die Brennstoffzelle auf einem sehr alten Prinzip, welches schon im 19. Jahrhundert entdeckt wurde. Damals erkannte man, dass die Einzelbestandteile unseres Wassers - also Wasserstoff und Sauerstoff - miteinander reagieren und dabei Strom erzeugen.

Das Ganze konnte jedoch über viele Jahre und Jahrzehnte nicht umgesetzt werden, da die Erzeugung und der Transport von Wasserstoff auch heute noch extrem aufwändig ist. Zudem benötigt die Herstellung dieses Stoffs einen großen Energieaufwand, was zumindest in der Anfangszeit solche Anlagen unrentabel gemacht hat. Inzwischen lässt sich Wasserstoff jedoch einfacher herstellen, und auch am Transportproblem wird ständig gearbeitet. Für die nächsten Jahre ist daher eine kleine Revolution durch die Brennstoffzelle zu erwarten, sowohl im Automobilbereich als auch bei der Haustechnik und in vielen anderen Bereichen unseres Lebens.

Schauen wir uns doch einmal an, wie eine Brennstoffzelle im Prinzip arbeitet. Wie wir bereits erfahren haben, geht es hierbei um die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff. Bei dieser wird elektrischer Energie freigesetzt, die anschließend in Akkus gespeichert werden kann. Diese Energie kann dann beispielsweise zum Antrieb eines Autos, aber auch in der Haustechnik genutzt werden. Hier kann sie beispielsweise in einem Blockheizkraftwerk zum Einsatz kommen und den darin verbauten Motor antreiben.

Wichtig zu wissen ist, dass haustechnische Anlagen unter Verwendung einer Brennstoffzelle heute immer noch in einer Art Erprobungsstadium stecken. Insbesondere der benötigte Wasserstoff stellt ein Problem dar, er muss entweder aufwändig extern hergestellt und ebenso aufwändig zum Objekt transportiert werden, oder aber man installiert eine spezielle zusätzliche Anlage, die den nötigen Wasserstoff vor Ort erzeugt.

Genau das geschieht derzeit in einer Versuchsanlage im brandenburgischen Woltersdorf. Dort stattete man im Rahmen des bisher größten Praxistest hinsichtlich der Verwendung von Brennstoffzellen gleich mehrere Häuser mit eben diesen aus, wobei die Geräte dabei nicht von den Verbrauchern gekauft werden müssen, sondern für circa 1.000 € im Jahr gemietet werden können. Diese Brennstoffzellen arbeiten rund um die Uhr, sie versorgen das betreffende Gebäude selbst mit Strom, der verbleibende Überschuss kann dann in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Keiner braucht sich dabei darüber Gedanken zu machen, ob dieser Strom auch wirklich abgenommen wird, schließlich ist der regionale Stromversorger per Gesetz dazu verpflichtet.

Genaue Angaben zur Amortisationszeit einer Brennstoffzelle können aufgrund des immer noch andauernden Teststadiums noch nicht gemacht werden. Es ist jedoch zu erwarten, dass allein die Einspeisung des überschüssigen Stroms ins öffentliche Netz rund 500 € pro Jahr und teilnehmendem Haushalt bringen könnte, wodurch sich die Mietkosten für die Brennstoffzelle bereits nach zwei Jahren amortisiert hätten.

Hier noch einmal die wichtigsten Vor- und Nachteile der Brennstoffzelle:

Vorteile einer Brennstoffzelle:

Eine Brennstoffzelle erzeugt besonders umweltfreundlichen elektrischen Strom, da ausschließlich mit den Bestandteilen des Wassers gearbeitet wird.
Für den Verbraucher sind große Ersparnisse im Vergleich zu anderen Energieformen möglich.

Nachteile von Brennstoffzellen:

Die Herstellung und insbesondere der Transport von Wasserstoff sind immer noch sehr aufwändig und teuer.
Das Verfahren befindet sich immer noch im Versuchsstadium, die heute bereits erhältlichen Anlagen können daher unausgereift und fehleranfällig sein.

Brennstoffzelle Update 2023

Nicht wenige Experten sehen die Brennstoffzelle als eine Schlüsseltechnologie in Bezug auf die Energiewende. Aus einem Langzeittest über 7 Jahre, in dem 500 Brennstoffzellenheizungen im praktischen Betrieb in Privathaushalten beobachtet und bei Bedarf verbessert wurden, ergaben sich folgende Resultate:

Im Vergleich zur Brennwerttechnik und Strombezug aus dem öffentlichen Netz konnten die Brennstoffzellenheizungen den Energieverbrauch um ein Drittel senken. Der CO2-Ausstoß sank wiederum im Verhältnis zur Brennwerttechnik um ein Drittel. Über die Langlebigkeit der Brennstoffzellenheizung lässt sich bei einem 7 Jahre laufenden Test keine Aussage treffen. Über den Testzeitraum sanken die Preise für Brennstoffzellenheizungen um 60 %. Der Gesamtwirkungsgrad konnte durch die laufenden Verbesserungen auf 96 % gesteigert werden. Gewicht und Größe der Brennstoffzellenheizungen reduzierte sich im Testzeitraum um etwa die Hälfte.

Nach wie vor ist aber das größte Problem der Brennstoffzellenheizung oder allgemein der Brennstoffzelle der für den Betrieb benötigte Wasserstoff. Hier fehlt es auch im Jahr 2022 an praxisgerechten Lösungen, die zugleich den Ansprüchen des Umweltschutzes und der Nachhaltigkeit gerecht werden. Trotzdem stellt die Brennstoffzellenheizung im Verhältnis zu Systemen mit fossilen Energieträgern eine klare Verbesserung dar, weshalb sie auch gefördert wird. Die KfW fördert über das Programm 433 Brennstoffzellen beziehungsweise Systeme, wie ein BHKW inkl. integrierter Brennstoffzelle, mit 40 % der förderfähigen Gesamtkosten.

Brennstoffzelle

Vorteile einer Brennstoffzelle:

Nachteile von Brennstoffzellen:

Brennstoffzelle Update 2023

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