Die Zukunft im HausNeusser Familie testet Brennstoffzellen-Heizgerät
Ohne Feuer und Flamme elektrischen Strom und gleichzeitig Wärme effizient und emissionsarm erzeugen, Energie und Geld sparen und dabei die Umwelt schonen - diese Zukunftsvision ist im Haus der Familie Mönks Wirklichkeit geworden. Sie sind die Gewinner einer Aktion des Contracting-Unternehmens gc Wärmedienste GmbH (german contract). Die 100%ige Tochter der Stadtwerke Neuss hatte zusammen mit E.ON Ruhrgas nach geeigneten Einfamilienhaus-Besitzern gesucht, die für zwei Jahre eine Brennstoffzellen-Heizung zum Nulltarif testen möchten. Die IKZ-Redaktion hat sich die Anlage vor Ort angeschaut und mit den Beteiligten gesprochen.
„Mit unserer Aktion möchten wir ein Zeichen gegen den Klimawandel setzen und dazu beitragen, diese innovative Wärmetechnik weiter zu optimieren“, erklärt Dirk Hunke. Der Geschäftsführer des Contracting-Unternehmens ist sich sicher, dass die dezentrale Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Zukunft besonders für Einfamilienhäuser eine immer bedeutendere Rolle spielen wird. Brennstoffzellen-Heizgeräte wie das in Neuss werden derzeit in mehr als 120 Anlagen bundesweit auf ihre Alltagstauglichkeit geprüft.
Das Testgerät: Brennstoffzellen-Heizung „Galileo 1000 N“ des Herstellers Hexis. Es liefert eine elektrische Leistung von etwa 1 kW und eine thermische von etwa 2 kW. Ein integriertes Brennwertheizgerät liefert bis zu 22 kW Leistung.
Innerhalb von 5 Tagen installierte das Team von Stamos die innovative Brennstoffzellenanlage inklusive Speicher und Systemtrennung für die FBHZ. Die alte Heizungsanlage wurde bisher lediglich abgeklemmt.
„Immobilienbesitzer werden bald noch mehr in der Pflicht stehen, bei Wärme- und Stromversorgung ihrer Gebäude auf Klimaschutz und sparsamen Energieverbrauch zu achten. Anlagen, die wie die Brennstoffzellen-Heizungen dezentral Wärme und Strom gleichzeitig produzieren, bieten für Hausbesitzer eine attraktive Alternative zu Wärmepumpe oder Solarthermie. Sie bieten beispielsweise Vorteile in der Installation“, so Hunke. Die Kellerkraftwerke ließen sich nahtlos in bestehende Heizsysteme integrieren. Die Heizgeräte benötigten im Heizungskeller die üblichen Erdgas-, Strom- und Wasseranschlüsse. Die Verbindung der Anlage mit dem Heizkreislauf sei für einen geschulten Fachhandwerker Routinearbeit.
Erstes Brennstoffzellen-Heizgerät in Neuss
Die Installation der Heizungs-Neuheit im Haus der Familie Mönks hat der Neusser Fachhandwerker Alexander Stamos übernommen. Der Geschäftsführer der Stamos GmbH arbeitet bereits seit Jahren als ProfiPartner mit german contract zusammen. Als innovativer Fachhandwerker ist Stamos stets an der neuesten Technik interessiert und geht auch gerne andere Wege als seine Kollegen. „Für mich ist der Einbau und die Wartung einer Brennstoffzellen-Heizung noch komplettes Neuland – zumindest in der Praxis“, so Stamos. „Dieser Feldtest ist für mich deshalb sehr spannend und zugleich eine gute Möglichkeit, am Puls der Zeit zu sein.“ Ob sich die Heizung im täglichen Einsatz bewährt, werde die Praxis in den kommenden Monaten zeigen. „Schließlich dient dieser Test vor allem dazu, die Technik weiter zu verbessern und in den kommenden Jahren marktreif zu machen“, ergänzt Hunke.
Nicht unerheblich ist der messtechnische Aufwand für das begleitende Anlagen-Monitoring. Um die Verbräuche genau zu verifizieren, bekommen sowohl die Brennstoffzelle als auch das Brennwertgerät einen eigenen digitalen Gaszähler.
Eine Tonne CO2 weniger
Brennstoffzellen-Heizgeräte wie das „Galileo 1000 N“ des Herstellers Hexis, das im Heizungskeller der Mönks seine neue Heimat gefunden hat, wurden entwickelt, um den Grundbedarf an Strom sowie den gesamten Wärmebedarf eines Einfamilienhauses zu decken. Die Brennstoffzelle in Neuss liefert eine elektrische Leistung von etwa 1 kW und eine thermische von etwa 2 kW. Das integrierte Brennwertheizgerät liefert eine thermische Leistung von bis zu 22 kW und kennzeichnet sich vor allem durch einen leisen Betrieb. Das Hexis-System ist also durchaus mit einem modernen Gas-Brennwert-Heizgerät vergleichbar. Darüber hinaus produziert es jedoch auch Strom. So können Haushalte eine Menge Energie und einiges an Kosten einsparen. Rund 70 % des jährlichen Strombedarfs und 65 % des Wärmebedarfs soll die Heizung in dem Neusser Einfamilienhaus abdecken. „Ein Einfamilienhaus wie das der Mönks produziert rund eine Tonne CO2 weniger im Jahr. Zum Vergleich: Das sind zwischen 5000 und 10 000 km mit dem Auto“, so Hunke. Die innovativen Heizanlagen sind gerade einmal so groß wie eine Kühl-Gefrier-Kombination. Mit 1,70 m Höhe und rund 60 cm Breite und Tiefe passen sie problemlos in jedes Haus. Deutlich üppiger fällt der notwendige Pufferspeicher aus. Bei den Monks schlägt er mit 600 l Inhalt zu Buche.
Die letzten „Feinarbeiten“, hier am geöffneten Gerät. Gut zu erkennen: der Brennstoffzellen-Stack.
Wie eine Batterie produzieren Brennstoffzellen Strom und Wärme auf der Basis einer chemischen Reaktion: Wasserstoff und Sauerstoff reagieren miteinander und es entsteht ein Stromfluss, bei dem zugleich Wärme freigesetzt wird.
Brennstoffzellen unter der Lupe
Wie eine Batterie produzieren Brennstoffzellen-Heizungen Strom und Wärme nicht durch Verbrennung, sondern auf der Basis einer chemischen Reaktion. „Der Brennstoffzelle werden Wasserstoff und Sauerstoff zugeführt. Bei der Reaktion der beiden Gase entsteht ein Elektronenfluss – es wird Strom produziert. Dabei wird außerdem Wärme frei, mit der dann die Wohnung beheizt werden kann“, erklärt Hunke. Primärenergie der Zelle ist Wasserstoff. Dieser kommt in der Natur aber nicht in reiner Form vor, sondern nur in chemischen Verbindungen, etwa in Erdgas. Es besteht aus einem Kohlenstoff und vier Wasserstoffatomen. Mittels eines sogenannten Reformers wird der Wasserstoff vom Erdgas abgespalten und dann den Zellen zugeführt. „Da die Brennstoffzelle das Gas besonders effizient einsetzt und den Schadstoffausstoß auf einem geringen Level hält, steht die Brennstoffzellen-Technologie gleichermaßen für Ressourcen- und Klimaschutz“, so Hunke. Trotz aller guten Voraussetzungen sei eines jedoch klar: Die Brennstoffzellen-Technologie brauche noch Zeit. „Tests wie der in Neuss tragen allerdings einen erheblichen Teil dazu bei, den klimafreundlichen Kraftwerken zur Marktreife zu verhelfen.“ SHK-Profi Stamos ist sich sicher: „Auch im Fachhandwerk ist es wichtig, nicht nur an heute, sondern auch an morgen zu denken. Eines steht bereits fest: Die Heizung der Zukunft wird stromerzeugend sein. Damit hat die Brennstoffzelle in den kommenden Jahren gute Karten, zum gängigen Heiz-Modell in deutschen Haushalten zu werden.“
SHK-Profi Alex Stamos: „Dieser Feldtest ist für mich sehr spannend und zugleich eine gute Möglichkeit, am Puls der Zeit zu sein.“
Für die Mönks lohnt sich die neue Brennstoffzellenanlage in jedem Fall. Sie mussten weder die Geräte, noch die Installationskosten tragen und partizipieren nun vom erzeugten Strom und der Wärme. Einziger Wermutstropfen: In zwei Jahren wird die komplette Anlage wieder ausgebaut und im Werk analysiert. Bis dahin aber hat die vierköpfige Familie „die Zukunft im eigenen Haus“.