Abbildung: Viessmann Werke

Das Heizen mit Wasserstoff über Brennstoffzellenheizungen spielt in Deutschland bislang eine eher zurückhaltende Rolle. Zwei Gründe sind ausschlaggebend: die hohen Anschaffungskosten und die Notwendigkeit eines Gasanschlusses. In anderen Ländern wie Japan ist die Technik verbreiteter. In der Brennstoffzellenheizung entstehen Strom und Wärme durch eine chemische Reaktion. Wir erklären Funktion, Vor- und Nachteile, Kosten und Förderung des Heizens mit Wasserstoff.

Funktionsweise

Bei der Brennstoffzelle dient Gas nicht als Brennstoff im klassischen Sinne, sondern als Lieferant von Wasserstoffmolekülen. Diese reagieren mit Sauerstoff in einer sogenannten kalten Verbrennung, bei der Strom und Wärme entstehen. Als Reaktionsprodukt bleibt Wasser übrig. Wird der Wasserstoff jedoch, wie heute üblich, aus Erdgas gewonnen, entsteht bei diesem Reformierungsprozess CO2. Frei von direkten CO2-Emissionen ist der Betrieb nur mit grünem, aus erneuerbarem Strom erzeugtem Wasserstoff. Die Technik lässt sich auch mit einer anderen Heiztechnik kombinieren, etwa als Teil eines Hybridsystems mit einem zusätzlichen Spitzenlastkessel.

Vor- und Nachteile

Beim Heizen mit Wasserstoff wirkt die Brennstoffzelle wie ein kleines eigenes Kraftwerk, das Strom und Wärme vor Ort erzeugt. In ein bedarfsgerechtes Konzept eingebettet, können die Vorteile überwiegen. Dafür ist ein detailliertes Verbrauchsprofil wichtig.

Vorteile	Nachteile
geräuscharm	hohe Anschaffungskosten
mit grünem Wasserstoff im Betrieb ohne direkte CO2-Emissionen	auf einen Gasanschluss angewiesen
geringer Platzbedarf	Stromverkauf erfordert steuerliche und gewerbliche Beachtung
liefert Wärme und Strom (Kraft-Wärme-Kopplung)	bei Erdgasbetrieb entsteht weiterhin CO2
Einnahmen durch Stromeinspeisung möglich	Wasserstoff lässt sich nur aufwendig speichern
gut förderfähig	Spitzenlast nicht immer allein deckbar
kann Erd- und Biogas nutzen	technisch teils noch in der Entwicklung

Kosten und Perspektive

Die Entwicklung von Heizsystemen, die ganz oder teilweise mit Wasserstoff arbeiten, ist in vollem Gange, und der Technologie wird künftig eine große Bedeutung zugeschrieben. Derzeit handelt es sich jedoch noch um eine Nische, auch wenn renommierte Hersteller Modelle anbieten. Die Anschaffungskosten für eine Brennstoffzellenheizung liegen typischerweise im Bereich von rund 30.000 Euro, wobei ein erheblicher Anteil auf den Gasanschluss und dessen Herstellung entfällt. Ist ein Anschluss ans Gasnetz nicht möglich, kann Flüssiggas im eigenen Tank eine Alternative sein. Perspektivisch sind besonders bei Niedertemperatur-Brennstoffzellen weitere Fortschritte zu erwarten.

Förderung und Zuschüsse

Brennstoffzellenheizungen werden staatlich gefördert. Das frühere KfW-Programm für Brennstoffzellen ist ausgelaufen. Die Förderung erfolgt heute über die Bundesförderung für effiziente Gebäude. Anders als motorische Blockheizkraftwerke, die über den Zuschlag nach dem Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz gefördert werden, können Brennstoffzellen-Heizgeräte einen Investitionszuschuss erhalten, sofern die Voraussetzungen erfüllt sind. Der Antrag muss vor der Auftragsvergabe gestellt werden. Da sich Förderprogramme und Konditionen ändern, sollten die aktuellen Bedingungen vor der Anschaffung geprüft werden. Ein erheblicher Kostenfaktor bleibt der Gasanschluss.

Wasserstoff im Kontext der Wärmewende

Im Zuge der Wärmewende wird viel über die Rolle von Wasserstoff beim Heizen diskutiert. Einerseits gilt grüner Wasserstoff als wichtiger Baustein für eine klimaneutrale Energieversorgung, andererseits ist er noch knapp und teuer und wird zunächst vor allem in der Industrie gebraucht. Für die breite Wärmeversorgung von Wohngebäuden gilt die Wärmepumpe derzeit als effizienteste und ausgereifteste Lösung. Brennstoffzellenheizungen können in bestimmten Fällen sinnvoll sein, etwa bei hohem, gleichmäßigem Strom- und Wärmebedarf. Wer über eine solche Anlage nachdenkt, sollte die langfristige Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff, die Anschlusssituation und die Wirtschaftlichkeit sorgfältig prüfen und sich fachlich beraten lassen.

Für wen sich eine Brennstoffzellenheizung eignet

Eine Brennstoffzellenheizung eignet sich vor allem für Gebäude mit einem gleichmäßigen, ganzjährigen Strom- und Wärmebedarf, da sie ihre Vorteile über die gleichzeitige Erzeugung beider Energieformen ausspielt. Je höher der Eigenverbrauch des erzeugten Stroms, desto wirtschaftlicher arbeitet die Anlage. Voraussetzung ist ein vorhandener oder herstellbarer Gasanschluss. Wegen der hohen Anschaffungskosten und der noch begrenzten Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff ist die Technik derzeit eher etwas für technikaffine Eigentümer, die ein detailliertes Verbrauchsprofil haben und die Förderung nutzen. Für viele Wohngebäude ist die Wärmepumpe die einfachere und effizientere Lösung. Wer dennoch mit einer Brennstoffzelle liebäugelt, sollte die Wirtschaftlichkeit und die langfristige Brennstoffversorgung sorgfältig prüfen lassen.

Der Knackpunkt ist die Energiebilanz: Bis Wasserstoff im Heizkessel ankommt, gehen über Elektrolyse, Verdichtung und Transport grob die Hälfte der eingesetzten Energie verloren. Dieselbe Kilowattstunde Strom liefert über eine Wärmepumpe rund das Drei- bis Vierfache an Wärme, weshalb Wasserstoff im Gebäudebereich als teure Option gilt.

So lässt sich vermeiden, in eine teure Technik zu investieren, die nicht zum eigenen Bedarf passt, und stattdessen die wirtschaftlichste Lösung wählen.

Zudem entwickelt sich der Markt für Wasserstoff und Brennstoffzellen weiter, sodass sich ein Blick auf aktuelle Modelle, Förderprogramme und die Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff vor einer Entscheidung stets lohnt.

Fazit

Das Heizen mit Wasserstoff über eine Brennstoffzelle erzeugt gleichzeitig Strom und Wärme und arbeitet geräuscharm und platzsparend. Da der Wasserstoff heute meist aus Erdgas gewonnen wird, ist ein Gasanschluss nötig und es entsteht weiterhin CO2. Frei von direkten CO2-Emissionen ist der Betrieb nur mit grünem Wasserstoff. Den hohen Anschaffungskosten steht eine attraktive Förderung über die Bundesförderung für effiziente Gebäude gegenüber. Für die meisten Wohngebäude ist die Wärmepumpe derzeit die effizientere Wahl. Die Brennstoffzelle bleibt eine Option für spezielle Bedarfsprofile.