Brennstoffzellenheizung: ein Ratgeber für 2024
Von Mike Kinder
Die Brennstoffzellenheizung ist eine sehr moderne Heizung, die – genau wie ein BHKW – neben Wärme und Warmwasser auch Strom erzeugt, deshalb als umweltfreundlich gilt und hohe Förderung erhält. Dafür nutzt sie die sogenannte Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), bei der Strom und Wärme aus einem elektrochemischen Prozess von Wasserstoff mit Sauerstoff gewonnen werden.
Doch wie funktioniert sie genau? Hier finden Sie wichtige Informationen zur Funktionsweise der Brennstoffzellenheizung, Nachteilen und Vorteilen derselben sowie zu Kosten, Förderung und Wirtschaftlichkeit.
Wichtige Fakten im Überblick:
- Die Brennstoffzellenheizung erzeugt neben Wärme und Warmwasser auch Strom
- Brennstoffzellenheizungen gelten als umweltfreundlich und erhalten hohe Fördermittel
- Mit dem Programm KfW 458 können Sie bis zu 70 % Förderung erhalten
- Unter den richtigen Bedingungen ist einer Brennstoffzellenheizung sehr wirtschaftlich
- Der erzeugte Strom kann selbst genutzt oder verkauft werden
Brennstoffzellenheizung: was ist das?
Die Brennstoffzellenheizung, wie wir sie heute kaufen können, basiert auf der Technologie der Brennstoffzelle zur Stromerzeugung, die schon im Jahr 1838 entwickelt wurde. Aufgrund des geringen Wirkungsgrades gab es jedoch lange Zeit keine wirklichen Anwendungsbereiche.
Erst mit der bemannten Raumfahrt wurde das Prinzip der Brennstoffzelle als leichte und emissionsarme Energiequelle wieder aufgegriffen. Heute wird die Brennstoffzellenheizung zusammen mit Blockheizkraftwerken (BHKW) zur Sparte KWK (Kraft-Wärme-Kopplung) gezählt – also Anlagen, die Wärme und Strom erzeugen.
Für Immobilien mit hohem Strombedarf (z. B. zur Aufladung des oder der Elektroautos des Hausbesitzers) und Mehrfamilienhäuser ist die Brennstoffzellenheizung eine gute Lösung. Für Einfamilienhäuser mit normalem Strombedarf sind sie dagegen eher nicht geeignet.
Die Funktionsweise - heizen mit Wasserstoff?
Die Brennstoffzellenheizung basiert auf einem chemischen Verfahren, bei dem Wasserstoff eine wichtige Rolle spielt. Der Wasserstoff muss jedoch nicht in Reinform vorliegen, sondern kann zum Beispiel über einen sogenannten Reformer auch aus Erdgas gewonnen werden (deutlich praktischer im Eigenheim).
In der Brennstoffzelle werden Wasserstoff und Sauerstoff zusammengeführt, was normalerweise zur Bildung von normalem Wasser führt. In der Brennstoffzelle ist jedoch eine Trennfolie installiert, die keine Elektronen durchlässt. Die Elektronen müssen hingegen einen Umweg über ein Kabel nehmen und erzeugen dabei Strom. Sind alle Teilchen aus Wasserstoff und Sauerstoff schlussendlich vereint, entsteht eine Reaktion, die Wärme zum Heizen freisetzt und ganz gewöhnliches Wasser als Abfallprodukt zurücklässt.
Zur Funktionsweise der Brennstoffzelle gibt es häufig zwei große Missverständnisse. Zum einen handelt es sich nicht um einen Stromspeicher, selbst wenn Brennstoffzellen in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Die Energie ist jeweils im Wasserstoff, Erdgas etc. gespeichert. Desweiteren wird beim Heizen (wie bereits gezeigt), kein Wasserstoff direkt verbrannt.
Brennstoffzelle: Vorteile, Nachteile & Besonderheiten
Eine Brennstoffzelle bietet zwar viele Vorteile, aber auch den großen Nachteil, dass sich der Kauf nicht pauschal für jede Immobilie lohnt. Die Möglichkeit eigenen Strom zu erzeugen, macht die Anschaffung einer Brennstoffzellenheizung nicht automatisch wirtschaftlich.
Wir haben für Sie alle Vorteile, Nachteile und Besonderheiten in einer Tabelle zusammengetragen, damit Sie sich Ihr eigenes Bild über diese Technologie bilden können:
| Brennstoffzellenheizung | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| Kosten | Hohe Kosten werden durch viele Förderungen abgefedert | Trotz Zuschüssen hohe Kosten |
| Wirtschaftlichkeit | Unter den richtigen Bedingungen sehr wirtschaftlich | Keine Standardlösung für das Eigenheim |
| Stromerzeugung | Strom kann selbst genutzt oder verkauft werden | Strom einkaufen ist in vielen Fällen günstiger |
| Umweltfreundlichkeit | Viel bessere Emissionswerte als Gasheizungen, bei Nutzung von Biogas nachhaltiger, bei Nutzung von „grünem Wasserstoff” theoretisch sehr nachhaltig | Nutzung von Erdgas ist nicht nachhaltig, Nutzung von Biogas ist sehr teuer und aktuell nicht wirtschaftlich, Betrieb mit „grünem Wasserstoff” in der Praxis noch nicht möglich |
Brennstoffzellenheizung: Gasverbrauch, Strom, Wärme & Wirkungsgrad
Damit Sie sich den Nutzen einer Brennstoffzellenheizung etwas besser vorstellen können, möchten wir an dieser Stelle einmal den Wirkungsgrad und Gasverbrauch der Anlage erläutern. Je nach Hersteller, Effizienz der Anlage und Qualität des Erdgases erzeugen Sie mit einer Brennstoffzellenheizung aus einer Kilowattstunde Erdgas ca. 0,4 Kilowattstunden Strom und 0,5 Kilowattstunden Wärme.
Rechnet man nun mit 5.000 bis 6.000 Betriebsstunden pro Jahr, dann erzeugt die Brennstoffzellenheizung damit etwa 5.000 bis 6.000 Kilowattstunden Wärme und 3.750 bis zu 4.500 Kilowattstunden Strom bei einem Gasverbrauch von 10.000 bis 12.000 Kilowattstunden.
| Brennstoffzellenheizung im EFH | Werte pro Jahr |
|---|---|
| Betriebsdauer | 5.000 - 6.000 Stunden |
| Gasverbrauch | ca. 10.000 - 12.000 kWh Erdgas |
| Erzeugte Wärme | ca. 5.000 - 6.000 kWh Wärme |
| Erzeugter Strom | ca. 3.750 - 4.500 kWh Strom |
Brennstoffzellenheizung Kosten
Hinsichtlich der Kosten der Brennstoffzellenheizung sollten Sie durchschnittlich mit 40.000 Euro inklusive Spitzenlast Gerät (Gas-Brennwertheizung), Einbau und Zubehör einplanen. Ist noch kein Gasanschluss vorhanden, können hierfür noch einmal 2.300 bis 4.000 Euro fällig werden. Teuer sind Brennstoffzellen besonders durch die geringen Stückzahlen und durch die Notwendigkeit, eine zusätzliche Gasheizung installieren zu müssen.
| Bauteil | Kosten Brennstoffzellenheizung |
|---|---|
| Gasanschluss | 2.300 - 4.000 € |
| Brennstoffzelle | 27.500 - 35.000 € |
| Zubehör, Einbau etc. | 4.000 - 7.000 € |
| Förderung (KfW 458 | BEG EM) | abzüglich 9.000 - 21.000 €* |
| Gesamtkosten Brennstoffzellenheizung | ab ca. 12.800 - 24.800 €** inkl. MwSt. |
* Förderung KfW 458, mindestens 30 Prozent – höchstens 70 Prozent; ** Höchstens 30.000 Euro der Investitionskosten sind förderfähig. Voraussetzung: Die Anlage wird mit Biomethan oder grünem bzw. blauem Wasserstoff betrieben. Biomethan kann über ihren herkömmlichen Gasanschluss bezogen werden.
Wartung und laufende Kosten
Die laufenden Kosten der Brennstoffzellenheizung werden weitestgehend durch die Wartung und die Kosten für das Erdgas bestimmt. Da ein Wartungsvertrag im Zuge der KfW-Förderung verpflichtend ist, sollten Sie hierfür etwa 500 bis 800 Euro im Jahr einplanen. Sollten Sie sich alternativ zur Förderung der KfW für den KWK Zuschlag nach KWK-G und die Vergütung eingespeisten Stromes an der Leipziger Strombörse entscheiden, haben sowohl die Menge des eingespeisten Stromes als auch der Strompreis an der Börse erhebliche Auswirkungen auf die laufenden Kosten.
Beim Verbrauch der Brennstoffzellenheizung sollten Sie mindestens mit 10.000 bis 12.000 Kilowattstunden Erdgas pro Jahr rechnen (um etwa 5.000 Kilowattstunden Wärme zu erzeugen). Dazu kommt dann noch der übrige Energiebedarf, der von der normalen Gastherme gedeckt werden muss. Das können rund 4.000 Kilowattstunden im Neubau, aber auch noch mal zusätzlich bis zu 20.000 im Altbau sein.
Brennstoffzellenheizung: Förderungen & Steuererstattungen (2024)
Förderungen und Steuererstattungen sind bei Brennstoffzellenheizungen auch in 2024 ein komplexes Thema, bei dem Sie auf jeden Fall Hilfe von einem Experten anfordern sollten. Im Folgenden geben wir Ihnen einen ersten Überblick:
Förderung als Einzelmaßnahme
Die Installation von Brennstoffzellenheizungen sowie die aller energieeffizienten Heizungen wird seit 2024 nicht mehr vom BAFA, sondern von der KfW großzügig bezuschusst. Mit dem Programm KfW 458 erhalten Sie für den Heizungstausch als Einzelmaßnahme (BEG EM) mindestens 30 Prozent der Investitionskosten von bis zu 30.000 Euro.
Das bedeutet, dass Sie bis zu 9.000 Euro direkt auf Ihr Konto überwiesen bekommen. Der Fördersatz kann durch neue Boni noch deutlich erhöht werden. Die maximale Förderung inklusive aller Boni liegt bei 21.000 Euro. Diese Förderung ist für eine Heizungssanierung alle 10 Jahre für die gleiche Wohneinheit an einem Standort möglich.
Klimabonus
Der Klimabonus – auch Geschwindigkeitsbonus genannt – ersetzt den ehemaligen Heizungstausch-Bonus. Für den Austausch einer alten Öl-Kohle- oder Nachtspeicherheizung gegen eine Brennstoffzelle erhalten Sie weitere 20 Prozent Förderung. Der Bonus gilt auch für mindestens 20 Jahre alte Gasheizungen sowie für Gasetagenheizungen. Der Bonus gilt in dieser Höhe nur für bis Ende 2028. Ab dann reduziert sich der Fördersatz alle zwei Jahre um drei Prozent.
Einkommensbonus
Sollte das jährliche zu versteuernde Einkommen Ihres Haushalts unter 40.000 Euro liegen, erhalten Sie den Einkommensbonus von weiteren 30 Prozent. Es ist möglich, beide Boni mit der Grundförderung zu kombinieren. Allerdings ist der höchstmögliche Fördersatz bei 70 Prozent gedeckelt. Zudem sollten Sie beachten, dass Einkommensbonus und Klimabonus nur für selbst nutzende Eigentümer erhältlich sind – also nicht für vermietete Objekte beantragt werden können.
Ergänzungskredit
Seit 2024 bietet die KfW mit dem Programm 358/359 einen Ergänzungskredit zu der BEG EM Förderung an. Wenn Sie selbst nutzender Eigentümer sind und eine BEG EM Bezuschussung für Ihre neue Brennstoffzelle bereits zugesagt wurde, können Sie bis zu 120.000 Euro Darlehen von der KfW erhalten. So kann jeder Haushalt – auch unabhängig vom verfügbaren Eigenkapital – eine energetische Sanierung erhalten. Wenn Ihr zu versteuerndes Jahreseinkommen unter 90.000 Euro liegt, erhalten Sie außerdem noch eine Zinsvergünstigung.
Förderung für Komplettsanierungen
Die KfW fördert Brennstoffzellen-Heizungen im Rahmen von Komplettsanierungen zu Effizienzhäusern anteilig mit. Mit dem Programm KfW 261 können Sie bis zu 67.500 Euro Zuschuss erhalten. Gefördert wird die Heizung an sich allerdings nur anteilig an den Gesamtkosten der Sanierung. Zudem ist die Förderung noch an zahlreiche weitere Bedingungen geknüpft.
Die Frage, welche der Förderungen sinnvoller ist, kann Ihnen Ihr Energieberater beantworten. Seit 2024 können Sie auch Förderungen für Einzelmaßnahmen und Komplettsanierungen kombinieren. Allerdings darf dabei kein Gewerk doppelt gefördert werden.
Die offizielle KfW-Produktinfo
Diese kompakte Übersicht der KfW unterstützt Sie bei der optimalen Durchführung Ihrer Fördermittelbeantragung.
Alternative Förderungen
Alternativ gibt es vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) weitere Förderungen für die Einspeisung und die Nutzung von selbst produzierten Strom. Zudem kann man für den eingespeisten Strom an der Leipziger Strombörse noch eine Vergütung erhalten, deren Höhe vom aktuellen Strompreis abhängig ist. Ebenfalls alternativ besteht auch die Möglichkeit, die Anschaffung der Brennstoffzelle steuerlich fördern zu lassen. Im Sinne der Übersichtlichkeit haben wir Ihnen die einzelnen Förderungen in einer Tabelle zusammengetragen.
Brennstoffzellenheizung-Förderung: eine Übersicht
| Brennstoffzellenheizung | Bedingungen | Förderung (2024) |
|---|---|---|
| Kredit KfW 261 (BEG WG, Sanierung zum Effizienzhaus) | Indirekte Förderung, Antrag muss unter Mitwirkung eines zertifizierten Energieberaters gestellt werden, Antragstellung muss vor Beginn der Maßnahme erfolgen, Brennstoffzelle muss mit Bio-Methan oder grünem Wasserstoff betrieben werden, Es dürfen keine Vergütungen von eingespeistem Strom in Anspruch genommen werden (EEG, KWK-Zuschlag) |
Sanierung: Fördersatz von 5 - 45 % der Kreditsumme bzw. der förderfähigen Kosten von max. 150.000 €, bis zu 67.500 € |
| BAFA KWK Zuschlag (BAFA KWK-G) | Antragstellung muss vor Beginn der Maßnahme erfolgen, Förderung ist NICHT mit Investitionszuschüssen anderer Förderinstitute kombinierbar |
KWK Zuschlag in Höhe von 0,08 € / kWh ins Stromnetz eingespeisten Strom und 0,04 € / kWh für selbst genutzten Strom für einen Zeitraum von 30.000 Vollbenutzungsstunden (Stand 2024) |
| Stromvergütung für ins Netz eingespeisten auf Basis des KWK Index („Baseload Strom”-Preis an der Strombörse Leipzig) | BAFA Zulassung als KWK-Anlage Keine Kombination mit Investitionszuschüssen |
Vergütung von 8,227 Ct / kWh |
| Vergütung für vermiedene Netzentgelte (Nach KWK-G) | Man muss sich zwischen Vergütung nach KWK-G oder nach EEG entscheiden | 0,01 - 1,5 Ct / kWh |
| Steuerrückerstattung der Energiesteuer für Erdgas zum Betrieb der Brennstoffzellenheizung | Anlage muss hocheffizient sein und Strom und Wärme produzieren, Antrag muss beim zuständigen Hauptzollamt gestellt werden, Keine Kombination mit Investitionszuschüssen |
Rückzahlung von 0,55 Ct / kWh |
| BAFA Mini KWK-Zuschuss | Für Anlagen bis 20 kW Leistung | Ende 2020 ersatzlos eingestellt |
| Steuerliche Förderung (Einkommenssteuer nach § 35 c) | Kann auch nach Baubeginn beantragt werden, Fachunternehmerpflicht, Es wird eine Fachunternehmerbescheinigung benötigt, Ist mit keiner anderen Förderung kombinierbar |
Steuerabzug von 20 % der Investitionskosten, max. 40.000 € verteilt über drei Jahre |
Steuerrückerstattung vom Hauptzollamt
Eine weitere Möglichkeit der Förderung besteht darin, die Energiesteuer für das zum Betrieb der Brennstoffzellenheizung benötigte Gas zurückerstattet zu bekommen. Dazu muss ein entsprechender Antrag beim zuständigen Hauptzollamt gestellt werden. Die Steuer wird dann rückwirkend ausgezahlt. Voraussetzung ist allerdings, dass es sich um eine hocheffiziente Brennstoffzellenheizung handelt, für die kein Investitionszuschuss in Anspruch genommen wurde.
Brennstoffzellenheizung: Wirtschaftlichkeit
Die Wirtschaftlichkeit einer Brennstoffzellenheizung hängt wie so häufig von den Rahmenbedingungen ab. Besonders macht es einen großen Unterschied, ob der Kauf im Neubau oder im Zuge einer Altbau-Sanierung getätigt wird.
Wenn man die verschiedenen Kosten einer Brennstoffzellenheizung mit denen von anderen Heizungen vergleicht, schneidet die Brennstoffzellenheizung in den meisten Fällen nicht besonders gut ab. Speziell verglichen mit Heizungen auf Basis regenerativer Energieträger wie Wärmepumpen oder Holzheizungen schneidet die Brennstoffzellenheizung in der Regel schlechter ab.
Im Vergleich mit fossilen Heizungen ist die Brennstoffzelle aber manchmal wirtschaftlicher. Das gilt immer dann, wenn ein erhöhter Strombedarf vorliegt – wie z. B. zum nächtlichen Aufladen eines Elektroautos – oder, wenn der Erlös für den eingespeisten Strom hoch ist. Das sollte man auch bei der Auswahl der Förderung beachten, denn man muss sich zwischen dem Zuschuss einerseits und der Vergütung selbst genutzten sowie eingespeisten Stromes aus Eigenproduktion andererseits entscheiden. Ein Energieberater kann hier weiterhelfen, wenn der Fachbetrieb es nicht kann (oder will).
Brennstoffzelle & Wasserstoff: Ökobilanz
Beim Thema Nachhaltigkeit und Ökobilanz lassen sich Wasserstoff und Brennstoffzellen leider nicht ganz klar einordnen. Schauen wir uns zuerst nur die Brennstoffzellenheizung an, dann verursacht diese weniger umweltschädliche Emissionen als eine normale Gasheizung.
Bei der Umwandlung von Erdgas in Wasserstoff wird allerdings zwangsläufig CO2 freigesetzt. Die Nutzung von Erdgas ist daher zumindest langfristig nicht hundertprozentig nachhaltig, wenn auch mittelfristig durchaus vertretbar.
Autos oder Heizungen mit reinem Wasserstoff zu betreiben, ist andersherum auch nicht vollkommen „grün“, da dieser aktuell meist unter hohem Energieaufwand (mit fossilen Energieträgern wie Gas, Öl oder Kohle) erzeugt werden muss. Es gibt zwar auch „grünen Wasserstoff“ der mithilfe erneuerbarer Energien hergestellt wird. Beim derzeitigen Ausbau-Status der erneuerbaren Energien ist eine flächendeckende Versorgung alleine mit „grünem Wasserstoff“ aber noch sehr weit entfernt. Damit Brennstoffzellenheizungen förderfähig werden, müssen sie allerdings mit grünem Wasserstoff oder Bio Methan betrieben werden.
So muss man also zwangsläufig zu dem Fazit kommen, dass die Brennstoffzellenheizung aktuell zwar nicht zu 100 Prozent nachhaltig ist, aber einiges an Energie und Emissionen einspart. Dazu kommt dann noch der Vorteil der dezentralen Stromerzeugung, die kaum Übertragungsverluste verursacht. Die Bilanz ist also deutlich besser als die, „normaler“ fossiler Heizungen wie Ölheizungen und Gasheizungen und in Perspektive möglicherweise so gut wie die von Heizungen auf Basis erneuerbarer Energien (nämlich dann, wenn sie ausschließlich mit „grünem Wasserstoff“ betrieben wird).
Brennstoffzelle: Alternativen
Bei erhöhtem Strombedarf oder mit einem ausgeklügelten Nutzungsverhalten kann die Brennstoffzellenheizung in der Regel wirtschaftlich eingesetzt werden. Wer jedoch besonders für einen Neubau einfach nur eine Heizung ohne viel Schnickschnack sucht, ist mit einer Wärmepumpe vermutlich besser bedient.
Das gilt auch für gut isolierte Altbauten. In einem schlecht isolierten Altbau mit hohem Wärmebedarf bieten Holzheizungen hingegen ein sehr gutes Kosten-Nutzen-Verhältnis. Beide Heizungen sind sehr nachhaltig und werden daher auch mit 30 bis 70 Prozent der förderfähigen Kosten gefördert.
FAQ
Wie funktioniert eine Brennstoffzellenheizung?
Was kann man mit dem erzeugten Strom tun?
Wie umweltfreundlich ist eine Brennstoffzellenheizung?
Welche Kosten fallen an?
Welche Fördermittel gibt es?
Zum Autor: Mike Kinder
Mike Kinder hat einen Master of Engineering im Bereich „Energieeffizientes und nachhaltiges Bauen“ und ist seit 2017 in der Bau- und Sanierungsbranche tätig. Als zertifizierter Energieeffizienz-Experte für Wohngebäude setzt er sich leidenschaftlich für innovative und nachhaltige Sanierungslösungen ein.
Wenn er nicht gerade für Energieheld schreibt, trägt er dazu bei, Ansätze zu entwickeln, um die Klimaziele im Gebäudesektor zu erreichen. Hier gelangen Sie zu Mikes LinkedIn Profil.
