Photovoltaik und Stromspeicher: Darum sollte sich das Verkaufsgespräch bei seiner Kundin Gabriele Reinhardt drehen. Eigentlich nichts Besonderes, meinte Rico Rückstadt, Geschäftsführer des Solarfachbetriebes Energieinsel aus Oberkrämer, nordwestlich von Berlin.
Die Familie Reinhardt bewohnt einen restaurierten Dreiseitenhof in Brandenburg. Sie wollte Solarstrom für den eigenen Haushalt erzeugen und möglichst viel davon selbst verbrauchen. Doch im Gespräch stellte sich alsbald heraus, dass die Heizung dringend saniert werden muss.
Also schlug Rückstadt vor, eine Brennstoffzellenheizung zu installieren. „Die Kombination von Photovoltaik und Brennstoffzelle mit einem Speicher erlaubt eine hohe Autarkie“, sagt er.
Familie Reinhardt entschied sich für diese Lösung und deckt nun kontinuierlich 85 Prozent ihres Strombedarfs. Die Rechnung des regionalen Energieversorgers für Netzstrom beträgt nur noch 170 Euro – im ganzen Jahr.
System aus einer Hand
Rico Rückstadt bot seiner Kundin alles aus einer Hand. Die HIT-Module kamen von Panasonic, die Solarbatterie von Sonnen. Weniger bekannt ist, dass Panasonic zu den Pionieren in der Brennstoffzellentechnik zählt. In Japan wurden bereits Tausende solcher Geräte installiert. In Europa ist Viessmann der wichtigste Vertriebspartner. Viessmann bietet kombinierte Systeme aus Brennstoffzellen von Panasonic mit Gasbrennwertthermen an. In den vergangenen fünf Jahren wurden davon hierzulande mehr als 1.000 Geräte verkauft.
Die Brennstoffzellen-Heizgeräte erzeugen elektrischen Strom (aus Erdgas) und Heizwärme zugleich. Zudem passen die Erzeugungskurven gut zusammen: Eine Photovoltaikanlage liefert in den warmen Monaten rund 80 Prozent des Jahresertrags an Solarstrom.
Der Generator für den Winter
In den Wintermonaten, wenn die Module wegen niedriger Solarstrahlung wenig elektrische Energie erzeugen, übernimmt die Brennstoffzelle den Großteil der Produktion. Denn zwischen November und Februar wird auch viel Wärme benötigt, das heißt, es fällt nebenher viel Strom ab.
So fanden 20 HIT-Solarmodule mit einer Gesamtleistung von 5,7 Kilowatt auf dem ehemaligen Stalldach Platz. Das Dach hat eine Neigung von 45 Grad und ist nach Südwesten ausgerichtet.
In dem Wohnhaus leben ständig drei Personen. Wenn alle Familienmitglieder zusammenkommen, sind es acht Personen. „Wäre nicht ein Brennstoffzellen-Heizgerät installiert worden, hätte ich die Photovoltaikanlage größer dimensioniert“, erläutert Rückstadt.
Heizung ohne Ölgestank
Aber er hat berücksichtigt, dass der Strom aus zwei Generatoren kommt. Beide sind an den Stromspeicher mit vier Kilowattstunden Kapazität angeschlossen. Der erzeugte Strom wird zunächst im Haus verbraucht. Ist der Bedarf gedeckt, wird er in der Batterie gespeichert. Nur der überschüssige Strom wird gegen Vergütung ins Netz eingespeist.
Bei der neuen Heizung war für Gabriele Reinhardt klar: Sie sollte sauber und leise sein, und sie wollte keine Arbeit damit haben. „Mit der alten Ölheizung hatten wir nur Ärger“, berichtet sie. „Es hat immer nach Öl gestunken. Und viel Platz im Keller hat sie weggenommen. Am Ende ist sie oft ausgefallen.“ Und so funktioniert das neue Heizgerät: Die Brennstoffzelle schaltet sich ein, sobald es Wärmebedarf gibt, zum Beispiel für das warme Trinkwasser.
Die Anlage in Brandenburg wurde bereits 2016 gebaut, deshalb liegen erste Betriebsdaten vor: Von Mai 2017 bis April 2018 erzeugten die Photovoltaikanlage und das Brennstoffzellen-Heizgerät insgesamt 7.762 Kilowattstunden Strom. Davon konnte die Familie – auch dank der Zwischenspeicherung in der Batterie – 48,3 Prozent selbst verbrauchen. Den Rest speiste sie ins Netz ein. Der Stromverbrauch lag in dem Zeitraum bei 3.884 Kilowattstunden. Mehr als 85 Prozent davon konnte die Familie Reinhardt selbst decken. Das heißt, sie musste nur etwa 570 Kilowattstunden zukaufen.
Bestens bewährt
Daneben profitieren sie von den Einnahmen, die sie durch die Einspeisung in das Netz erwirtschaften – aufgrund des EEG- und des KWK-Gesetzes. Nach Auffassung von Gabriele Reinhardt hat sich das neue System bestens bewährt: „Wir wollten hohe Autarkie, und wir haben sie erreicht.“
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VDMA
Aktueller Branchenführer zur Hannover Messe
Die Arbeitsgemeinschaft Brennstoffzellen beim Verband des Deutschen Maschinen- und Anlagenbaus legt einmal im Jahr einen Branchenführer vor. „Diese Technologie befindet sich in vielen Anwendungen voll in der Markteinführung“, sagt Manfred Stefener, der die Arbeitsgemeinschaft leitet. „Die globale Transformation der Energiewirtschaft treibt die Entwicklung der Brennstoffzelle in verschiedenen Sektoren massiv voran.“
Obwohl die konkreten Zahlen erst zur nächsten Hannover Messe vorliegen, dürfte der Zubau weltweit 2018 erstmals die Grenze von einem Gigawatt überschritten haben. „Brennstoffzellen sind sehr effiziente Energiewandler“, nennt Stefener einen Grund. „Sie erlauben eine weitere Reduzierung des Primärenergieeinsatzes und der Emissionen. Immer wichtiger wird dabei auch die lokale Schadstoffreduzierung in den urbanen Zentren.“
Zudem können Brennstoffzellen die fluktuierende Strombereitstellung durch erneuerbare Energien glätten. Das ist besonders relevant für die Sektorkopplung. Nach Prognosen werden in Deutschland 2022 rund 2,6 Milliarden Euro mit Geräten und Komponenten umgesetzt.
Nach Analysen der Firma E4tech wurden 2017 knapp 700 Megawatt Brennstoffzellenleistung ausgeliefert. Asien und Nordamerika teilten sich 95 Prozent des Marktes. Bei Brennstoffzellen für Züge, Lastkraftwagen und Schiffe sticht Europa allerdings global heraus. In Deutschland wurden 2018 rund 2.000 stationäre Brennstoffzellengeräte zur Gebäudeversorgung installiert. Sie werden durch das KWK-Gesetz und das Förderprogramm 433 der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) unterstützt.
Der Branchenführer steht zum Download bereit unter:
SFC Energy AG
Die SFC Energy AG aus Brunnthal bei München ist ein international tätiger Anbieter von stationären und mobilen Hybridsystemen für die Stromversorgung. Mit über 41.000 verkauften Brennstoffzellen gehört das Unternehmen zu den wichtigsten Anbietern dieser Branche. Werke befinden sich in den Niederlanden, Rumänien und Kanada.
Ein wichtiger Abnehmer der Brennstoffzellen ist das Militär. Im Dezember 2018 kaufte die Bundeswehr Brennstoffzellen Emily 2200 zur netzunabhängigen Stromversorgung von Bordgeräten in Fahrzeugen sowie SFC Power Manager nebst Zubehör. Der Auftrag hat ein Volumen von rund 1,25 Millionen Euro.
Mit Emily 2200 werden die Bordgeräte mit Strom versorgt, auch wenn der Motor nicht läuft. Zudem brauchen die Soldaten keine gesonderten Dieselaggregate mehr. Als Brennstoff kommt Methanol zum Einsatz.
Autarke Geräte für die Bundeswehr
Brennstoffzellen-Heizgerät von Viessmann.
Im Sommer kommt der Strom vom Sonnendach, die Brennstoffzelle läuft reduziert. In der Heizperiode übernimmt sie die Hauptlast in der Stromversorgung.
Autarkes Gerät mit Brennstoffzelle der Bundeswehr. Es wird von der Firma SFC Energy gefertigt und mit Methanol betrieben. Der Strom ist beispielsweise für Funkgeräte gedacht.
