Welche Kunden wollen Sie mit Ihren Geräten erreichen?
Andreas Frömmel: Unser Portfolio umfasst zwei Produktgruppen. Zum einen haben wir die Sunfire-Home, ein Gerät, das mit 750 Watt elektrischer und 1.250 Watt thermischer Leistung auf die Bedürfnisse in einem durchschnittlichen Ein- und Zweifamilienhaus ausgelegt ist. Außerdem haben wir in den letzten zehn Jahren auch die Sunfire-Remote-Generatoren entwickelt. Hierbei handelt es sich um Brennstoffzellengeräte für netzferne Anwendungen, dort wo es weder Strom- noch Gasanschluss gibt. Damit ersetzen wir Dieselgeneratoren und bieten so eine geräuscharme und effiziente Alternative für den Off-Grid-Bereich.
Gibt es auch eine Lösung für das Gewerbe oder Mehrfamilienhäuser?
Ja, wir können auch eine Kaskade aus zwei oder mehr parallel geschalteten Sunfire-Home installieren und somit die Anforderungen in kleineren Gewerbebetrieben, in Pensionen oder in Arztpraxen abdecken. In Mehrfamilienhäusern liegt der Fokus neben der Unterstützung des Heizsystems vor allem auf der Abdeckung des Gemeinschaftsstroms wie Hauslicht, Keller- und Tiefgaragenbeleuchtung oder des Betriebsstroms für die Umwälzpumpen der Heizungsanlage.
Die Sunfire-Home hat 750 Watt elektrische Leistung. Ist sie damit in der Lage, ein Gebäude zu versorgen?
Die Leistung orientiert sich an dem durchschnittlichen Bedarf eines Einfamilienhauses. Dementsprechend ist die Brennstoffzelle als effizientes Beistellgerät ausgelegt, um Stromkosten zu senken, mehr Autarkie zu erreichen und Emissionen zu reduzieren. Mit den 750 Watt kann ein durchschnittlicher Haushalt etwa 50 Prozent seines Strombezugs aus dem Netz einsparen. Wäre die Leistung höher, hätte der Hauseigentümer zeitweise Stromüberschüsse, die er ohne Batterie im Haus ins Netz einspeisen müsste. Diese Überschusssituation wollen wir vermeiden. Zudem hat die Anlage noch eine hohe thermische Leistung, die bei einer steigenden elektrischen Leistung ebenfalls wächst. Dann stünden Hauseigentümer vor allem im Sommer vor der Herausforderung, die Wärme zu nutzen.
Foto: Sunfire
Wie kommt das Gerät mit der volatilen Sonnenstromproduktion in Kombination mit einer Photovoltaikanlage zurecht?
Da die Sunfire-Home eine Hochtemperaturbrennstoffzelle mit einer Festoxidtechnologie ist, sollte sie nicht einfach immer wieder ab- und zugeschaltet werden. Denn dann müsste sie immer wieder auf eine Betriebstemperatur von über 800 Grad Celsius vorgeheizt werden. Der Kaltstart dauert etwa sechs Stunden. Aber das Gerät kann die elektrische Leistung modulieren. So kann sie auf 50 Prozent der Leistung herunterregeln und so beispielsweise auf die fluktuierende Wärmeabnahme reagieren. Dabei bleibt die Effizienz gleich – im Unterschied zu einem motorgetriebenen BHKW, dessen Effizienz in der Teillast abnimmt.
Würden Sie dennoch zu einer Kombination mit Photovoltaik raten?
Die Brennstoffzelle ist eine perfekte Ergänzung zu einem System aus Photovoltaik und Batteriespeicher. Denn sie füllt die Winterdelle, die die Photovoltaik hinterlässt, wenn zu wenig Sonne scheint. Die Batterie wiederum puffert die Lastspitzen weg. Auf diese Weise kann der Hauseigentümer einen Autarkiegrad von 90 Prozent erreichen. Mit der entsprechenden Technik lässt sich sogar eine komplette Insellösung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung konstruieren.
Wie wird die Brennstoffzelle in das Wärmesystem eingebunden?
Die Brennstoffzelle liefert einerseits Strom und andererseits Wärme, und das mit etwa 90 Prozent Gesamteffizienz. Die Wärme speist sie in einen thermischen Speicher ein, der in der Regel eine Solltemperatur von 60 Grad Celsius hat. Ein Fühler kontrolliert die Temperatur und gibt der Brennstoffzelle ein Signal, ob Wärme gebraucht wird. Ist dem so, dann kann das Gerät weiterlaufen. Sinkt die Wärmeanforderung, geht sie in den Teillastbetrieb. Reicht auch das nicht, schaltet sie sich ab. Sollte die Wärmeleistung nicht ausreichen, hilft hier ein Spitzenlastkessel nach. Den Strom kann sie direkt in die Hausleitung einspeisen oder einen Batteriespeicher füllen.
Wie kompliziert ist eine Einbindung in das Gebäudeenergiekonzept?
Sowohl auf der thermischen als auch auf der elektrischen Seite haben wir auf eine möglichst einfache Einbindung geachtet, damit die Brennstoffzelle mit den Spitzenlastkesseln und den Batteriespeichern unterschiedlicher Hersteller kombiniert werden kann. Die weitergehende Integration übernimmt dann ein Energiemanager. Sie erfolgt mit einem potenzialfreien Kontakt, über den die Brennstoffzelle gesteuert werden kann. Dadurch ist sie mit unterschiedlichen Energiemanagementsystemen kompatibel.
Ihre Brennstoffzelle arbeitet auch mit Flüssiggas. Worin unterscheidet sich das technische Prinzip vom Betrieb mit Erdgas?
Der Unterschied liegt im Wesentlichen in der Reformierung des Gases zu Wasserstoff, der in der Zelle elektrochemisch umgewandelt wird. Denn Flüssiggas ist komplexer als Erdgas, das zum größten Teil aus Methan besteht. Flüssiggas, bekannt unter der Abkürzung LPG, hingegen ist ein Gemisch aus Propan und Butan, deren Anteile saisonal schwanken. Auch im Tank sind die Anteile sehr unterschiedlich. So ist am Boden mehr Butan, weil es schwerer ist als Propan. Das ist – neben den längeren Kohlenstoffketten, die aufzuschließen sind – mit zu beachten. Zudem sind Verrußungen im Gerät zu vermeiden.
Am Ende steht aber das Ziel, mit grünem Wasserstoff zu heizen. Kommt das Gerät von Sunfire mit dieser Energiequelle zurecht?
Grundsätzlich ist das möglich, wobei die Quelle ja nicht nur überschüssiger Ökostrom ist. Wir testen die Zellen in der Entwicklung ohnehin mit reinem Wasserstoff. Für Brennstoffzellen für Einfamilienhäuser, die mit reinem Wasserstoff betrieben werden, gibt es jedoch momentan keinen Markt. Aktuell ist ein Reformer der Zelle vorgeschaltet, der die Moleküle des Erdgases oder des Flüssiggases aufschließt. Nutzen wir Kohlenwasserstoffe als Betriebsstoff, stellen wir mit einem Teil der Reformierung in der Zelle ein thermisches Gleichgewicht her. Das müssten wir dann nicht mehr machen, wenn die Umstellung auf grünen Wasserstoff erfolgt. Wir stellen uns zunächst aber auf eine Beimischung von zum Beispiel 20 Prozent im Erdgasnetz ein und sind somit H2-ready.
Wie bekommt der Hauseigentümer mit der Brennstoffzelle das CO2 aus der Heizung, bis es ausreichend grünen Wasserstoff gibt?
Sunfire hat sich das Heizen ohne CO2 auf die Fahnen geschrieben. Wir bieten unseren Kunden die Möglichkeit, die Installation der Sunfire-Home mit einem Bezugsvertrag für CO2-neutrales Bio-LPG zu verbinden. Perspektivisch wird es auch synthetisches Gas geben, das mit unseren Produkten hergestellt wird.
Wie sieht es mit der Wirtschaftlichkeit des Geräts im Betrieb aus?
Diese hängt von der Laufzeit ab. Systeme, die wir bisher verbaut haben, kommen durchschnittlich auf 4.000 bis 6.000 Betriebsstunden pro Jahr. Damit kann der Hauseigentümer jährlich zwischen 600 und 800 Euro Stromkosten sparen. Wir haben aber auch schon Geräte installiert, mit denen jährlich bis zu 1.200 Euro Stromkostenersparnis erzielt wurden. Das ist möglich, wenn die Geräte das Jahr durchlaufen. Außerdem spart der Hausbesitzer auch noch Heizkosten. Denn Flüssiggas ist im Vergleich zum Heizöl günstiger. Je nach Gaspreisentwicklung sind hier Einsparungen in Höhe von etwa 25 Prozent möglich.
Muss das Gerät gewartet werden?
Die Festoxidbrennstoffzelle kann über lange Zeiträume einfach durchfahren und ist wartungsarm. Dennoch ist eine regelmäßige Wartung notwendig. So sollten beispielsweise die Luftfilter alle zwei Jahre ausgetauscht werden. Auf diesen Zeitraum haben wir auch die Größe der Entschwefelungskartusche ausgelegt, die dann gleich mitgetauscht wird. Das alles ist in unserem zehnjährigen Wartungsvertrag inbegriffen. Dieser umfasst übrigens neben den geplanten auch alle ungeplanten Wartungen inklusive Personal und Material.
Das Interview führte Sven Ullrich.