Die bevorstehende Markteinführung von Mikro-KWK-Geräten mit Stirlingmotor-Antrieb lässt bei den Heizungsfachbetrieben offenbar das Interesse am Brennstoffzellen-Heizgerät (BZ-Heizgerät) schwinden. Inoffiziell heißt es, die teilnehmenden Unternehmen am Callux-Praxistest hätten Mühe, genügend Fachfirmen für die Installation und Wartung der Feldtestgeräte beim Endverbraucher zu finden. Der Grund für das Desinteresse an den Brennstoffzellen-Heizgeräten sei der allgemeine wirtschaftliche Aufschwung, die gute Konjunktur bei Wärmepumpen sowie der Marktstart der Stirlingmotor-Heizgeräte.
Die Callux-Verantwortlichen sehen ihr Programm dennoch im Zeitplan. Zitat aus einer Präsentation: Die avisierten Zielwerte konnten nachgewiesen werden. Bis 1. März 2010 waren von Baxi Innotech 23 Geräte vom Typ Beta 1.5 Plus und 11 Geräte vom Typ Gamma 1.0 installiert. Hexis gibt 30 Geräte vom Typ Galileo 1000N an. Vaillant ist durch den Wechsel von der Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzelle zur Fest-Oxid-Brennstoffzelle beim Praxistest in Verzug geraten und befindet sich nach offizieller Lesart noch in der Phase von Labortests. Auch die vielversprechende Entwicklung der Riesaer Brennstoffzellentechnik GmbH, ein 5 kWel/10 kWth-Brennstoffzellen-Heizgerät auf der Basis einer PEM-Brennstoffzelle, steht noch im Labor.
Viessmann hat sich im vergangenen Jahr aus dem Callux-Praxistest verabschiedet, führt aber seine Entwicklungen auf Sparflamme weiter, so die offizielle Meldung. Auf der Hannover Messe wurde jedoch kolportiert, dass Viessmann an einer OEM-Lösung arbeite.
Ohne Hilfe sind Ziele kaum realisierbar
Schon jetzt ist so gut wie sicher, dass die geplante installierte Stückzahl von 2250 Brennstoffzellen-Heizgeräten in Deutschland bis zum Jahr 2012 ohne zusätzliche unterstützende Maßnahmen nicht erreicht wird, so die Initiative Brennstoffzelle (IBZ) in einem Vortrag über Status und die weitere Vorgehensweise bei der Markteinführung der Brennstoffzellen-Heizgeräte.
Ursprüngliche Zielvorstellung war, die Entwicklung mithilfe des Callux-Projekts so weit voranzutreiben, dass spätestens ab dem Jahr 2020 jährlich 72000 Seriengeräte zu Marktpreisen absetzbar sind. Im Vergleich zu den bis dato marktgängigen Mikro-KWK-Alternativen dürften diese Geräte etwa 1700 Euro/kWel teurer sein, sieht der IBZ-Entwicklungsplan vor. Noch mindestens bis Ende 2013 müsste deshalb die Installation von Brennstoffzellen-Heizgeräten im Rahmen des Callux-Demonstrationsprogramms gefördert werden.
Kai Klinder, Geschäftsführer der Now GmbH, Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie, sieht Deutschland aufgrund des japanischen Förderprogramms unter Zugzwang. Toshiba und Eneos Celltech hätten bereits mit der Vermarktung eines Brennstoffzellen-Heizgerätes im Leistungsbereich 250 bis 700 Wel und 250 bis 900 Wth begonnen; Preis umgerechnet ca. 24 000 Euro. Ziel des japanischen Förderprogramms sei eine kumulierte installierte Geräteanzahl von 2,5 Mio. bis zum Jahr 2030.
Wettbewerb mit der Wärmepumpe
Die Entwickler von Brennstoffzellen-Heizgeräten kümmern derzeit die Aktivitäten japanischer Hersteller noch wenig. Sorgen bereitet eher die kommende Generation innovativer Luft-Wasser-Wärmepumpen mit Smart-Meter- und Smart-Grid-Funktionen. Dadurch kann der Kunde die Effizienz seiner Anlage besser kontrollieren und mit zeitvariablen Stromtarifen die ohnehin niedrigen Betriebskosten weiter senken.
Stiebel Eltron sieht durch die Verknüpfung von Verbrauchs-, Tarif- und Anlagendaten weitere kostenrelevante Vorteile für die Wärmepumpe. Angesprochen auf die künftige Rolle zeitvariabler Stromtarife für Privathaushalte und deren Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit der BZ-Heizgeräte winkten die Callux-Teilnehmer erst einmal ab: Ihre Probleme lägen derzeit woanders; damit könne man sich jetzt nicht (auch noch) beschäftigen. Auch die Option, E-Mobility-Funktionen und Haus-Automation in ein intelligentes Energiemanagement mit einzubinden, wird derzeit offenbar noch nicht weiter verfolgt, obwohl gerade die Hannover Messe Energy zeitweise den Anschein einer Fachmesse für Elektrofahrzeuge erweckte.
Sensationeller Wirkungsgrad
Während sich Baxi Innotech, Hexis und Vaillant mit dem Fine-Tuning ihrer Geräte beschäftigen und weitere Kostensenkungspotenziale bei Zulieferteilen ausloten, sorgte der australische Brennstoffzellen-Hersteller Ceramic Fuel Cells (CFCL) mit seinem modularen Brennstoffzellen-Generator BlueGen auf der Hannover Messe für Furore. Die Fest-Oxid-Brennstoffzelle (SOFC-BZ) für Erdgas soll einen elektrischen Nettowirkungsgrad von 60 % erreichen und immerhin noch mehr als 40 % bei 25 % Teillast.
Damit käme das in Australien entwickelte Gerät, das seine SOFC-Stacks aus einer eigens von CFCL in Heinsberg/NRW errichteten Fertigungsanlage bezieht, auf einen rund doppelt so hohen elektrischen Wirkungsgrad wie die Geräte von Baxi, Hexis und Vaillant. Wegen des hohen elektrischen Wirkungsgrades ist das Gerät in erster Linie für die reine Stromerzeugung interessant und erst in zweiter Linie für die Nutzung der Abwärme zu Heizzwecken. Letztere Option will CFCL in Deutschland mit dem Partner Gebr. Bruns GmbH, Saterland, einem auf Lohnfertigung und OEM-Produktion spezialisierten Unternehmen, realisieren.
Modultechnik ebnet den Weg
CFCL betreibt seit 2009 in Heinsberg eine vollautomatische Montageanlage für SOFC-Stacks mit einer Kapazität von 10000 Stacks pro Jahr in der jetzigen Ausbaustufe, die sich auf 160000 Stacks pro Jahr erweitern lässt. Die Stacks werden zusammen mit der „heißen Peripherie“ zu Brennstoffzellen-Modulen komplettiert. Systempartner übernehmen dann die Weiterverarbeitung zu Stromaggregaten oder Brennstoffzellen-Heizgeräten. Insider der Brennstoffzellen-Szene sehen in der Modultechnik die Zukunft, auch für die Brennstoffzellen-Heizgeräte.
Die starke Individualisierung der Entwicklung von Stacks sei ein kostspieliger Irrweg, so Dr. Ulf Bossel, Veranstalter des European Fuel Cell Forums in Luzern. Sinnvoller sei eine Stack-Allianz mit dem Ziel, die in Großserie hergestellten Brennstoffzellen-Stacks mit einer individuellen Peripherie zu bestücken. Nur so könnten mittelfristig wettbewerbsfähige Preise für Brennstoffzellengeräte erreicht werden, egal ob für die Wärmeerzeugung, als Stromaggregat für Jachten, Boote, Wohnmobile und Telekommunikationsanlagen oder als mobile Nachladeaggregate für Elektrofahrzeuge, sogenannte Range Extender.
Fazit
Das mühsame Herantasten an serientaugliche und wirtschaftliche Brennstoffzellen-Heizgeräte geht weiter. Die ursprüngliche Begeisterung der Heizungsfachleute an der Brennstoffzelle scheint nachzulassen, wie das Callux-Projekt zeigt. Die mehrfach angekündigte „breite“ Markteinführung im Jahr 2015 muss womöglich nochmals verschoben werden. Als künftige Favoriten bei der Wärmeerzeugung werden innovative Luft/Wasser-Wärmepumpen mit Smart-Meter- und Smart-Grid-Funktionen und zeitvariablen Tarifen gehandelt, deren Wirtschaftlichkeit bedeutend höher bewertet wird als die von BZ-Heizgeräten.
Links zum Thema
Daten und Fakten zum BlueGen
Das Gennex Brennstoffzellenmodul von BlueGen mit Fest-Oxid-Brennstoffzelle (SOFC) wurde für die dezentrale Stromerzeugung aus Erdgas konzipiert. Dabei erreicht es nach Angaben des Herstellers mit 60 % bei 1,5 kWel den weltweit höchsten elektrischen Netto-Wirkungsgrad. Die elektrische Ausgangsleistung kann von 0…2 kWel geregelt werden. Neben der Verwendung als Stromerzeugungssystem ist der Betrieb als Blockheizkraftwerk möglich. Dabei ist über einen internen Wärmeübertrager eine Wärmeauskopplung von 0,3…1,0 kWth (Abgasabkühlung auf 30 °C) möglich, wobei ein Gesamtwirkungsgrad von bis zu 85 % erreicht wird. Die Aufheizung (25 h) erfolgt vollautomatisch unter Verwendung der Netzspannung, eine stromnetzunabhängige Inbetriebnahme ist nicht möglich. Im Selbstversorgungsmodus produziert das Gerät nur seinen Eigenverbrauch (z. B. bei einer ausgedehnten Stromnetzstörung). Im Energieerzeugungsmodus mit voreinstellbaren Spitzenlast-Erzeugungsprofilen kann die abgegebene Leistung zwischen 0 und 2,0 kWel reguliert werden. Zur sicheren Abkühlung ist Netzspannung erforderlich, der Vorgang dauert zwischen 36 und 72 h. Eine „Kleinwartung“ der Luft- und Wasserfilter ist alle zwölf Monate erforderlich. Die Hauptwartung wird bisher nur mit „größer als zwölf Monate“ angegeben und umfasst zusätzlich den Gasentschwefler. Mit (BTH) 600 × 730 × 1125 ist das Gennax etwas größer als ein Haushaltsgerät (Anschlüsse teilweise von hinten und von oben). Eine deutschsprachige technische Beschreibung findet sich unter folgendem Link:
Wolfgang Schmid
ist Freier Fachjournalist für Technische Gebäudeausrüstung, München, E-Mail: wsm@tele2.de
