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Neue Wege im Schulterschluss eröffnen Effizienzpotenziale im Heizungskeller

Neue Wege im Schulterschluss eröffnen Effizienzpotenziale im Heizungskeller

Brennstoffzelle

Damit Stadtwerke ihren Privatkunden attraktive Angebote unterbreiten können, ist die effiziente KWK-Technik meist noch zu teuer. Ein Modellprojekt mit Stadtwerke-Partnern will die Marktdurchdringung fördern.

23. Oktober 2014

Das Gerät im Keller ist gerade einmal so groß wie eine Waschmaschine und steht unscheinbar an der Wand. Das BlueGen-Brennstoffzellen-Mikrokraftwerk liefert 1,5kWel und 0,62kWth, besitzt einen elektrischen Wirkungsgrad von bis zu 60% und arbeitet seit rund einem Jahr im Aachener Mehrgenerationenhaus von Martin Pieren.

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»Ich bin schon immer von innovativer Technik begeistert gewesen. Die Brennstoffzelle hilft mir, meinen individuellen CO2-Ausstoß zu reduzieren und so einen kleinen, aber effektiven Beitrag zum Klimaschutz zu leisten«, so Pieren.

Optimal ausgelastet erzeugt die Anlage jährlich bis zu 13.000kWh Strom. Der Strom wird komplett ins Stromnetz eingespeist und entsprechend vergütet. Die rund 5.000kWh Wärme, die die Brennstoffzelle produziert, unterstützen die Warmwasserbereitung.

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Damit kann das Gerät ganzjährig den Bedarf der sieben im Haus lebenden Personen decken. Sollte die Leistung nicht ausreichen, steht ein konventioneller Kessel in Reserve bereit.

Den Einbau der Brennstoffzellenanlage im Mehrgenerationenhaus von Martin Pieren hat der Erdgashändler Wingas in Kooperation mit den Stadtwerken Aachen (Stawag) im Rahmen eines Modellprojekts realisiert. Der Kasseler Erdgashändler unterstützt dabei mit Förderprogrammen unterschiedliche Gaseffizienztechnologien. Die Stawag hat sich im Rahmen des Projekts für die Brennstoffzellentechnik, speziell das BlueGen-Gerät von Ceramic Fuel Cells, entschieden.

»Wir sind von der hocheffizienten Brennstoffzellentechnologie überzeugt und möchten einen Beitrag leisten, deren rasche Marktdurchdringung zu unterstützen. Für uns erfüllen Stadtwerke dabei eine wichtige Multiplikatorenfunktion, um Endverbrauchern die Technik nahezubringen«, betont Detlef Mirsch, Leiter Technische Dienstleistungen bei Wingas.

Erfahrungen Sammeln

Vom Einbau der Brennstoffzelle profitiert nicht nur Hauseigentümer Pieren. Die Stadtwerke Aachen sind als regionaler Versorger mit Kompetenzen bei Strom- und Gasanwendungen von Haus aus an ökologischen und wirtschaftlichen Technologien interessiert.

»Das Projekt gibt uns die Möglichkeit, Erfahrungen mit der Brennstoffzellentechnik unter realen Bedingungen zu sammeln, bevor wir sie als Endkundenprodukt einführen«, erläutert Ralf Hinrichsmeyer, Projektverantwortlicher für die Stadtwerke Aachen. »Bei Martin Pieren haben wir die Brennstoffzelle in die bereits bestehende Heizungsanlage eingebaut. Der Umbau war zwar eine technische Herausforderung, aber es hat sich gelohnt. Jetzt sorgt das Gerät für die Warmwasserbereitung.«

Die Brennstoffzelle laufe im Dauerbetrieb. »Wir wollten auch testen, wie effizient die neue Technik wirklich arbeitet – die Ergebnisse sind bei sehr guter Stromausbeute und hundertprozentiger Verfügbarkeit bisher durchgehend positiv.«

Ähnlich gute Erfahrungen haben die Technischen Werke Ludwigshafen (TWL) gemacht. Das Unternehmen hat auch am Wingas-Modellprojekt teilgenommen und sich ebenfalls für das BlueGen-Gerät entschieden.

Auch die TWL findet es wichtig, Erfahrungen mit der Technik zu sammeln. 111 Unternehmen und Privatkunden haben sich bei den Werken als Testkandidat beworben. Die Wahl fiel schließlich auf das Bäckereiunternehmen Theo Theurer.

Eigenverbrauch mit Sinn

Das Unternehmen verfügt über eine Heizzentrale bestehend aus gasbefeuerten Thermalöl-Backöfen und einer gasbefeuerten Kesselanlage mit einer Leistung von etwa 200kW zur Gebäudebeheizung und Warmwasserbereitung. Die Brennstoffzellenanlage speist als Beistellgerät die erzeugte Wärme in das bestehende System der Gebäudeheizung und Warmwasserbereitung ein. Der dabei gleichzeitig erzeugte Strom wird eigenverbraucht.

»Das größte Problem bestand darin, einen passenden Partner mit entsprechender Anlagenkonfiguration und Abnahmeprofil zu finden«, so Peter Kling, zuständig für den Vertrieb Geschäftskunden bei TWL. »Viele der Bewerbungen erfüllten die technischen Voraussetzungen nicht.« Zudem lasse sich diese spezielle Brennstoffzelle bisher nur in wenigen Haushalten von Privatkunden wirtschaftlich betreiben, »weswegen wir uns für einen gewerblichen Einsatz entschieden haben«, erläutert er.

Die Partnerschaft zwischen der Bäckerei und der TWL läuft über zwei Jahre. Während dieser Zeit übernehmen die Werke den Betrieb, die Wartung und mögliche Instandsetzungsarbeiten. Der Projektteilnehmer zahlt die abgenommene Wärmemenge. Das Erdgas für den Betrieb der Brennstoffzelle steuert das kommunale Unternehmen unentgeltlich bei.

Hohe Stromausbeute

Nach mittlerweile rund einem Jahr Laufzeit zieht auch Kling ein positives Fazit: Sowohl die Zuverlässigkeit wie auch die gute Energiebilanz, speziell die hohe Stromausbeute, lobt der Ludwigshafener.

Gerade den hohen elektrischen Wirkungsgrad im kleinen Leistungssegment könne man dem Kunden sehr gut vermitteln. Zudem überzeuge das Gerät mit kompakter Baugröße, robuster Technik und eigne sich daher als Beistellgerät im Rahmen von Sanierungen in Bestandsgebäuden. Die Verfügbarkeit der eingebauten Brennstoffzelle lag bisher bei 100%.

Skaleneffekte notwendig

Sind Brennstoffzellen daher die perfekte Lösung für alle? »So weit sind wir leider noch nicht«, räumt Detlef Mirsch ein. Mikro-KWK-Anlagen böten zwar das höchste gerätespezifische CO2-Einsparpotenzial. Sie sind derzeit mit Preisen ab 20.000€ aber noch zu teuer, als dass Stadtwerke ihren Privatkunden attraktive Angebote unterbreiten können. Die Technologie lässt sich aber bereits wirtschaftlich sinnvoll betreiben, wenn die komplette KWK-Stromerzeugung für den Eigenbedarf genutzt werden kann.

»Das ist bezogen auf das BlueGen-Gerät in der Regel bei kleinen und mittleren gewerblichen Unternehmen und Betrieben der Fall, die mindestens 15.000 kWh pro Jahr verbrauchen«, so Mirsch. »Die meisten Anfragen nach der effizienten Brennstoffzellentechnologie stammen derzeit jedoch von Privatkunden, für die andere Brennstoffzellen-Konzepte mit geringerer elektrischer Stromausbeute besser geeignet sind.«

Aufgrund der derzeit noch hohen Anschaffungskosten lasse sich eine Anlage beispielsweise in einem Einfamilienhaus, in dem durchschnittlich etwa 4.000kWh pro Jahr selber verbraucht werden, in der Regel noch nicht wirtschaftlich betreiben. »Das wird sich in absehbarer Zeit jedoch ändern, denn mit zunehmender Verbreitung dieser Technologie fallen sehr schnell die Preise. Dafür möchten wir gemeinsam mit unseren Stadtwerke-Partnern einen Beitrag leisten«, so Detlef Mirsch.

»Die Brennstoffzelle ist ein interessantes Energiedienstleistungsprodukt, doch Kosten und Nutzen müssen in einem gesunden Verhältnis stehen. Dann steht der Einführung der Technik in den Massenmarkt nichts mehr im Weg«, sagt Hinrichsmeyer mit Blick auf die Zukunft.

Erschienen in Ausgabe: 09/2014