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Die Wasserstoff-Heizung: Kosten und Umsetzung

Aktuelle Heizsysteme nutzen effiziente Brennwerttechnik oder erneuerbare Energien wie Wärmepumpen oder Solarthermie, um energiesparend und umweltfreundlich zu heizen. Eine weitere, noch selten anzutreffende Option ist die Wasserstoff-Heizung. In diesem Artikel erfahren Sie, wie viel eine mit Wasserstoff betriebene Heizung kostet und ob sich die Investitionskosten rentieren.

Inhaltsverzeichnis

  1. Funktionsweise einer Wasserstoff-Heizung auf Basis der Brennstoffzelle
  2. Anschaffungskosten für eine Wasserstoff-Heizung
  3. Die Betriebs- und Wartungskosten
  4. Heizen mit Wasserstoff und Brennstoffzelle: Vor- und Nachteile
  5. Vergleich der Wasserstoff-Heizung mit anderen Heizsystemen
  6. Wasserstoff-Heizung: Kostenintensive, nicht ausgereifte Technologie

Funktionsweise einer Wasserstoff-Heizung auf Basis der Brennstoffzelle

Eine Wasserstoff-Heizung basiert auf der sogenannten Brennstoffzelle. Sie generiert mithilfe von Wasserstoff Strom und Wärme. In einer Brennstoffzelle gelangen Protonen durch eine rechteckige Membran mit einer Anode und Kathode. Sie ermöglicht die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser. Den benötigten Wasserstoff erzeugt die Wasserstoff-Heizung aus Erdgas. Die spezifische Funktionsweise der Brennstoffzelle ist in der Grafik unten dargestellt.

Um Wärme zu erzeugen, werden Zellen verwendet, die aus zwei Elektroden bestehen. Diese sind durch eine Zwischenschicht voneinander abgegrenzt.

  1. Sobald Wasserstoff zugeführt wird, trennt ein eingebauter Katalysator den Wasserstoff in Elektronen und Protonen.

  2. Ein elektrischer Leiter sorgt nun dafür, dass die Elektronen zur Elektrode weiterströmen können. Dort entsteht Gleichstrom. Mithilfe eines Wechselrichters wird Wechselstrom zur Verfügung gestellt, den Sie im Haushalt nutzen können.

  3. Während die Elektronen Strom erzeugen, wandern die Protonen durch die Zwischenschicht und verbinden sich danach mit den Elektronen und dem Sauerstoff.

  4. Dieser chemische Vorgang erzeugt schließlich Wärme, die zum Beispiel ein Trägermedium wie Wasser erhitzen kann. Das erwärmte Heizungswasser wird in das Heizungsrohrsystem eingespeist und beheizt die Räume wie gewohnt über die dort aufgestellten Heizkörper oder die Fußbodenheizung.

Funktionsprinzip einer Brennstoffzelle Grafik
Die Brennstoffzelle nutzt Wasserstoff, um Strom und Wärme zu produzieren.

Da es bei Brennstoffzellen keinen Verbrennungsvorgang mit hohen Temperaturen im ursprünglichen Sinne gibt, wird auch von einer „kalten Verbrennung“ gesprochen.

Eine Besonderheit der Wasserstoff-Heizung: Sie erzeugt Wärme und Strom. Der Strom kann in das Hausnetz oder das Stromnetz gespeist werden. Darüber hinaus wird er genutzt, um neuen Wasserstoff aus Erdgas zu gewinnen. Die Heizung, die auf Brennstoffzellen basiert, verursacht durch die kalte Verbrennung keine Abgase. Das „Abfallprodukt“ ist lediglich Wasser.

Anschaffungskosten für eine Wasserstoff-Heizung

Die Technik einer Brennstoffzellenheizung ist aufwändiger als bei herkömmlichen Brennwertgeräten oder einem Blockheizkraftwerk (BHKW). Dementsprechend sind die Kosten für eine Wasserstoff-Heizung sehr hoch. Dies ist ein Grund dafür, dass Heizsysteme mit Brennstoffzellen nicht stark verbreitet sind, obwohl es sie bereits seit mehr als zehn Jahren gibt.

  • Vor wenigen Jahren lag der Preis für eine Wasserstoff-Heizung bei fast 50.000 Euro.
  • Heute müssen Verbraucher für eine Wasserstoff-Heizung mit Einstiegspreisen ab zirka 23.000 Euro rechnen, wobei die Installationskosten und Kosten für Wärme- und Stromspeicher noch hinzukommen.
  • Eine Wasserstoff-Heizung inklusive Zubehör und Einbau kostet zwischen 30.000 und 35.000 Euro.

Ein direkter Preisvergleich ist für Verbraucher schwierig, da die Hersteller keine Preise nennen und auch die Einbausituation einen Unterschied machen kann. Wer sich für eine Brennstoffzellenheizung entscheiden möchte, muss ein individuelles Angebot bei einem Fachbetrieb anfragen.

Welche Förderung gibt es?

  • Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) fördert Brennstoffzellenheizungen mit bis zu 40% der förderfähigen Kosten. Die Förderung durch das BAFA endete zum Jahreswechsel 2020/2021.

  • Neben der staatlichen Förderung für die Wasserstoff-Heizung gibt es die Möglichkeit, eine Einspeisevergütung für Strom zu erhalten, den Verbraucher ins allgemeine Stromnetz einspeisen.

Die Betriebs- und Wartungskosten

Wasserstoff-Heizungen können potenziell die jährlichen Kosten für Energie reduzieren. Wer zum Beispiel 1.000 Euro im Jahr für Erdgas zum Heizen bezahlt, spart mit einer Wasserstoff-Heizung rund 500 Euro. Die hohen Investitionskosten wirken sich jedoch trotzdem negativ auf die Amortisationszeit aus. Je größer die Anlage ist, desto mehr Wärme und Strom kann sie erzeugen und desto eher amortisiert sie sich. Ein Fachbetrieb berät Sie hier gerne.

Wie alle Heizungsanlagen muss auch die Wasserstoff-Heizung regelmäßig gewartet werden. Hier kommt es vor allem auf das Prüfen der Technik und der Rohrsysteme an. Da bei der kalten Verbrennung keine Abgase erzeugt werden, entfällt zum Beispiel die Kontrolle des Schornsteins. Da die Brennstoffzelle von einem spezialisierten Betrieb gewartet werden muss, empfiehlt sich ein Wartungsvertrag, dessen Kosten bei 300 bis 600 Euro im Jahr liegen.

Heizen mit Wasserstoff und Brennstoffzelle: Vor- und Nachteile

Wer mit einer Wasserstoff-Heizung heizt, muss mit folgenden Vor- und Nachteilen rechnen:

Pro

  • erzeugt Wärme und Strom

  • geräuscharmer Betrieb

  • verursacht keine CO2-Emissionen

  • benötigt wenig Platz

  • Einkünfte über Stromverkauf möglich

  • hohe Fördersummen abrufbar

  • mit alternativen Energieträgern kombinierbar

  • eignet sich für Erdgas und Biogas

Contra

  • sehr hohe Investitionskosten

  • ohne Förderung finanziell unrentabel

  • benötigt Erdgasanschluss

  • Stromverkauf muss versteuert werden (Gewerbeanmeldung notwendig)

  • technologisch noch nicht voll ausgereift

  • Wasserstoff lässt sich nicht einfach speichern

Vergleich der Wasserstoff-Heizung mit anderen Heizsystemen

  1. Wärmepumpe versus Wasserstoff-Heizung

    Die Wärmepumpe ist in vielen Fällen die attraktivste Heizmethode. Genau wie die Brennstoffzellen-Heizung stößt sie keinerlei CO2 oder Feinstaub aus. Sie brauchen hier hingegen kein Erdgas oder ähnlichen Energieträger. Das macht die Wärmepumpe noch zukunftsweisender und umweltfreundlicher. Hinzu kommt, dass die Wärmepumpe in der Regel günstiger in der Anschaffung ist und die Technologie ausgereift ist. Mehr zu dieser Heizart erfahren Sie in unserem Ratgeber-Artikel „Heizsystem Wärmepumpe“.

  2. Gas-Brennwertheizung versus Wasserstoff-Heizung

    Eine moderne Gas-Brennwertheizung ist deutlich günstiger in der Anschaffung und kann den Gasverbrauch im Vergleich zu alten Gasheizungen um bis zu 30% senken. Zusätzliche Einsparungen sind durch die Kombination mit Wärmepumpen oder Solarthermie möglich.

    Darüber hinaus werden Gas-Hybridheizungen ebenfalls staatlich gefördert. Im Zuge des Klimaschutzgesetzes gibt es hier attraktive Fördermöglichkeiten für Hausbesitzer. Viele Bundesländer und Kommunen bieten zusätzliche Unterstützung an, die mit den Angeboten vom BAFA und der KfW kombiniert werden kann.

    Eine Gas-Hybridheizung ist somit eine finanziell attraktivere Alternative zur Brennstoffzellen-Heizung. Alles rund um die Vor- und Nachteile, Funktionsweise und Förderungsmöglichkeiten einer Gas-Brennwertanlage lesen Sie im Artikel „Heizsysteme: Heizen mit Gas“.

  3. Weitere Hybridsysteme versus Wasserstoff-Heizung

    Weitere sinnvolle Hybridsysteme sind beispielsweise die Kombination von Öl- oder Gasheizung mit Solarthermie. Auch Wärmepumpe plus Solarthermie kann in manchen Fällen sinnvoll sein. Mehr zu den einzelnen Varianten und ihren Vor- und Nachteilen erfahren Sie im Artikel „Hybridheizung: Technologie mit Vor- und Nachteilen“. Hier lesen Sie außerdem, wann sich ein Hybridsystem für Sie lohnt.

  4. BHKW versus Wasserstoff-Heizung

    Durch das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ähnelt die Wasserstoff-Heizung einem Blockheizkraftwerk. Im Gegensatz zum BHKW nimmt die Brennstoffzellen-Heizung jedoch deutlich weniger Platz weg. Die Wasserstoff-Heizung lohnt sich, ebenso wie ein BHKW, erst mit steigendem Wärme- und Strombedarf.

Heizungsbauer finden

Kontaktieren Sie einen Heizungsbetrieb in Ihrer Nähe und lassen Sie sich beraten, welche Heizungsart sich am besten für Sie eignet.

Wasserstoff-Heizung: Kostenintensive, nicht ausgereifte Technologie

Eine Wasserstoff-Heizung ist auf den ersten Blick eine interessante Alternative zum herkömmlichen Heizgerät, zumal das System lediglich Wasser und keine Abgase erzeugt. Allerdings sprechen die hohen Anschaffungskosten sowie die noch nicht ganz ausgereifte Technik gegen die Brennstoffzelle.

Außerdem hängt die Umweltfreundlichkeit des gesamten Systems davon ab, welche Art von Gas in Wasserstoff verwandelt wird. Nutzt die Anlage fossiles Erdgas, muss dies in die Klimabilanz einberechnet werden.

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Phil R.,
M.A.

Über den Autor

Phil R. hat mehrere Jahre in der Marketing-Abteilung eines Unternehmens für Heiz- und Kamintechnik gearbeitet. Dort hat er tiefe Einblicke in die Technik und Branche bekommen und gelernt, komplexe Heizungsthemen für Laien verständlich aufzubereiten.

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