Das Eigenheim als Kleinkraftwerk

Selten hat ein gasbetriebenes Gerät die Fantasie von Ingenieuren, Politikern und Unternehmern dermaßen beflügelt als die Brennstoffzelle für den Hausgebrauch. Ein kühlschrankgroßes Gerät produziert Strom und Wärme für eine vierköpfige Familie - und zwar effizient aus Erdgas. Diesen vergleichsweise umweltfreundlichen Brennstoff bekommt bundesweit jeder zweite Haushalt per Rohrleitung geliefert.Rund 30 Prozent weniger Kohlendioxid als die ebenfalls sehr effizienten Brennwertkessel sollen die Brennstoffzellen ausstoßen. Das macht sie klimapolitisch interessant. Energiepolitisch wichtig könnten sie werden, weil sich Tausende von ihnen zusammenschalten lassen. Sie können so ganze Großkraftwerke ersetzen und Windkraftwerke umweltfreundlich ergänzen.Solche Aussichten sind für die Bundesregierung und die Europäische Union seit Jahren ein Grund dafür, die Brennstoffzellenentwicklung zu fördern. Rund 18 Millionen Euro hat sich beispielsweise das Bundeswirtschaftsministerium die Entwicklung der Brennstoffzellengeräte für den Hausgebrauch seit 2001 kosten lassen.Bis zu 300 000 Brennstoffzellengeräte könnten jährlich allein in Deutschland verkauft werden - so groß ist die Zahl der Gasheizungen, die pro Jahr ersetzt werden müssen. Auf dieses Geschäft hofft man beispielsweise beim Heizgerätehersteller Vaillant im nordrhein-westfälischen Remscheid. Das Unternehmen testet derzeit europaweit 50 Prototypen in Mehrfamilienhäusern und Bürogebäuden. "Die ersten Erfahrungen damit sind gut", berichtete Joachim Berg von Vaillant vergangene Woche auf einem Expertentreffen, zu dem das Bundeswirtschaftsministerium eingeladen hatte. "Marktreif wird die Brennstoffzellentechnik aber frühestens im Jahr 2010 sein", sagte Berg.Der Preis für die Gerät dürfe nicht höher liegen als der für vergleichbare Brennwertkessel, sagten die Experten auf dem Treffen übereinstimmend. Sonst werde die neue Technik nicht vom Markt angenommen. Demnach darf ein Kompaktgerät für ein modernes Einfamilienhaus höchstens dreitausend Euro kosten. Das sei erreichbar, wenn die Geräte in großen Stückzahlen hergestellt würden, heißt es in einer Veröffentlichung des Forschungszentrums Jülich, das die Brennstoffzellenförderung für das Bundeswirtschaftsministerium koordiniert. Allerdings müssen die Geräte noch besser werden. Denn während der Gasreformer (Kasten), der in den Geräten aus Erdgas Wasserstoff erzeugt, inzwischen tadellos läuft, lässt die Haltbarkeit der eigentlichen Brennstoffzelle noch zu wünschen übrig. Dieser so genannte Stack versagt nach etwa 20 000 Betriebsstunden - das entspricht rund zweieinhalb Jahren Dauerbetrieb. Mindestens 40 000 Stunden müsste der Stack, auf den etwa ein Drittel der Gesamtkosten entfallen, jedoch halten, damit das Brennstoffzellengerät im Betrieb rentabel sei, sagte Rainer Dippel. Er ist beim Heizungshersteller Viessmann aus dem hessischen Allendorf für Brennstoffzellengeräte zuständig. "Eine Alternative könnten auch billige Stacks sein, die nach einigen Jahren ausgetauscht werden", sagte Dippelmanns Kollege Berg.Doch auch wenn die Technik endgültig ausgereift ist, rechnen die Fachleute nicht damit, dass sie ohne Hilfe der öffentlichen Hand den Markt erobern kann. "Damit die Brennstoffzelle sich als Kleinkraftwerk für den Keller durchsetzt, muss sie mit einer speziellen Strategie gefördert werden", sagte Jürgen Garche vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung in Ulm. Garche, der als einer der besten Kenner der erneuerbaren Energien in Deutschland gilt, möchte, dass die Brennstoffzellentechnik ähnlich subventioniert wird wie bisher die Solarenergie. Dabei bekommen Hauseigentümer, die sich eine Fotovoltaikanlage auf das Dach montieren lassen, einen Teil ihrer Ausgaben vom Staat ersetzt. Überdies können sie den Solarstrom zu einem hohen Preis an die Elektrizitätsversorger verkaufen. Garche: "In den nächsten zehn Jahren sind rund zwei Milliarden Euro nötig, um die Brenstoffzelle am Markt zu etablieren."Um solche Forderungen durchzusetzen, werden sich 22 Firmen und Institute der Branche in wenigen Wochen zu einem Bündnis zusammenschließen, kündigte Garche an. Das Brennstoffzellenbündnis für Deutschland soll vor allem gegen die USA und Japan antreten. Vor allem mit diesen beiden Nationen konkurriert Deutschland bei der viel versprechenden Zukunftstechnik.------------------------------Kleines Kraftpaket // Das Brennstoffzellengerät für den Hausgebrauch erzeugt aus Erdgas Strom und Wärme. Es lässt sich an das öffentliche Gasnetz anschließen.Das Gerät ist etwa so groß wie ein Kühlschrank und besteht hauptsächlich aus drei Komponenten: dem Reformer, der eigentlichen Brennstoffzelle und dem Wechselrichter.Der Reformer stellt aus dem Erdgas Wasserstoff her. Als Abgas stößt er Kohlendioxid aus.Der Wasserstoff wird zur eigentlichen Brennstoffzelle, dem so genannten Stack, geleitet. Darin verbindet er sich mit Sauerstoff aus der Luft zu Wasser. Diese Verbrennung läuft ohne Flamme ab. Ihre Temperatur liegt zwischen 90 und 1 200 Grad Celsius. Energie wird zudem in Form von Gleichstrom frei.Die Verbrennungswärme treibt sowohl den Reformer an als auch einen Wärmetauscher. Über ihn gelangt die Wärme in den Heizkreislauf des Hauses. Der Gleichstrom wird vom Wechselrichter in Wechselstrom mit 230 Volt Spannung umgewandelt. Sie kann zur Stromversorgung des Hauses verwendet oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. (cpo.)------------------------------Foto: Dieser Prototyp eines Brennstoffzellengerätes liefert Strom und Wärme in einem. Kaufen kann man solche Geräte erst in einigen Jahren.