5. November 2019

Der Stirlingmotor ist im Gebäudebereich vom Brennstoffzellenheizgerät abgelöst worden. Die Gründe dafür sind nachvollziehbar

Stromerzeugende Heizungen auf Basis von Stirlingmotoren – noch vor wenigen Jahren galten sie als Alternative zu klassischen motorischen Mikro-KWK-Anlagen, wenn auch mit deutlich kleinerem Leistungsbereich. Inzwischen haben sich Brennstoffzellenheizgeräte etabliert. Deren Entwicklung zur Marktreife hat zwar viele Jahre länger gedauert als erwartet und von der Branche prognostiziert. Längst aber wird die Technik aktiv vermarktet. Und so setzen die Hersteller im Segment der stromerzeugenden Heizungen für Ein- und Zweifamilienhäuser inzwischen auf die emissionsarme Brennstoffzellentechnik.

In der Vergangenheit hatten sich mehrere Heizungshersteller dem „Entwicklungsprojekt Stirlingheizung“ gewidmet. Es galt schließlich, die stromerzeugende Heizung auch im Privatbereich zu etablieren. Der Stirlingmotor als elementarer Bestandteil der stromerzeugenden Heizung – das versprach durchaus Potenzial für den Ein- und Zweifamilienhaussektor. Zumal die realisierbaren Leistungen mit 1 kWel. und bis zu 6 kWth. durchaus attraktiv für die Abdeckung der Grundlast und die Implementierung in das Heizsystem erschienen. Und so wurden einige Aggregate auf den Markt gebracht, etwa der neuseeländische „WhisperGen“, der ab 2010 im deutschen Markt angeboten wurde. Aber auch andere Hersteller wie Remeha, Viessmann oder Senertec haben marktreife Produkte entwickelt und vermarktet.
Inzwischen ist es ruhig geworden um den Stirling, sagt Leon Hagemann, Referent bei der Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch (ASUE). Der auch als Heißgasmotor bekannte Stirling sei von der Brennstoffzelle abgelöst worden. „In Deutschland wird die Technik aktiv nur noch von der österreichischen Firma Ökofen angeboten, wobei es sich hier um einen integrierten Stirling in einem Pelletkessel handelt, also um keine klassische Stirlingheizung auf Erdgas-Basis wie bisher üblich. Abgesehen hiervon wissen wir von einem Unternehmen, das aktuell an der Entwicklung des Stirlings arbeitet und eine Markteinführung in den kommenden Jahren plant.“ Ob’s aber tatsächlich so kommt?
Die Absatzzahlen der stationären Brennstoffzelle entwickeln sich jedenfalls äußerst positiv. Seit dem Start des Technologieeinführungsprogramms im Jahr 2016 hat sich die Zahl der neu installierten Geräte jährlich verdoppelt, berichtet die Kampagne Zukunft Erdgas auf Anfrage unserer Redaktion. Während 2017 lediglich 1500 Brennstoffzellenheizungen installiert wurden, waren es 2018 mit 3500 Stück bereits mehr als doppelt so viele. Diese Entwicklung setzt sich auch in diesem Jahr fort: Allein im ersten Quartal wurden bereits 1134 Förderanträge im Rahmen des KfW-Förderprogramms 433 „Zuschuss Brennstoffzelle“ bewilligt. Die Branche rechnet 2019 mit bis zu 6000 neu installierten Geräten.
Die realisierbaren Stromkennzahlen sprechen nach Meinung des Herstellers Buderus ohnehin für Brennstoffzellen-Heizgeräte. „Sie weisen ein sehr gutes Verhältnis von elektrischer Leistung zur Nutzwärme auf. Bei Stirling-Heizgeräten ist dieses Verhältnis hingegen deutlich ungünstiger. Sie erzeugen rund fünf- bis sechsmal so viel Wärme wie Strom – und das bei vergleichsweise geringen elek­trischen Wirkungsgraden“, erklärt Joerg Bonkowski, Pressesprecher der Marke Buderus, eine Tochter der Bosch Thermotechnik GmbH.
Diese Einschätzung gab es freilich nicht immer. Damals war die Branche froh, stromerzeugende Heizungen erst einmal im Markt etablieren zu können. Der Hersteller Viessmann beispielsweise tat das im Jahr 2011 mit dem „Vitotwin 300-W“, ein Stirling-KWK-System für Einfamilienhäuser. Dem Vernehmen nach wurden mehrere Tausend Geräte installiert. Doch die Entwicklung blieb auch hier nicht stehen. Nur drei Jahre später, im Frühjahr 2014, wurde mit „Vitovalor 300-P“ erstmals eine in Serie gefertigte Brennstoffzellenheizung in den Markt eingeführt. „Mittlerweile ist die dritte Geräte-Generation verfügbar“, berichtet Wolfgang Rogatty von den Viessmann Werken: „Mehrere Tausend Brennstoffzellen-Heizgeräte wurden inzwischen in Betrieb genommen.“ Von der Stirling-Variante verabschiedete sich Viessmann 2017. Der Allendorfer Kesselhersteller fokussiert sich seither auf die Brennstoffzelle. Kein Einzelfall: Auch Remeha und Senertec haben ihre Stirling-basierten Heizsysteme inzwischen aus dem Programm genommen und setzen auf die Brennstoffzelle. Buderus gehörte nie zum Kreis der Stirling-Anbieter, hat aber mit der Energiezentrale „Logapower FC10“ inzwischen eine stromerzeugende Heizung auf Basis einer Brennstoffzelle für Ein- und Zweifamilienhäuser im Sortiment.

Fördergelder für Brennstoffzellen
Aus Herstellersicht spricht einiges für die Brennstoffzelle. Für Verbraucher gibt es noch einen weiteren gewichtigen Grund: die hohe finanzielle Förderung in Deutschland. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie bezuschusst Brennstoffzellenheizungen im Leistungsbereich von 0,25 bis 5 kWel. im KfW-Förderprogramm 433 Energieeffizient Bauen und Sanieren – Zuschuss Brennstoffzelle. Die Zuschusssumme basiert auf einem fixen Basisbetrag von pauschal 5700 Euro und einem variablen Anteil, der sich nach der elektrischen Leistung der Brennstoffzelle richtet: 450 Euro je angefangener 100 Watt elektrischer Leistung. Damit summieren sich die Beihilfen auf 7050 bis 28 200 Euro.

Mikro-KWK auf verbrennungsmotorischer Basis
Bleibt noch die Frage, ob der klassische Verbrennungsmotor im kleinen Leis­tungsbereich eine Alternative darstellt? Zwar hinkt der Vergleich ein wenig, weil die kleinsten Verbrennungsmotoren mit 2 kWel. immer noch deutlich mehr Leis­tung aufweisen als der klassische Stirling oder die Brennstoffzelle im Haustechnikbereich. Unabhängig davon zeigt sich aber beim Verbrenner genauso wie bei der Brennstoffzelle eine bessere Stromkennzahl. „Der Stirling ist keine echte Alternative mehr“, sagt deshalb Hagen Fuhl, Vizepräsident im Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung und Prokurist von Senertec. Für ihn haben KWK-Anlagen auf verbrennungsmotorischer Basis aber auch gegenüber der Brennstoffzelle ihre Berechtigung: „Wenn man nur einmal den zusätzlichen Bedarf an Strom durch ein E-Fahrzeug betrachtet, wird einem schnell klar, dass man dann mit einem Brennstoffzellenheizgerät mit
ca. 750 Watt elektrischer Leistung diesen Energiehunger nicht mehr abdecken kann. Hier sind dann größere Leistungen gefragt“, resümiert Fuhl. Unabhängig davon setzt Senertec inzwischen auch auf die Brennstoffzelle. In Hannover stellte der Hersteller erstmals den „Dachs 0.8“ vor. Diese stromerzeugende Heizung speziell für Einfamilienhäuser ist mit einer Brennstoffzelle ausgestattet und erreicht 750 Watt elektrischer Leistung. Offensichtlich spricht doch einiges für kleine Einheiten im Ein- und Zweifamiliensektor.
Anmerkung der Redaktion: Die hier vorgestellte Marktübersicht stammt aus der BDH-Broschüre „Brennstoffzellen für die Hausenergieversorgung“. Die 8-seitige Broschüre informiert über das Funktionsprinzip der Brennstoffzelle, erläutert die einzelnen Komponenten einer Brennstoffzellenheizung und gibt einen Überblick über Fördermöglichkeiten durch den Staat.

Tipp: Link führt direkt zur Broschüre.
http://bit.ly/Brennstoffzellen