Heizung nach Sanierung - Ist eine Brennstoffzelle die Lösung?

  • Kann jemand grob abschätzen inwiefern der Gasverbrauch bei einer Brennstoffzellenheizung gegenüber einer normalen Brennwertheizung steigt?

    Bei der Vitovalor sieht das so aus: Die reine Brennstoffzelle (also ohne die zusätzlich eingebaute Gas-Brennwerttherme) verbraucht pro Betriebsstunde ca. 2,2 kWh Erdgas. Damit erzeugt sie 0,75 kWh Strom und 1,1 kWh Wärme. Angenommen sie läuft 6000 Stunden im Jahr, dann würde sie 13.200 kWh Erdgas verbrauchen und damit 4.500 kWh Strom und 6.600 kWh Wärme produzieren. Um die gleiche Menge Wärme zu erzeugen, würde eine Brennwerttherme mit 96% Wirkungsgrad (Hs) ca. 6.875 kWh Erdgas verbrauchen. Der Mehrverbrauch (in dem Fall ca. 6.325 kWh Erdgas im Jahr) ist der Stromerzeugung zuzurechnen.

    Der größte unbekannte Posten ist für uns die Heizung mit neuen Rohren und Heizkörpern.

    Wenn Ihr schon die gesamte Heizanlage erneuert, solltet Ihr bei der Auslegung der Heizkörper (sofern das räumlich möglich ist) großzügig sein. Wünschenswert wäre, dadurch (unabhängig von der Vorlauftemperatur) eine Heizkreis-Rücklauftemperatur von ca. 30-35°C oder niedriger zu erreichen. Nur so können der Brennwerteffekt voll genutzt und die in den Prospekten genannten – meist auf eine RLT von 30°C bezogenen – Wirkungsgrade halbwegs erreicht werden.

    Viessmann Vitotwin 300-W (1 kWel, 6 kWth) seit 2012

    PV-Anlage 8,45 kWp (65 x Solarworld SW 130poly Ost/Süd/West, SMA 5000 TL und 3000) seit 2010

    Solarthermie Viessmann Vitosol 300 Vakuumröhren 13,8 qm (Vorgänger Flachkollektoren 14 qm 2004-2021, davor 8 qm 1979-2003)

  • Fassade muss optisch gemacht werden, Dach wird auch neu eingedeckt.

    Soweit ich weiß musst du bei Fasadenarbeiten die mehr als nur eine kleine Ausbesserung sind sowieso Dämmen. In dem Fall würde ich dir aus ökologischen Gründen und den oben genannten wirklich nicht zu Styropor raten, ist aber selbstverständlich deine Entscheidung. Vielleicht einfach entsprechende Angebote vergleichen.


    Solarthermie, nimmt Platz auf dem Dach weg, bringt keinen Strom und braucht ewig bis du das Geld wieder drin hast. Sollte meiner Meinung nach nur als Notlösung in Betracht gezogen werden. Wenn du nach Förderung mit der BSZ günstiger kommst ist die Entscheidung denke ich einfach.


    Danke für die Berechnung des Mehrverbrauchs, das entspricht etwa 380 € für Strom den man sonst für 1350 € beziehen würde. Bei der kleinen BSZ könntest du bestimmt knapp die Hälfte selbst verbrauchen. Nun müsste man noch in Erfahrung bringen wie hoch die Vollwartungskosten pro kW sind.

    2005 Dachs HR 5.3 mit Kondenser 56.500 Betriebsstunden

    2007 Dachs RS 5.0 mit Kondenser 34.000 Betriebsstunden

    2008 PV 12,9 kWp Süd 30° Volleinspeisung

    2019 BYD 13,8 kW und 3 x Multiplus II-48 3000 35-32

    2019 PV 9,8 kWp Ost West 10° Überschusseinspeisung

    2021 3x Go e Charger Homefix 11kW

  • Danke für die Berechnung des Mehrverbrauchs, das entspricht etwa 380 € für Strom den man sonst für 1350 € beziehen würde. Bei der kleinen BSZ könntest du bestimmt knapp die Hälfte selbst verbrauchen.

    Über den Stromverbrauch wissen wir ja noch nicht allzu viel. Aber wenn die Schätzung von Hans Dampf mit 4000 kWh stimmt, kann wohl – grob über den Daumen gepeilt – während der Heizperiode (wo die Vitovalor ca. 5.000 Bh durchläuft und 3.750 kWh Strom erzeugt) der Stromverbrauch zu ca. 80% abgedeckt werden. Das wären dann ca. 2.100 kWh. Im Sommer kommen vielleicht noch mal 1000 Bh mit 750 kWh Strom dazu, von denen vielleicht 600 kWh selbst verbraucht werden. Insgesamt halte ich 60% Eigenverbrauchsquote für realistisch. Damit liegt die Bezugsstrom-Einsparung (2.700 kWh) bei ca. 810 EUR. Für den eingespeisten Strom (1.800 kWh) kriegt man nur ca. 90 EUR, so dass den 380 EUR für Gas-Mehrverbrauch eine Einsparung bzw. ein Erlös von EUR 900 gegenüber steht. Außerdem gibt es für den Gesamtverbrauch der BZ die Energiesteuer zurück, das wären für 13,2 MWh weitere 73 EUR. Die KWK-Zulage wäre zusätzlich 252 EUR pro Jahr, sofern nicht die Pauschalzahlung gezogen wird.

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  • Der MEHR-Gasverbrauch bei einer Solidpower BSZ liegt im Jahr bei knapp 15.000 kWh, denn der Wärmeanteil ist ja doppelt gemoppelt und müsste sonst von dem Kessel erbracht werden. Aus den 15.000 kWh MEHR-Gas werden aber mehr als 13.000 kWh Strom

  • Damit ich auch mal was dazulerne, wie kommen die verschiedenen BSZ auf so unterschiedliche Aufteilungen zwischen Strom und Wärme?


    Vitovalor grob 1:1,46 ? Strom/Wärme

    Soldipower grob 1:0,66? Strom/Wärme


    Oder hab ich da was falsch verstanden?

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  • Doch, das stimmt. Bei Solidpower ist das Verhältnis sogar noch günstiger: Beim aktuellen Modell BlueGen BG-15 liegt es meines Wissens bei 1:0,57 (1,5 kWel, 0,85 kWth).


    Der Grund liegt in unterschiedlichen Konstruktionsprinzipien. Die BlueGen ist eine Hochtemperaturzelle, die Vitovalor eine Niedertemperaturzelle. Der Preis für die wesentlich höhere Stromausbeute der BlueGen ist ein etwas niedrigerer Gesamtwirkungsgrad (Vitovalor ca. 83% Hs, BlueGen ca. 79% Hs) und die Tatsache, dass die Brennstoffzelle – um schädliche Temperaturschwankungen zu vermeiden – normalerweise niemals abgeschaltet werden darf (wie das dann z.B. bei Netzausfall läuft, weiß vielleicht Hans Dampf). Wenn im Sommer kein Wärmebedarf vorliegt, geht das bisschen Wärme bei der BlueGen daher ungenutzt über Dach, während die Vitovalor bei weniger Wärmebedarf als 26 kWh/d einmal am Tag eine Pause machen darf.


    Ob es bei der langfristigen Haltbarkeit Unterschiede gibt, wird man sehen. Beide BZ werden mit 10-jährigem Vollwartungsvertrag verkauft, so dass dem Betreiber das erstmal egal sein kann.

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  • Danke für die Info.


    Puh das macht die Entscheidung nicht einfacher, finde ich. Die eine kann abschalten, die andere nicht. Hat aber dafür auch weniger Abwärme die man irgendwie nutzen sollte. Vermutlich ist die Bluegen besser geeignet, da sie im Sommer den Eigenverbrauch deutlich erhöht wegen der geringeren Abwärme und dem durchlaufen. Man müsste nun den Warmwasserbedarf schon gut kennen um das abzuwägen. Auf jeden fall trägt wenn man es nicht nur von Hausbesitzer Seite betrachtet es zur Neztentlastung und Grundlastsicherung bei. Das wäre dann der Punkt etwas zum Klimaschutz beizutragen...

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  • Also ich würde eine BlueGen in einem Haus mit 4000 kWh Stromverbrauch als überdimensioniert ansehen. Auf 100% Autarkie kommst Du auch damit nicht (schon ein einfacher Wasserkocher zieht mehr als 1,5 kW), aber selbst wenn: Von den erzeugten 13.000 kWh musst Du in jedem Fall 9.000 kWh verkaufen. Die Frage ist, ob sich das rechnet. Selbst mit KWK-Bonus bringt eine eingespeiste kWh gerade mal 13 ct/kWh, während die selbst verbrauchte einschl. KWK-Bonus 34 ct/kWh verdient. Und eine Gastherme für die Spitzenlast musst Du noch zusätzlich anschaffen. Ich sage nichts gegen die BlueGen, das ist bestimmt ein gutes Gerät. Aber Du kaufst ja auch keinen Ferrari, um jeden Tag im Stoßverkehr 15 km zur Arbeit zu fahren.


    Zur Frage der Netzentlastung, Grundlastsicherung und Klimaschutz: Selbstverständlich ist jede Art von Erdgas-betriebener KWK unter Klima-Gesichtspunkten um Klassen besser als die Braunkohle-Verstromung. Aber mit zunehmendem Anteil an fluktuierendem PV- und Windstrom bringt ein Gerät, das 8.760 Stunden im Jahr mit konstanter Leistung durchläuft, jedenfalls keine Netzentlastung. Da sind die tendenziell durchlaufenden Brennstoffzellen (auch die Vitovalor macht das mindestens acht Monate im Jahr, egal ob Wind weht oder nicht) weniger nützlich als motorbetriebene BHKW's, die bei ausreichend großem Wärmespeicher mindestens 8-9 Monate im Jahr netzentlastend betrieben werden können.


    Das Ganze ist aus heutiger Sicht, mit vielleicht ein paar hundert installierten Brennstoffzellen, natürlich egal. Aber wenn wir theoretisch alle 16 Mio Ein- und Zweifamilienhäuser in Deutschland mit einer BlueGen ausrüsten würden, wären das 24 GW durchlaufende Leistung – mehr als alle Braunkohle-KW zusammen. Unter Klimagesichtspunkten eine tolle Sache, aber weil die BKKW's im Gegensatz zur BlueGen immerhin auf 50% Leistung herunterregeln können, hätten wir dann mehr Stromexporte, Windkraft-Abschaltungen und Stunden mit negativen Strompreisen als heute.

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  • Ob das Finanziell noch im Rahmen ist kommt auf die kosten des Wartungsvertrages an.

    Alle Haushalte mit Bluegen ausrüsten wäre sicher nicht sinnvoll, in größeren Objekten (wenn entbürokratisiert und ohne EEG Umlage für Mieterstrom) wäre ein BHKW besser das ist klar. Aber in dem hier vorliegenden Fall, zumindest solange kein E Auto geplant nicht ist wäre es denke ich zu viel. Es geht mir bei den BSZ als Brückentechnologie um die Grundlastsicherung, den Wind- und PV überschuss muss man sinnvoll Speichern, z.B. mit P2G oder kostenlosem E-Auto laden am Arbeitsplatz etc. Außerdem müssen wir ja nicht nur die Kohle sonder auch die noch verbleibenden AKWs an Grundlast ersetzen.

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  • Also, dann nochmal:


    Es lohnt sich, den BlueGen durchlaufen zu lassen UND sämtlichen Strom einzuspeisen (was niemals passiert), denn dann bekommt man 1,5* ca. 13 Cent, also etwa 19 Cent.


    Außerdem bekommt man etwa 2,5*0,55 Cent, also 1,38 Cent Energiesteuer. In Summe also 20,4 Cent, und reinstecken tut man


    a) wenn die Wärme zum Leibhaftigen geht 2,5*6=15 Cent

    b) wenn man die Wärme nutzt (denn die substituiert ja dann den Kessel) 1,7*6=10,2 Cent


    Die Wartung kostet 600 Euro netto im Jahr. Deshalb sind auch die fiktiven Wartungskosten je Bh nicht anzusetzen, da diese nach Betriebsjahr und nicht nach Stunden abgerechnet werden

  • Wenn die BlueGen durchläuft kann man die Wartungskosten aber auf die Sunde runterrechnen.

    Ich würde es so machen:


    Anschaffungskosten 29.750 - Förderung 12.450 = 17.300 / 10 Jahre / 365 Tage / 24 Stunden = Abschreibung pro Stunde 19,75 ct.

    Gaskosten pro Std. 10,2 ct. (davon ausgehend das man allermeistens die Wärme auch brauchen kann)

    Wartungskosten ca 600*1,19/24/365 = 8,15 ct


    Steuererstatung - 1,38 ct


    Bisheriges Ergebniss Kosten Pro Betriebsstunde von 36,72 ct.


    Nun die Annahme das der Stormbezug 30 ct kostet und die KWK Vergütung für Eigenverbrauch 4 ct beträgt. Das ergibt eine Vergütung / Ersparnis von 34 ct.


    Daraus ergibt sich ein Verlust von 2,72 ct pro Betriebsstunde selbst bei voller Wärmenutzung.


    Geht man davon aus das die Bluegen nach den 10 Jahren nicht defekt ist müsste sie also noch ca 2 Jahre laufen um das Ergebniss positiv werden zu lassen. Dann hätte man ca. 0,6 ct. pro Betriebsstunde Gewinn.


    In den Fällen in denen Strom und Wärme nicht zu 100% selbst verbraucht werden können sieht es noch ein wenig schlechter aus.


    Nicht berücksichtigt sind Eventualitäten wie CO2 Steuer und steigende Strompreise.


    Für Korrekturen bin ich dankbar, Sachen wie den Preis der Bluegen musste ich googlen und kann daher nicht sicher sagen ob das passt.

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  • Wirklich danke für die ausführlichen Antworten.

    Insbesondere sailor773 hat mit seinen Rechnungen geholfen :)


    Aktuell würde ich eine BlueGen auch als nicht so passend betrachten, aber eine Brennstoffzellenheizung könnte durchaus in Frage kommen. Der zentrale Aspekt bei den Investitionskosten ist, dass wir mit der Brennstoffzellenheizung einen wesentlich besseren KfW-Standard erreichen. Auch nur aus diesem Grund müssten wir bei einer Gasbrennwertheizung Solarthermie dazu nehmen.


    Mein Ziel wurde erreicht, ich kann die Kosten und Funktionen nun besser einsortieren. Ob es tatsächlich eine Brennstoffzellenheizung wird, werden dann die Gespräche mit dem Fachbetrieb und die Rechnungen des Energieberaters zeigen.

  • Einen Aspekt sollte man nicht vergessen - die Abgasführung!

    Bei Vitovalor ists nur eine Abgasführung mit Kunststoff zusammen mit dem Brennwertgerät.

    Die Solidpower braucht eine seperate und für höhere Temperatur.

  • Das stimmt nicht, wir haben etliche Anlagen gebaut, bei denen der SP und der Brennwertkessel zusammen abgeführt wurden.