Planung neue Heizung im EFH. Einsatz Vitovalor PT2 sinnvoll?

  • Hallo liebe Forummitglieder,


    ich lese nun schon seit ein paar Wochen im Forum mit. Bin nicht im Handwerk tätig.


    Wir möchten in unserem 1937 gebauten EFH mit rd. 150 m² Wohnfläche die Heizung modernisieren. Haus liegt im nördlichen Baden-Württemberg.

    Die bisher installierte Gasbrennwerttherme von 1998 (16 kW) soll ersetzt werden ebenso wie alle Heizkörper durch neue HK (Flächenheizung nicht möglich). Einrohrsystem im DG ersetzen durch Zweirohr. Haus nur mäßig gedämmt.

    Wärmebedarf für Heizung und Warmwasser etwa 2.500 m³ Erdgas (ca. 28.000 kWh) im Jahr. Im Sommer ca. 35 - 45 m³ für Warmwasser. Zirkulation vorhanden.

    Vorlauftemp. bisher 70°. Geplant 55°.

    Bewohnt wird das Haus von vier Personen (davon zwei Kinder 3 und 6 Jahre). Die Frauen baden gerne in großer Badewanne.

    Installiert ist eine PV-Anlage Ost-West mit insgesamt 13 kWp Leistung ohne Speicher (Keine Kleinunternehmerregelung).

    Stromverbrauch 2.500 kWh im Jahr. Geschätzt 1.800 kWh vom öffentlichen Stromnetz.


    Grundsätzlich finde ich das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung sinnvoll. Auch zur Abdeckung des nächtlichen Grundlastbedarf an Strom sowie an Schlechtwettertagen und im Winter. Die Heizungsbauer haben uns nur die PT2 angeboten. Von anderen Herstellern oder von anderer KWK-Technik war eigentlich nie die Rede. Lösungen mit Wärmepumpe (Bsp. Vitocaldens oder Pelletwärmepumpe) hatten wir aus Sorge vor Lärm, Probleme mit Nachbarn und evtl. schlechter COP/JAZ verworfen.


    Wir sind jetzt kurz davor, eine Vitovalor PT2 F19T anzuschaffen. Nachdem ich hier im Forum etwas über die Erfahrungen mit diesem Gerät gelesen habe, keimen Zweifel in mir, ob diese Brennstoffzelle im Sommer bei unserem relativ geringen Warmwasserbedarf überhaupt das richtige Gerät ist (Wenn es "das" richtige Gerät übrhaupt gibt).

    Der Warmwasserspeicher darf laut Viessmann nicht erweitert werden. Für mein Gefühl sind die 220 l etwas knapp bemessen.

    Ich bin jetzt nicht auf maximalen Gewinn fixiert, jedoch kostet das Gerät eine Stange Geld und nach 20 Jahren muss der Brennstoffzellenstack mit Gasreformierer komplett getauscht werden. Wenn ich den Strom nicht komplett selbst verbrauchen kann, sondern für 4 ct. einspeise wäre das auch ok, falls die Brennstoffzelle überhaupt lange genug arbeiten kann.


    Ich habe die Sorge, dass wir uns für über 30.000 Euro eine Heizung einbauen lassen und am Ende das gleiche Ergebnis mit einer stinknormalen Gasbrennwerttherme für 6.000 Euro erreicht hätten.


    Was meint ihr? Gibt es KWK-Techniken/Brennstoffzellen, die besser geeignet wären?

    Geht KWK bei unseren Verbrauchsdaten gar nicht?

    Wie seht ihr gasbetriebene KWK im Hinblick auf CO2-Bepreisung ab 2021ff. und damit steigende Gaspreise?

  • Aus meiner Sicht stimmen folgende Angaben noch nicht zusammen:

    Installiert ist eine PV-Anlage Ost-West mit insgesamt 13 kWp Leistung ohne Speicher (Keine Kleinunternehmerregelung).

    Stromverbrauch 2.500 kWh im Jahr. Geschätzt 1.800 kWh vom öffentlichen Stromnetz.

    Wenn der Stromverbrauch insgesamt 2.500 kWh war und 1.800 davon aus dem Netz kamen, hieße das, dass aus einer 13 kWp PV-Anlage in BW im Jahr nur 700 kWh Eigenverbrauch möglich wären. Das gibt es nicht. Entweder fehlt da ein Komma zwischen der Eins und der Drei, oder bei der Zahl zum Stromverbrauch stimmt was nicht. Die erscheint auch für ein EFH mit 4 Personen sehr niedrig.


    Wie dem auch sei: Sollte der Stromverbrauch tatsächlich nur bei 2.500 kWh im Jahr liegen, so rate ich von einer Brennstoffzelle ab. Unter den Umständen wäre die mögliche Einsparung durch selbst verbrauchten BZ-Strom viel zu gering um ein solches Gerät wirtschaftlich betreiben zu können.

    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 14 qm Flachkollektoren seit 2004 (Vorgänger 8 qm 1979-2003)

  • Unser Stromverbrauch ist tatsächlich so gering. 2019 hatten wir ohne PV einen Strombezug von 2.250 kWh im Jahr.


    Aber das Problem ist ja nicht der Verbrauch des erzeugten Stroms sondern vielmehr, ob die Brennstoffzelle überhaupt nennenswert Strom produziert kann bei unserem Warmwasserverbrauch.

  • Bei einem Wärmebedarf von geschätzten 25.000 kWh im Jahr würde eine BZ der 0,75 kW-Klasse jedenfalls während der Heizperiode (d.h. ca. acht Monate im Jahr) weitgehend durchlaufen. Das wären schon mal ca. 5.500 weitgehend sichere Betriebsstunden. Was immer außerhalb der Heizperiode für TWW anfällt, kommt hinzu.

    Im Sommer ca. 35 - 45 m³ für Warmwasser.

    ...

    bei unserem relativ geringen Warmwasserbedarf

    Die Angabe "im Sommer 35-45 m3" ist nicht besonders nützlich. Um damit was anfangen zu können, wäre noch die Angabe von Zeitraum und Temperaturniveau nötig (60°C? 40°C?). Mit "im Sommer" ist – nehme ich an – die Zeit außerhalb der Heizperiode gemeint. Bei 120 Tagen wären das im Mittel (40.000/120=) 330 Liter warmes Wasser pro Tag auf unbekanntem Temperaturniveau. Das ist für 2E+2K nicht gerade wenig, aber durch die Vollbäder gut erklärt. Angenommen es geht um TWW mit (auch nur) 40°C, dann würde diese Menge bereits einem Verbrauch von ca. 12 kWh pro Tag entsprechen. Eine PT2 könnte dafür ca. 11 Stunden laufen. Richtig ist allerdings, dass insbesondere bei Stoßbelastung durch ein Vollbad der Speicher wahrscheinlich schnell leer ist und dann relativ zügig die eingebaute Gastherme anspringt. Ob da der kleine Dachs besser ist, kann ich nicht beurteilen. Immerhin müsstest Du Dir auf der Wärmeseite um den wirtschaftlichen Betrieb einer BZ m.E. wenig Sorgen machen. So weit so gut. Aber beim Strom sieht das ganz anders aus.

    Aber das Problem ist ja nicht der Verbrauch des erzeugten Stroms

    Doch ist er, sofern es Dir nämlich um Wirtschaftlichkeit geht.


    Der Haupttreiber bei der Wirtschaftlichkeit einer Brennstoffzelle ist nun mal die Einsparung von Bezugsstrom. Wenn man bei Dir auch nur 6.000 Betriebsstunden im Jahr annimmt (theoretisch möglich wären nahezu 6.900), so würde eine BZ 4.500 kWh Strom produzieren. Bei einem Gesamtverbrauch von 2.500 kWh würde ich bei einem durchschnittlichen Haushalts-Verbrauchsprofil erwarten, dass ca. 90% Eures Verbrauchs – also 2.250 kWh – aus der Brennstoffzelle kommen könnten. Nur bedeutet das halt, dass die anderen 2.250 in der BZ erzeugten kWh ins Netz eingespeist werden müssten. Die Vergütung für eingespeisten Strom ist seit Jahren niedriger als das, was der Produzent für das anteilig zur Stromerzeugung verbrauchte Erdgas zahlen muss. Mit den zukünftigen CO2-Kosten für Erdgas wird das nicht besser. Und die deutlich höheren Wartungskosten einer BZ müssen auch noch berücksichtigt werden.


    Bei Dir kommt hinzu, dass mindestens 500 von den 2.250 durch die BZ eingesparten kWh eingesparter PV-Strom sein dürften. Insoweit entspricht die Einsparung nur der EEG-Einspeisevergütung, also je nach Baujahr vielleicht 10-12 ct/kWh anstatt 30 ct/kWh für Bezugsstrom.


    Unterm Strich halte ich es daher für völlig ausgeschlossen, dass sich eine PT2 oder ein Dachs 0.8 bei Dir wirtschaftlich betreiben lässt. Genauer: Es besteht aus meiner Sicht keinerlei Aussicht, dass Du die zusätzliche Investition in eine BZ (abzüglich Förderung) im Vergleich zu einer neuen Gastherme über Einsparungen bei Bezugs- und PV-Strom (abzüglich erhöhtem Erdgasverbrauch und höheren Wartungskosten!) in den 20 Jahren Betriebsdauer der BZ (danach wird sie aus technischen Gründen abgeschaltet) hereinholen kannst.


    Alle anderen KWK-Lösungen sind für noch höhere Verbräuche ausgelegt und rechnen sich daher bei Dir noch weniger. Also vergiss' KWK.


    Die Standardlösung wäre aus meiner Sicht einfach, die alte Gastherme durch eine neue zu ersetzen. Wenn es Dir außerdem darum geht, beim Strom mehr Autarkie zu gewinnen, würde ich Dir – entgegen meiner allgemeinen Überzeugung – in diesem Ausnahmefall raten, die Anschaffung eines kleinen Stromspeichers zu erwägen. Bei Eurem Stromverbrauch würden normalerweise 3 kWh nutzbare Kapazität langen. Da ich in Eurem Fall einen relativ hohen Verbrauchsanteil in den Abendstunden vermute (anders lässt sich der geringe EV-Anteil bei dem Boliden von PV-Anlage – und auch noch mit EV-freundlicher Ost/West-Ausrichtung! – kaum erklären) machen vielleicht auch 4 kWh Sinn. Selbst wenn so ein Speicher Dich einschl. Installation 4.000 EUR kostet, wäre das viel weniger als eine Brennstoffzelle, würde aber auf nahezu äquivalente Autarkiequoten führen (ich schätze 80-85%).


    Die Alternative wäre aus meiner Sicht eine Wärmepumpe.

    Lösungen mit Wärmepumpe (Bsp. Vitocaldens oder Pelletwärmepumpe) hatten wir aus Sorge vor Lärm, Probleme mit Nachbarn und evtl. schlechter COP/JAZ verworfen.

    Das mit den Nachbarn kann ich nicht beurteilen, aber Lärm machen Luft-Wärmepumpen heutzutage jedenfalls keinen mehr. Du solltest einfach mal zu Viessmann oder einem anderen Hersteller von WP gehen und Dir die Dinger selbst anhören. Dann kannst Du das besser beurteilen.


    Das mit der schlechten JAZ ist bei einem energetisch kaum sanierten Haus allerdings ein Thema. Aber Du hast ja sowieso vor, sämtliche Heizkörper auszutauschen. Da sollte es m.E. möglich sein, durch Einbau entsprechend leistungsfähiger Heizkörper – plus hydraulischem Abgleich – die Vorlauftemperatur nicht nur auf 55°C sondern gleich auf 40-45°C zu drücken, dann ist das mit der JAZ nicht mehr so wild.


    Eine WP nochmals zu überlegen empfehle ich v.a. wegen der ungewöhnlich großen PV-Anlage, deren Stromerzeugung Du derzeit ja kaum ausnutzt. An sich hält sich – wegen der gegenläufigen saisonalen Erzeugungs- und Verbrauchsprofile – der Vorteil einer PV-Anlage für den Betrieb einer WP in engen Grenzen. Angesichts des vergleichsweise hohen TWW-Verbrauchs und der Größe der Anlage halte ich in Deinem Fall aber eine PV-Abdeckung von 40% oder gar mehr für möglich.


    Wenn die alte Gastherme noch gut wäre, könntest Du auch einen bivalenten Betrieb erwägen, bei dem die WP kleiner ausgelegt wird, dann acht bis neun Monate im Jahr allein heizt und nur für die Spitzenlast im eigentlichen Winter von der Gastherme unterstützt wird. Deren Wirkungsgrad wäre dann nicht so bedeutsam, und eine solche Betriebsweise würde sich sowohl auf die JAZ als auch auf den PV-Abdeckungsgrad positiv auswirken. Mit der Anschaffung einer neuen Gastherme fürchte ich allerdings, dass sich das nicht rechnet.

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

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    Solarthermie 14 qm Flachkollektoren seit 2004 (Vorgänger 8 qm 1979-2003)

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  • Vielen Dank für deine tolle und ausführliche Antwort.


    Der Gasbezug für Warmwasser bezog sich auf einen Monat. Entschuldige die unpräzise Aussage. WW-Temperatur dürfte 60 Grad sein.


    Die alte Gastherme hat einen riss im Wärmetauscher. Muss wöchentlich heizwasser nachfüllen. Ein alter Heizkörper ist schon durchgerostet.


    Wieviel verbraucht denn die PT2 an Erdgas? Das dürfte ja mehr werden, wie du geschrieben hast.

  • Der Gasbezug für Warmwasser bezog sich auf einen Monat

    Dann hatte ich die Angabe völlig missverstanden, aber trotzdem ist zufällig das Richtige rausgekommen. Ihr verbraucht also im Sommer ca. 13 kWh Erdgas am Tag für Warmwasser. Das würde ca. 12 Stunden Laufzeit der PT2 entsprechen.

    Wieviel verbraucht denn die PT2 an Erdgas? Das dürfte ja mehr werden, wie du geschrieben hast.

    Die Brennstoffzelle verbraucht pro Betriebsstunde ca. 2,2 kWh Erdgas und erzeugt daraus 0,75 kWh Strom und 1,1 kWh Wärme.

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  • Die Brennstoffzelle verbraucht pro Betriebsstunde ca. 2,2 kWh Erdgas und erzeugt daraus 0,75 kWh Strom und 1,1 kWh Wärme.

    Die Rechnung schmerzt mich jedes mal, wenn ich sowas lese. Das bedeutet doch, dass 0,35 kWh zum Schornstein rausgehen? Da sind 16% :negativ:

    Lesen gefährdet die Dummheit! Denken gefährdet Vorurteile!
    Der geistige Horizont mancher Menschen hat einen Radius von NULL. Das nennen sie dann Standpunkt.

  • So isses. Brennwertnutzung ist halt aus technischen Gründen bei einer BZ nicht möglich. Das ist der Preis für den (im Vergleich zu Motor-BHKW's gleicher Leistung) höheren elektrischen Wirkungsgrad.

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  • Niemand. Aber die Frage ist wie viel Wasser(dampf) das Abgas einer BZ überhaupt noch enthält. Aus dem Reformer kommt reines CO2, und ich glaube dass das Reaktionswasser aus der BZ in flüssiger Form anfällt.

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

    Solarthermie 14 qm Flachkollektoren seit 2004 (Vorgänger 8 qm 1979-2003)

  • Was haltet ihr von dieser Wirtschaftlichkeitsberechnung?

    Wir haben 140m² Wohnfläche und einen Stromverbrauch von max. 2.500 kWh im Jahr wovon ein Gutteil durch die PV-Anlage abgedeckt wird.

    Das Referenzsystem soll nach Förderung 12.000 Euro kosten?

    Zugrunde gelegt Energiepreise und Preissteigerungen?


    Das sind jetzt mal die Sachen, die mir aufgefallen sind.


    Alternativ, um die Eigenverbrauchsquote zu erhöhen, könnten wir uns noch einen Batteriespeicher für 6.000 Euro mit ambieten lassen...

  • Wir haben 140m² Wohnfläche und einen Stromverbrauch von max. 2.500 kWh


    Das Referenzsystem soll nach Förderung 12.000 Euro kosten?


    könnten wir uns noch einen Batteriespeicher für 6.000 Euro

    Die 2500 kosten ca. €800, in ein paar Jahren vielleicht €1000


    Wie viel Geld wilst Du denn pro Jahr einsparen, um was zu finanzieren?

    Lesen gefährdet die Dummheit! Denken gefährdet Vorurteile!
    Der geistige Horizont mancher Menschen hat einen Radius von NULL. Das nennen sie dann Standpunkt.

  • 2500 kWh abzüglich PV Eigenverbrauch, da bleibt nicht viel übrig. Vermutlich maximal 1000 kWh. BSZ wird sich zumindest Finanziell nicht lohnen, mit Batterie erst recht nicht, wer bietet sowas an?! Nur die Batterie könnte vielleicht noch Sinn machen, aber auch hier sind deine Verbräuche zu gering, da kommt es stark drauf an ob du anspruch auf eine Förderung hast!

    2005 Dachs HR 5.3 mit Kondenser 51.000 Betriebsstunden

    2007 Dachs RS 5.0 mit Kondenser 32.000 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