Vermarktung nach 570 Testjahren

Ende November 2015 wurden die Ergebnisse des 2008 gestarteten Callux-Praxistests mit Brennstoffzellen-Heizgeräten für Eigenheime vorgestellt (Callux leitet sich aus calor für Wärme und lux für Licht ab). Ging die Planung vor sieben Jahren von 800 Testgeräten aus, standen zum Ende des Projekts immerhin knapp 500 Geräte im Stresstest – installiert, betrieben und messtechnisch begleitet von den Herstellern Baxi Innotech, Hexis und Vaillant sowie den Unternehmen aus der Energiewirtschaft EnBW, Eon, EWE, MVV Energie und VNG.

In den insgesamt über 5 Millionen Callux-Betriebsstunden, das entspricht ungefähr 570 Jahren, wurden Stack-Laufzeiten von über 20 000 h erreicht und damit den Anlagen die für die Markteinführung notwendige Langlebigkeit attestiert. Auf diesem technischen Stand ist ein Wechsel der Stacks, abhängig vom tatsächlichen Betrieb, erst nach etwa drei Jahren notwendig. Die Lebensdauer konnte während der Laufzeit des Callux-Projekts deutlich erhöht werden.

Die Geräte der aktuell dritten Generation (Vorseriengeräte) sind zudem kompakter geworden und verfügen über höhere Nutzungsgrade und höhere elektrische Wirkungsgrade. Durch die Weiterentwicklung im Callux-Praxistest wurden die Brennstoffzellen-Heizgeräte im Schnitt rund 60 % günstiger und sind auf einem Preisniveau von 20 000 Euro angekommen und damit aus der Sicht der Hersteller mit der Förderung über das Technologieeinführungsprogramm auch vermarktbar.

Es wurden zwar keine konkreten Zahlen genannt, jedoch auf Vortragsfolien für die Seriengeräte ein „Marktpreis inklusive Förderung“ angedeutet, der einer Halbierung des Vorseriengerätepreises entspricht. Durch den Schritt in den Markt rechnen die Hersteller aufgrund künftiger Optimierungen und durch Skalierungseffekte der Serienfertigung mit einer weiteren Kostensenkung, um in einigen Jahren ohne Förderung im Markt bestehen zu können.

Im Callux-Praxistest wurde auch der Betrieb von Brennstoffzellen-Heizgeräten in virtuellen Kraftwerken der Energieversorger getestet. Dazu haben sich alle Beteiligten auf die Norm IEC 61850 als Kommunikationsstandard zur Fernsteuerung geeinigt. Aus der Sicht der Energieversorger sind die meisten Brennstoffzellen-Heizgeräte „ready for Smart Grid“. Nach 50 000 h erfolgreichem Fahrplanbetrieb sehen sie große Chancen zur netzdienlichen Fahrweise in virtuellen Kraftwerken. Die mittlere Verfügbarkeit der Geräte lag in den letzten beiden Projektjahren bei über 96 %.

Feldtest-Nutzer sind zufrieden mit den Geräten

Am Test beteiligte Privathaushalte zeigten sich in Gesprächen durchweg zufrieden mit den Ergebnissen. So lag die durchschnittliche Einsparung bei etwa einem Drittel gegenüber Brennwerttechnik und Strombezug aus dem Netz. Auf dieser Vergleichsbasis konnten die CO₂-Emissionen pro Anlage um durchschnittlich 1,2 t/a vermindert werden. Um diesen Wert auch künftig zu erreichen, sind allerdings weitere Entwicklungsfortschritte notwendig, weil die CO₂-Emissionen für den verdrängten Netzstrom sinken werden.

Das Callux-Projekt wurde vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) mit einem Fördervolumen von 36 Millionen Euro (Projektvolumen insgesamt 75 Millionen Euro) im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) unterstützt. Der parlamentarische Staatssekretär beim Bundesminister für Verkehr und digitale Infrastruktur Norbert Barthle betonte auf der Callux-Abschlussveranstaltung im BMVI, dass sich die Ergebnisse sehen lassen können. Die Markteinführung werde nun von einem Technologieeinführungsprogramm (TEP), vorerst für die Dauer von drei Jahren, vom BMVI weiter unterstützt. Dazu wurden 161 Millionen Euro für 2016 im Nachtragshaushalt bewilligt. Mit der Option auf insgesamt zehn Jahre Laufzeit werden derzeit noch Gespräche mit den Bundesministerien für Umwelt/Bau und Wirtschaft/Energie geführt.

72 000 Geräte sollen bis 2020 in Betrieb gehen

Neben der Nutzung in Ein- und Zweifamilienhäusern ist der Einsatz stationärer Brennstoffzellen-Heizgeräte auch für größere Wohnhäuser, Gewerbeimmobilien, Hotels etc. eine Alternative bzw. Kombinationsoption mit anderen Heizsystemen. Durch die Einführungsförderung ab 2016 rechnen die Gerätehersteller bis 2020 mit rund 72 000 installierten Geräten in Deutschland.

Für die beteiligten Energieversorgungsunternehmen stellte sich die regulierbare Leistung von Brennstoffzellen bei der Einbindung in ein virtuelles Kraftwerk als wichtiger Mehrwert dar. Dazu wurden im Rahmen des Projekts auch Komponenten entwickelt, beispielsweise die Callux-Box, mit der die SmartGrid-Einbindung realisiert werden kann. So werden Energieversorger und Stadtwerke bei der Markteinführung wohl eine wichtige Rolle spielen, erste Geschäftsmodelle wurden bereits getestet. Mit der Entwicklung des Angebotspakets „Brennstoffzelleplus“ als Contractingmodell von EnBW deutet sich bereits an, wie diese aussehen können.

Nachgefragt bei Jörg Ottersbach, KWK-Experte bei BET Büro für Energiewirtschaft und technische Planung GmbH: „Brennstoffzellen-Heizgeräte weisen gegenüber anderen KWK-Anlagen im Endkundenbereich, welche auf Stirling- oder klassischen Verbrennungsmotoren basieren, deutlich höhere Wirkungsgrade bei der Stromerzeugung auf. Aufgrund der noch sehr hohen Investitionskosten ist ein wirtschaftlicher Betrieb allerdings nur durch eine erhebliche Anpassung des bestehenden Fördersystems möglich. Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit ist auch der Anteil des eigengenutzten Stroms.“ Mit den relativ kleinen Leistungen der ersten marktverfügbaren Systeme von 0,3 bis 2,5 kW_el, korrespondierend zu 0,7 bis 2,5 kW_th, sind dafür aber die technischen Voraussetzungen gegeben. Eine besonders wichtige Leistung des Callux-Projekts ist, dass durch die Vernetzung mit Bildungseinrichtungen Anwender und Fachpartner bereits an die Brennstoffzellentechnik herangeführt wurden.

Uwe Manzke ist freier Journalist und arbeitet vor allem für Wissenschaftsredaktionen im Bereich Umwelttechnik, 10207 Berlin, Telefon (0 30) 25 09 09 73, iwp.presse@umweltdienstleister.de