Für Brennstoffzellen qualifizieren

Der KWK-Anteil an der Stromerzeugung soll bis 2020 in Deutschland auf 25% steigen. Bislang beruht Kraft-Wärme-Kopplung jedoch fast ausschließlich auf konventionellen Verbrennungsmotoren, der Durchbruch der auf elektrochemischer Wandlung basierenden Brennstoffzellen-Heizgeräte hat lange auf sich warten lassen. 2012 brachte CFC die Bluegen in den Markt, andere folgen nun und weitere kündigen Markteinführungen für spätestens 2017 an.

Die gegenwärtig diskutierten Strom erzeugenden Heizungen auf der Basis von Brennstoffzellen bieten bereits aktuell ein erstaunliches Leistungsspektrum und eine große Bauartenvielfalt. Konzentriert man sich bei diesen Geräten auf Einfamilienhäuser bzw. Wohnungen, kommt man auf eine beträchtliche Zahl von Produkten, die schon angeboten oder aber in Projekten wie Callux in Deutschland und Enefield in Europa noch erprobt und bis zur Marktreife weiterentwickelt werden. Diese Geräte sind in der Tabelle mit den zugeordneten elektrischen und thermischen Leistungsdaten zusammengestellt. Vor dem Hintergrund der Durchschnittswerte für Einfamilienhäuser oder Wohnungen mit 3000 bis 4000 kWh für Strom und 15000 bis 20000 kWh für Raumwärme und Warmwasser sind die Leistungsdaten der Geräte äußerst interessant. Das Angbot wird die gezielte Auswahl zulassen.

Und auch der Bauartenvergleich bietet Alternativen. Es werden Geräte angeboten, die ausschließlich für eine Grundlastversorgung ausgelegt sind (Vaillant, CFC, Elcore). Sie werden vermutlich vorrangig im Bestand Verwendung finden. Dann gibt es Geräte, die neben der Brennstoffzelleneinheit auch den Zusatzbrenner enthalten (Hexis, Baxi Innotech). Bei Komplettanlagen sind zusätzlich zum Zusatzbrenner oft auch Speicher inte-griert (Viessmann, Bosch). Bei den letztgenannten Bauarten liegt es nahe, sie vor allem aber nicht nur bei Neubauten oder grundlegender Sanierung im Bestand einzubeziehen.

Vor dem Hintergrund der Planungs- und Auslegungsdaten von Brennstoffzellen-Heizgeräten ist nachvollziehbar, dass passende Lösungen objektbezogen zu finden sind. Das heißt auch, dass kompetente Fachkräfte, die planen und beraten können, wichtiger denn je werden. Daraus ist in Hinblick auf den Markteintritt der Brennstoffzellen-Heizgeräte zu schließen: Brennstoffzellen-Heizgeräte bieten bereits eine Vielfalt, die objektbezogen zu nutzen ist.

Anforderungen durch Brennstoffzellen-Heizgeräte

Brennstoffzellen-Heizgeräte sind in mehrfacher Hinsicht innovative Produkte. Zum Gelingen des Markteintritts der Geräte sind Hersteller, Fachhandwerk und Kunden aufeinander angewiesen. Hersteller brauchen das Fachhandwerk sowohl als Verkäufer als auch für die Installation, den Betrieb und die Wartung der Anlagen. Dabei müssen sich Kunden auf Ausführungen und Empfehlungen des Fachhandwerks verlassen können. Voraussetzungen dafür sind neben profunden Informations- und Beratungskompetenzen vor allem fachliche Qualifikationen.

Brennstoffzellen-Heizgeräte sind andererseits aber auch nur Strom erzeugende Heizungen und von daher ist den Fachkräften schon vieles bekannt. Dennoch stellen sie vor allem in der Beratung von Kunden sowie hinsichtlich Planung, Installation, Betrieb und Wartung einige besondere Anforderungen. Brennstoffzellen-Heizgeräte erzeugen Strom und Wärme auf elektrochemischem Weg. Das ist neu. Es findet keine Verbrennung mehr statt. Bei Verwendung von Erdgas sind wesentlich geringere und beim Einsatz von Wasserstoff so gut wie keine Emissionen vorhanden. Da kaum mechanische Belastungen auftreten, ist der Verschleiß gering, Vibrationen und Geräusche kommen so gut wie nicht mehr vor.

Darüber hinaus führen Brennstoffzellen-Heizgeräte zu hybriden Heizungsanlagen. Das ist nicht mehr so neu, entwickelt sich aber zu einer generellen Herausforderung für die Branche. In diesem Kontext sind als spezifische Anforderungen durch Brennstoffzellen-Heizgeräte zu thematisieren:

• Betriebsorganisation und Kooperationsformen,
• Beratungs- und Planungskompetenzen,
• Einbindung in die Haustechnik,
• Wartung und Service bei Brennstoff­zellen-Heizgeräten,
• KWK-Besonderheiten.

Es geht grundsätzlich nicht mehr allein um einen Wärmeerzeuger, sondern um eine Strom und Wärme erzeugende Heizung und damit um eine Anlage, die ein Energiemanagement verlangt.

Qualifizierungen müssen auf Zielgruppen abgestimmt sein

Auch wenn Brennstoffzellen-Heizgeräte schon vereinzelt ihre Arbeit verrichten, massenhaft sind sie noch keineswegs im Markt. Worauf sich Betriebsinhaber und Fachkräfte einstellen müssen, kann ansatzweise dem Praxistest (SBZ 5/2014) aus dem Callux-Projekt entnommen werden. Dort ist u.a. zu ­lesen:

• Die bisher installierten Brennstoffzellen-Heizgeräte wurden insgesamt 2,9 Millionen Stunden betrieben und haben dabei 1,7 Millionen kWh Strom produziert.
• Standfestigkeit und Wirkungsgrade der Geräte wurden stark verbessert. Die Anlagen­verfügbarkeit wird mit bis zu 97 % angegeben.
• Größe und Gewicht der marktreifen Anlagen konnten im Vergleich zum Projektbeginn annähernd halbiert werden.
• Die Zuverlässigkeit von Stapel und Reformer wurde deutlich verbessert. Die Lebens­erwartung der Stacks beträgt mehr als 16000 Stunden.
• Die Installation der Geräte wurde vereinfacht, die Einbindung in die vorhandene Haustechnik verbessert. Die Zahl der Serviceeinsätze hat sich halbiert.
• Der Aufwand zur Herstellung der Geräte wurde um etwa 60% reduziert. Kosten für Service und Bereitstellung von Ersatzteilen wurden um 90% gesenkt.
• Mit der Entwicklung der Callux-Box kann das Energie- und Datenmanagement zur effektiven Betreuung der Anlagen wahrgenommen werden.
• Der elektrische Wirkungsgrad liegt ­derzeit durchschnittlich bei 34%, der ­Gesamtwirkungsgrad bei bis zu 96%.
• Die Brennstoffzellen-Heizgeräte tragen – verglichen mit Brennwerttherme und Strombezug aus dem Netz – zu einer ­Reduzierung der CO₂-Emissionen um ­etwa ein Drittel bei.

Alles in allem recht überzeugende Daten und Fakten, die andeuten, dass Brennstoffzellen-Heizgeräte für die Grundversorgung von Einfamilienhäusern und -wohnungen mit Strom und Wärme hervorragend geeignet sind. Da einige der in der Tabelle zusammengestellten Brennstoffzellen-Heizgeräte beim Brennstoffzellenmodul auf Erfahrungen mit japanischen Produkten zurückgreifen, die dort schon in fünfstelligen Stückzahlen seit Jahren im Einsatz sind, erscheint die obige Darstellung zu Brennstoffzellen-Heizgeräten durchaus nachvollziehbar.

Ohne das Fachhandwerk wird kaum etwas laufen

Wärmeerzeuger werden in Deutschland in der Regel über das Fachhandwerk verkauft. Es kann davon ausgegangen werden, dass es auch bei Brennstoffzellen-Heizgeräten so sein wird. Die Hersteller sind daher darauf angewiesen, dass Fachhandwerker zum einen die Kunden auf Brennstoffzellen-Heizgeräte aufmerksam machen und dazu solide und kompetent beraten. Zum anderen müssen diese Geräte fachgerecht in die Haustechnik eingebunden werden und Wartung und Service zuverlässig erfolgen. Hierzu ist Weiterbildung erforderlich.

Was Planung und Beratung betrifft, sind neben dem Fachhandwerk weitere Berufsgruppen einzubeziehen. Dabei handelt es sich um Architekten, Planer, Energieberater und Schornsteinfeger. Auch sie müssen informiert und zielgruppenspezifisch qualifiziert werden. Und eine weitere Gruppe darf nicht vergessen werden: Lehrkräfte in der beruflichen Aus- und Weiterbildung sind wichtige Multiplikatoren für den Erfolg der Brennstoffzelle. Auszubildende sind die Fachhandwerker der Zukunft. Sie alle tragen ihr Wissen in die Familien und in die Öffentlichkeit.

Für alle genannten Berufsgruppen wird die HWK in Osnabrück in den kommenden Jahren zielgruppenspezifische Fort- und ­Weiterbildungsseminare zu Brennstoffzellen-Heizgeräten anbieten. Mit dem Seminar „Brennstoffzellen-Heizgeräte – Entwicklungschancen für Betriebe“ wurde im April dieses Jahres der Anfang gemacht. Zentral für dieses Seminar war die Vermittlung von Inhalten und Themen, die Betriebsinhaber und Fachhandwerker befähigen, Brennstoffzellen-Heizgeräte in ihre Beratungs- und Planungsprozesse aufzunehmen.

Zwei Online-Module bringen auf den aktuellen Stand

Das sog. „Blended Learning“, also gemischtes Lernen, kombiniert die Möglichkeiten des individuellen Lernens im Netz (E-Learning) mit dem anschließenden Erwerb von Kompetenzen durch Handeln in Präsenzveranstaltungen. Das Weiterbildungsangebot zu Brennstoffzellen-Heizgeräten besteht aus zwei Online-Modulen sowie dem gemeinsamen Präsenzseminar vor Ort in Osnabrück.

Online-Modul 1: Mit der Bestätigung zur Teilnahme am Seminar wird der Zugriff erteilt. Zum Kennenlernen von Brennstoffzellen-Heizgeräten wird die Bearbeitung des Callux-Informationsprogramms „Zukunftsfähige Energieversorgung mit Brennstoffzellen-Heizgeräten“ vorgegeben, das unter der Leitung der FPB und unter Mitwirkung der HWK Osnabrück-Emsland entwickelt wurde ( http://www.callux.net/files/basismodul/start.html ). Wesentlich ist, dass die Teilnehmer ergänzende Aufgabensätze zu den Kapiteln des Informationsprogramms erhalten, um ihren Lernstand zu ermitteln und diesen gegebenenfalls weiter zu steigern. Im Rahmen einer Online-Konferenz wird dieses Modul abgeschlossen und das zweite Modul den Teilnehmern vorgestellt und zur Bearbeitung übergeben.

Online-Modul 2: Dieses Modul dient zur spezifischen Vorbereitung auf das Präsenzseminar. Es behandelt in multimedialer Form folgende Themen:

• Vom Modell zum Realgerät,
• Einbindung in die Haustechnik,
• Rahmenbedingungen und Förder­möglichkeiten.

Umfangreiche Lehrinhalte im Präsenzseminar

Im Zentrum des aus drei Blöcken bestehenden Präsenzseminars steht der aktive Umgang mit den angebotenen Inhalten und Themen. Dazu werden Brennstoffzellen-Heizgeräte, Modelle und Bauteile wie auch Experimente und Animationen einbezogen.

Block 1: Kundenaufträge und Absatzstrategien – das Pro und Contra zu Brennstoffzellen-Heizgeräten (drei Stunden). Mit multimedialer und experimenteller Unterstützung wird u.a. an folgenden Themen gearbeitet:

• Was spricht für BrennstoffzellenHeiz­geräte?
• Welche Prognosen zum Bedarf von Brennstoffzellen-Heizgeräten gibt es?
• Welche Bedenken können Kunden haben und wie ist ihnen argumentativ zu ­begegnen?

Block 2: Nun geht’s an die Geräte – Planung, Auswahl und Einbindung in die Haustechnik sowie Betrieb und Wartung von Brennstoffzellen-Heizgeräten (fünf Stunden). Dieser Block wird bedarfsorientiert im Wechsel in Kleingruppen an den Brennstoffzellen-Heizgeräten und im Seminarraum des KWK-Schulungszentrums der Handwerkskammer Osnabrück durchgeführt:

• Geräte und Bauteile werden identifiziert und im Detail bearbeitet.
• Aufbau und Funktion von Brennstoff­zellen-Heizgeräten werden besprochen.
• Was ist neu – was ist grundsätzlich ­bekannt?
• Die richtige Auslegung wird beispielhaft durchgeführt.
• Die Einbindung in die Haustechnik wird aufgezeigt und demonstriert.
• Wie und was wird gewartet, welche Service­arbeiten fallen an?
• Was bietet und wie entwickelt sich der Markt? Geräteübersicht und Trends.

Block 3: Was sonst noch zur Kompetenz in Sachen Brennstoffzellen-Heizgeräte gehört (zwei Stunden). Auch dieser Block wird bei Bedarf im Wechsel zwischen Seminarraum und Aufstellungsraum der Geräte durchgeführt. Thematisiert werden:

• Wie lässt sich der Einsatz von Brennstoffzellen-Heizgeräten wirtschaftlich ­darstellen?
• Welche Fördermöglichkeiten stehen zur Verfügung?
• Welchen Rahmen setzt der Gesetzgeber?
• Wie lässt sich der bürokratische Aufwand für Anmeldung und Betrieb der Anlagen meistern?
• Welche interessanten Möglichkeiten ­bietet Contracting?

Für alle Blöcke gilt: Es wird gemeinsam und teilweise auch in Gruppen an den Themen gearbeitet. Ein Handout wird jeweils mitgeliefert. Insgesamt hat das Blended-Learning-Angebot zu Brennstoff­zellen-Heizgeräten den im Diagramm dargestellten Verlauf. Zum Angebot der Handwerkskammer gehört auch ein Abend­programm.

Seminare in Osnabrück

Die Handwerkskammer Osnabrück bietet für die Zielgruppen Betriebsinhaber, Fachkräfte sowie Lehrkräfte (Berufsschullehrer und Ausbilder) ab September 2014 jeweils im Wechsel monatlich ein Blended-Learning-Angebot an. ­Weitere zielgruppenspezifische ­Seminare für Energieberater, Planer, ­Architekten und Schornsteinfeger sind zu vereinbaren. Termine, Kosten, Anmeldungsmodalitäten sowie Hotel­reservierung und anderes mehr finden Sie unter der Internet-Adresse:

Fachkraft für KWK-­Technik

Die Handwerkskammer Osnabrück-Emsland erarbeitet zurzeit auch eine Fortbildungs­prüfung zur „Fachkraft für KWK-Technik“ nach § 42 der Handwerksordnung. Die Fachkraft für KWK-Technik bündelt die Kompetenzen für den Einsatz von KWK in der Gebäudetechnik. Sie umfasst die Inhalte und Themen von der Beratung und Planung bis zur Installation und Wartung sowohl der motorbetriebenen BHKW als auch der Brennstoffzellen-Heiz­geräte. Das Seminar zu Brennstoffzellen-Heizgeräten ist ein anrechenbarer Teil für die Fortbildungsprüfung zur Fachkraft für KWK-Technik. Fragen zur Fortbildungsprüfung und den Seminarangeboten beantwortet Axel Lange, Telefon (05 41) 69 29-7 62, a.lange@hwk-osnabrueck.de­.

Prof. Dr. Manfred Hoppe ist Leiter der Forschungsgruppe Praxisnahe Berufsbildung an der Uni Bremen und war langjähriger Sprecher des Arbeitskreises Versorgungstechnik , 28359 Bremen, Telefon (04 21) 2 18-6 49 20, fpbhoppe@uni-bremen.de, https://www.uni-bremen.de/, https://akvt.de/