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Veröffentlicht: 07.04.2017, 10:43 Uhr

Brennstoffzelle Der Traum vom Haus als Selbstversorger

Wer nicht von den Konzernen abhängig sein möchte, macht sich seinen Strom selbst. Am besten aus Sonne, aber wie speichert man große Mengen für den nächsten Winter?

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© Hersteller

Sich an den Luxus im Alltag zu gewöhnen ist einfach. Das Licht wird am Schalter an- und ausgeknipst, elektrischer Strom kommt aus der Steckdose. Wie er dort hineinkommt, interessiert zunächst nicht, wenn er allerdings einmal ausfällt, sind die Folgen fürchterlich. Nichts geht mehr, noch nicht einmal die Heizung, weil die Pumpe elektrisch betrieben wird. Zum Glück kommt das hierzulande höchst selten vor, und wenn, dann ist der Ausfall nur kurz und auf ein kleines Gebiet beschränkt. Glaubt man allerdings einigen Schwarzsehern, soll das künftig anders sein – weil Wind und Sonne das Netzmanagement überfordern.

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Da wäre es doch schön, wenn der Eigenheimbesitzer auf die großen Versorgungsunternehmen pfeifen und sich seine Energie selbst bereitstellen könnte. Das ist der Traum vom autarken Leben wie auf der Alm und mag in manchen Fällen die Triebfeder dafür sein, das Dach mit Solarzellen zu behängen. Vielleicht ist es auch nur reines Kalkül, weil die Einspeisevergütung lockt, jedenfalls bekommt man so mal Strom, mal nicht. Alternativ steht im Heizungskeller eine Anlage zur Kraft-Wärme-Kopplung, denn das Haus braucht nicht nur Elektrizität, sondern auch Wärme. Der Klassiker ist ein Generator, der von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird. Jener wird mit Öl, Gas, Pflanzenöl oder sogar Holz gespeist. Problem des Motors sind Laufgeräusche und Vibrationen, die gedämpft werden müssen, außerdem erzeugt er neben Strom und Wärme die für den Verbrenner üblichen Abgase. Dass sich die Technik nicht recht durchsetzen konnte, hat freilich noch einen anderen Grund: Weil der Verbrennungsmotor nicht besonders effizient arbeitet, liegt der elektrische Wirkungsgrad nur bei etwa 25 Prozent. Es entsteht also relativ wenig Strom, aber viel Wärme; die wird, wenn nicht gerade ein Schwimmbad zu beheizen ist, gar nicht gebraucht.

Infografik / Zuverlässige Energie © F.A.Z. Vergrößern

Die Zukunft der Kraft-Wärme-Kopplung in Kleinanlagen gehört deshalb der Brennstoffzelle. Abwärme fällt auch bei deren Betrieb an, der Anteil der Stromerzeugung ist mit 30 bis 60 Prozent aber deutlich günstiger. Wobei in diesem Punkt, wenn man den Angaben der Hersteller folgt, die keramische Hochtemperatur-Brennstoffzelle (SOFC) oft etwas besser abschneidet als die Niedrigtemperatur-Brennstoffzelle, die mit einer beschichteten Membran als Elektrolyt arbeitet und auch im Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Das Prinzip ist indessen gleich: Die Brennstoffzelle braucht Wasserstoff, der in einer kalten Verbrennung mit Sauerstoff aus der Umgebungsluft zu Wasser wird, dabei entstehen Strom und Wärme. Den Wasserstoff macht sie sich in einer vorgeschalteten Reformierung aus Erdgas selbst. Dabei fällt eine geringe Menge Kohlendioxid als einziges Abgas an. Ansonsten arbeitet diese Technik leise, vibrationsfrei und zuverlässig.

Das grundsätzliche Problem, wie der Wärmebedarf mit der Stromproduktion in Übereinklang zu bringen sei, löst indessen auch die Brennstoffzelle allein nicht. In der Praxis wird sie für die Kraft-Wärme-Kopplung relativ klein ausgelegt, um mit hohen Laufzeiten eine möglichst gleichmäßige Stromproduktion zu bekommen. Im Winter wird deshalb mit konventioneller Brennwerttechnik zugeheizt. Doch auch der elektrische Strom findet nicht immer im Haus Verwendung. Dem Brennstoffzellen-Besitzer geht es deshalb wie dem Eigentümer einer Photovoltaik-anlage: Das Stromnetz dient als Puffer, bei Bedarf wird Strom entnommen oder gegen Vergütung abgegeben.

Eine autarke Versorgung ist so etwas nicht. Vom Stromnetz unabhängig wäre das Gebäude erst, wenn die Brennstoffzelle neben der Hausversorgung Batterien speist. Solche Lösungen gibt es von vielen Anbietern, allerdings werden für die Selbständigkeit große Speicher gebraucht, die schnell hohe Leistung zur Verfügung stellen können. Und es bleibt die Abhängigkeit vom Gasanschluss.

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