Brennstoffzelle Minikraftwerk im Keller


Strom, Wärme und heißes Wasser umweltfreundlich aus dem heimischen Kraftwerk - die Brennstoffzelle im Keller soll es möglich machen. Noch ist der private Gebrauch teuer, doch für Industrie und Wissenschaft lohnt der Forschungsaufwand.

Der serienmäßige Einsatz von Brennstoffzellen ist zwar noch Zukunftsmusik, doch erste Testanlagen liefern Forschern schon heute Daten über die Chancen ihrer Vision. Noch sind die Prototypen der privaten Brennstoffzellen viel zu teuer und haben eine indiskutable Lebensdauer. Doch Industrie und Wissenschaft sind sich einig, dass der Forschungsaufwand lohnt, denn bereits die heutige Effizienz sei vielversprechend. In zehn Jahren könnte die Technik in Serie gehen.

Für die dezentrale Energieproduktion braucht ein Wohnhaus zunächst einen Erdgasanschluss. In der ersten Stufe wird in der Anlage aus dem Erdgas bei Temperaturen zwischen 900 und 1000 Grad Wasserstoff freigesetzt. Dann kommt die eigentliche Brennstoffzelle zum Einsatz: Bei dem elektrochemischen Prozess reagieren Wasserstoff und Sauerstoff an Elektroden miteinander. Dabei entstehen Strom und Wärme fürs Duschen und Heizen. "Dieses Prinzip ist seit mehr als 160 Jahren bekannt, aber bis heute nicht effizient im großen Stil einsetzbar", sagt der Experte für Brennstoffzellen der Verbundnetz Gas AG (VNG) in Leipzig, Stephan Krein.

Der Berliner Biologielehrer Ralph-Dieter Feigel gehört zu den Pionieren der Technik. In seinem Heizungskeller steht seit August 2003 eine Brennstoffzelle. Die vom Gasversorger der Hauptstadt GASAG aufgestellte Anlage ist nur ein grauer, raumhoher Kasten. Einzig ein Computermonitor verrät, dass Feigel Hightech im Keller hat. "Das Gerät überträgt Leistungsdaten und Fehler an das Deutsche Brennstoffinstitut im sächsischen Freiberg und an die Technische Universität Dresden." Wenn etwas nicht stimmt, rücken die Techniker bei den Feigels dank eines separaten Kellerzugangs meist unbemerkt an und korrigieren die Fehler.

Für den normalen Häuslebauer noch zu teuer

Europaweit testet der Schweizer Hersteller der Mini-Kraftwerke - die Firma Sulzer Hexis - 100 solcher Anlagen im Privatgebrauch. "In Zukunft sollen die Anlagen über 30 Prozent elektrische Wirkung erreichen, 5 Prozent mehr als normale Anlagen", sagt VNG- Brennstoffexperte Krein. Dazu komme die nutzbare Wärme. "Der Gesamtwirkungsgrad soll in der Zukunft bei 80 bis 90 Prozent liegen." Allerdings koste eine Anlage derzeit noch mehrere 10.000 Euro bei einer Lebensdauer von bis zu drei Jahren. "Um für den normalen Häuslebauer interessant zu werden, darf die Technik nicht teurer sein als eine normale Heizanlage - die deutlich unter 10.000 Euro kostet."

Forschern am Fraunhofer Institut für keramische Technologien und Sinterwerkstoffe (IKTS) in Dresden ist möglicherweise ein entscheidender Forstschritt bei der Lebensdauer von Brennstoffzellen gelungen. Dank eines neuen Materials prognostizieren sie eine Haltbarkeit von 40.000 Stunden - fast fünf Jahre. Eine Erhöhung um das 40Fache sei denkbar.

Nur Wasserdampf als Abfall

Ein weiteres Problem ist, dass sich Wasserstoff nicht wie Erdgas durch normale Rohrsysteme direkt zu den Häusern bringen lässt. Die Umweltfreundlichkeit könnte noch höher sein, wenn es eine sichere Infrastruktur für den Transport gäbe, sagt Martin Calovini, Sprecher der Initiative Brennstoffzelle - einem Zusammenschluss zahlreicher Energie-Unternehmen. "Dann bräuchte man kein Erdgas mehr und hätte keinen Ausstoß von Kohlendioxid, sondern nur Wasserdampf als 'Abfall'".

Die Feigels sind mit ihrer Anlage zufrieden. "Wir haben 20 Prozent weniger Kosten für Gas und schaden kaum noch der Umwelt", sagt der 51-jährige Familienvater. Seine Brennstoffzelle liefert derzeit ein Kilowatt elektrische Leistung und 2,5 Kilowatt thermische Leistung - also Heizwärme. "Für den Winter ist das ein bisschen knapp. Deshalb haben wir ein Zusatzgerät, dass uns auch bei frostigen Außentemperaturen die Füße im Haus warm hält."

Seit 2003 ist der Brennstoffzellenblock schon drei Mal getauscht worden. "Der erste Block hielt gerade mal ein halbes Jahr", sagt Feigel. Ende 2006 - wenn das Testprojekt ausläuft - werden die Feigels erstmal wieder eine normale Heizungsanlage einbauen.

Denni Klein/DPA DPA

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