Kesselstau in der Rushhour
Brennstoffzellen-Pkw als Wärmeerzeuger für die Hausheizung

In etwa zehn Jahren werden tagtäglich viele Tausend Heizkessel zur Arbeit fahren. Denn die mobile PEM-Brennstoffzelle im Pkw tut nichts anderes als die stationäre im Heizungskeller. Sie liefert Wärme und Strom. Eine wirtschaftliche Lösung wäre, das Auto abends in der Garage als Kesselersatz an die Hausheizung anzukoppeln.

Natürlich bemühen sich im Moment die unterschiedlichsten Branchen um einen Anteil am erwarteten Brennstoffzellenkuchen. Die Gaswirtschaft will ihr Erdgas als Wasserstoff-Rohstoff unterbringen; die Heizungsindustrie glaubt an die PEM-Kraftwärmekopplung im heimischen Keller; die Elektrizitätserzeuger sähen ihre Felle wegschwimmen, wenn Gewerbebetriebe sich zu Selbstversorgern strukturierten. Also experimentiert, forscht und entwickelt alles parallel oder in Kooperation oder im Wettbewerb. Das Ziel: möglichst etwas Eigenes rechtzeitig feilzubieten. Macht das Sinn, werden nicht in zehn oder fünfzehn Jahren die reale Situation und die reale Technik ganz andere Weichen stellen? Das Auto als temporäre Hausheizung könnte zum selbstverständlichen Stand der Gebäudetechnik werden. Alles spricht dafür.

Erstens: Brennstoffzelle ist Brennstoffzelle. Während der konventionelle Kessel chemisch gebundene Energie (Heizöl, Gas) lediglich in Wärme verwandelt, mit der sich nur über Umwege ein Auto antreiben lassen würde, setzt zwar der konventionelle Pkw-Motor chemisch gebundene Energie in Kraft und (Heiz-)Wärme um. Aber: Der Wirkungsgrad des "Wärmeerzeugers" Otto- oder Dieselmotor liegt weit unter dem eines Kessels. Zusätzlich aus dem Kraftanteil Heizenergie gewinnen zu wollen, verböte sich wegen des hohen technischen Aufwands aus ökologischen wie aus wirtschaftlichen Gründen. Die Pkw-Brennstoffzelle dagegen produziert in der ersten Stufe ausschließlich haustechnische Nutzenergie, nämlich Strom und Wärme. Erst im zweiten Schritt setzt der Elektroantrieb einen Teil davon in Kraft um.

Zweitens: Wer ökologisch denkt, wird sich nicht für das bisschen Gebäudewärme im Niedrigenergiehaus der kommenden Jahre eine Brennstoffzelle installieren lassen, um im Straßenverkehr weiterhin mit emittierendem Otto- oder Diesel-Motor zu fahren. Den ersten Schritt zur Brennstoffzelle wird er selbstverständlich mit dem Auto gehen, vorausgesetzt, beide Aggregate - sowohl das mobile als auch das stationäre - kommen ungefähr zeitgleich auf den Markt.

Drittens: Das Auto steht abends oder nachts in der Garage. Als privates Heizkraftwerk für das Einfamilienhaus ist es grundsätzlich überdimensioniert. Seine elektrische Leistung von 40 oder 50 kW nebst der thermischen Leistung in gleicher Höhe reichten also allemal, um in maximal einer Stunde einen Warmwasserboiler mit vielleicht 1 000 oder 2 000 Liter Inhalt auf 70, 80 oder 90 Grad Celsius aufzuladen. 1 000 Liter sind ein Kellertank in der Größe von drei Badewannen. Mit diesem Volumen Heißwasser ließe sich selbst bei tiefstem Frost ein Niedrigenergie- oder Passivhaus mindestens 24 Stunden beheizen. Damit würde natürlich auch die generelle Zusatzheizung überflüssig, die die heutige Dimensionierungsphilosophie verlangt.

Viertens: Das Wartungsproblem der Hausheizung wäre gelöst, denn erstmals in der Geschichte der Heiztechnik würde mit Einführung dieses Konzepts ein Kessel täglich zur Arbeit und im Turnus in die Werkstatt fahren. Kesselstau in der Rushhour. Man schlüge zwei Fliegen mit einer Klappe. Das Auto muss ohnehin zum Service, und da Antrieb Auto und Wärmeerzeuger Haus identisch sind, fielen erstens weder hohe Kosten für die Investition in die Hausheizung noch zweitens zusätzliche Betriebskosten für Wartung und Reparatur an.

Fünftens: Man erschlüge noch eine dritte Fliege. Den Automobilwerken, denen wahrscheinlich nach wie vor selbst 2010, 2015 die Mehrkosten der Brennstoffzelle den Absatz bremsen dürften, könnten über den Zweitnutzen "Heizkraftwerk" das Aggregat gesundrechnen.

Sechstens: Haustechnisch genügten als Übergabestation ein Wechselrichter, der den Gleichstrom der Brennstoffzelle zu Wechselstrom für das öffentliche Netz aufbereitet, eine Steckdose, ein Speicher mit einem integrierten Abwärme/Wasser-Wärmetauscher und der Abgasschlauch für CO oder CO2 und Restwasserdampf. Alles mithin ausgereifte, konservative Bauteile.

Siebtens, Variante eins: Verzicht auf die komplette Gasinstallation im Haus. Diese Einsparung von einigen Tausend Euro könnte sich ebenfalls der Pkw zugute schreiben lassen. Als "Notwärmeerzeuger" im längeren Reparaturfall reichte eine eingebaute elektrische Widerstandsspirale im 1 000-Liter-Boiler aus. Variante zwei: Die Brennstoffzelle, gleichgültig, ob mobil oder stationär, hat ein Brennstoffproblem. Die Stacks verarbeiten nur reinen Wasserstoff. Warum den Reformer, den Wasserstoffgenerator, nicht einfach von der Brennstoffzelle lösen, ihn separat im Haus aufstellen und getrennt von der Brennstoffzelle Wasserstoff für die Heizung und für den Pkw reformieren? Dann säße die Gaswirtschaft nicht außen vor, das Auto hätte ein Problem weniger, die Hausheizung dürfte je nach Wärmebedarf takten, was sie heute wegen der Anfahrschwierigkeiten des Reformers nicht darf. Und die Kesselschmieden könnten diesen Wasserstofferzeuger bauen.

Achtens: Bei der Pkw-Kessel-Einheit geriete das Handwerk nicht in Qualifizierungsnot. Die Gewerke blieben sauber getrennt, hier Kfz plus Brennstoffzelle, dort Installateure mit Boiler, Radiatoren oder Fußbodenheizung und anderes.

Neuntens: Vermarktungsprobleme dürften nicht auftreten. Die ökologisch-ökonomische und imageträchtige Idee, das geparkte Auto zusätzlich für eine einzige Stunde täglich als Hausheizung einzusetzen, spräche für sich selbst.

Zehntens: Der Einheit Brennstoffzelle/Reformer - bliebe es bei dieser statt der getrennten Lösung - tun Starts und Stopps nicht gut. Die fließende Kombination Pkw-Antrieb/Hausheizung würde die Laufzeit der Brennstoffzelle verlängern und über die Betriebsstunden gesehen die Taktzahl vermindern. Das käme der Lebensdauer zugute.

Elftens: Am Pkw müssten nur minimale Vorkehrungen zum Auskoppeln der Abwärme und des Stroms getroffen werden.

Zwölftens: Der multifunktionale Einsatz der Brennstoffzelle zur Heiz- und Stromerzeugung als auch als Antrieb für Pkw ließe sich noch mit der Installation von Anschlussboxen in der Tiefgarage an der Arbeitsstelle wie auch in Parkhäusern ergänzen. In einem fünf- oder sechsstöckigen Bürohaus mit vielleicht 50 Stellplätzen im Untergeschoss könnten zehn Autos den gesamten Komplex ausreichend mit Heizenergie versorgen. Lohn: freies Parken für den Energielieferanten.

Dreizehntens: Zögerlichen Beifall trotz zwiespältiger Gefühle könnte eine derartige Konzeption selbst von Teilen der Elektrizitäts-Wirtschaft erhalten. Ab dem Jahr 2010 steht bekanntlich ein erhöhter Ersatzbedarf für dann ausrangierte Kraftwerke ins Haus.

Die Zeitgleichheit von abendlicher Stromspitze und abendlicher Netzeinspeisung des Brennstoffzellen-Pkw dürfte die Elektroversorger von teuren Investitionskosten entlasten. Rechnet man pro Haushalt eine zusätzliche Spitze von 3 kW, die jetzt die Brennstoffzelle abdeckt, und eine Anschlussquote von rund 10 Prozent, also etwa 3 Millionen Haushalte, käme man auf eine Anschlussleistung von 10 000 Megawatt. Um diesen Betrag würde sich im Minimum die vorzuhaltende Kraftwerkskapazität der EVU mindern. Die kleineren Versorger, die im 10-kV-Bereich verteilen, beteiligen sich ja bereits heute an Brennstoffzellen-Feldversuchen, weil sie im privaten Haushalt und im Gewerbebetrieb ihren zukünftigen Stromlieferanten sehen.

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