Strom und Wärme für Eigenheime

Baxi Innotech: Brennstoffzellen-KWK vor der Serienfertigung

© Baxi Innotech

Einen Wirkungsgrad von 96 Prozent erreicht das auf Brennstoffzellen basierte KWK GAMMA von Baxi Innotech

Kurz vor der Serieneinführung steht das Brennstoffzellen-Heizgerät des Typs GAMMA von Baxi Innotech. Es ist für den Einsatz in Einfamilienhäusern vorgesehen, die Kraft-Wärme-Kopplung erreicht damit einen Wirkungsgrad von 96 Prozent.

»Wir sind beim technischen Feinschliff und befinden uns gerade in der Marktvorbereitungsphase«, sagt Guido Gummert, Geschäftsführer von BAXI Innotech.

Unter den Geräten für die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) arbeiten die Brennstoffzellen-Systeme mit dem höchsten Wirkungsgrad. BAXI Innotech hat die Leistung des modulierend arbeitenden Brennstoffzellen-Heizgerätes speziell auf die energetischen Anforderungen von Einfamilienhäusern abgestimmt: 1,0 kWel und 1,7 kWth. Vor allem das Verhältnis zwischen Wärme- und Stromproduktion der GAMMA erreicht ein für Einfamilienhäuser optimales Niveau, was lange Laufzeiten übers Jahr erlaubt. Bisher erhältliche Geräte liefern mit der drei- bis vierfachen thermischen Leistung oft zu viel Wärme.

BAXI Innotech hat im Rahmen der Entwicklung eng mit Energieversorgungsunternehmen, Herstellern und der Zuliefererindustrie zusammen gearbeitet. Die Kernkomponenten wie der Reformer und der Brennstoffzellen-Stack haben jetzt alle Spezifikationen erfüllt. Die Systemkomponenten - Pumpen, Ventile und Gebläse - haben 2010 das Fine-tuning durchlaufen und sind gut aufeinander abgestimmt.
Jetzt geht es darum, die Bauteile zu integrieren, ihre Zahl zu reduzieren oder sie ganz zu eliminieren (Design-to-cost-Phase). Außerdem steht nun die Serienfertigung im Fokus, mit dem Ziel, die Stückkosten zu senken.
 
Das Herz der Anlage, der Polymer-Elektrolyt-Membran- Brennstoffzellen-Stack, den Weltmarktführer Ballard zuliefert, hat die Feuerprobe in den technisch sensiblen Punkten - der Spannungsdegradation und Lebensdauer - mit besten Noten bestanden. 25.000 Betriebsstunden pro Aggregat wurden bereits im Feldtest nachgewiesen, eine Degradation ist nicht erkennbar. 60.000 Stunden Betrieb sind nun möglich.

Zudem lassen sich die Geräte von Baxi Innotech vernetzen, um virtuelle Kraftwerke bilden.
 
Baxi Innotech fertigt die Brennstoffzellen-Heizgeräte in Hamburg. Den Forschern gelang es, innerhalb von zehn Jahren ein praxistaugliches Gerät zu fertigen. Getestet haben sie vor Ort im Einfamilienhaus, etwa im Rahmen des Demonstrationsprojekts Callux, das das deutsche Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) fördert.

Der Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung ist politisch ausdrücklich erwünscht, um CO2-Emissionen einzudämmen. Nur so kann die Europäische Union die hochgesteckten Klimaziele erreichen. Mit der KWK-Richtlinie bekennt sich die EU zur Technologie der kombinierten Strom- und Wärmeerzeugung als ein Instrument zur Erhöhung der Energieeffizienz und zum Erreichen von Energieeinsparzielen. Das EU-Ziel, eine Verringerung des jährlichen Primärenergieverbrauchs um 20 Prozent bis 2020, ist ohne KWK nicht erreichbar.

Eine Studie des Verbands kommunaler Unternehmen (VKU) kommt zu dem Schluss, dass die Kraft-Wärme-Kopplung weiterhin der klaren politischen Unterstützung bedarf. Fördermaßnahmen seien für den Erfolg dieser Anlagen unerlässlich. Um das in Deutschland geltende Ziel - 25 Prozent Stromerzeugungsbeitrag aus KWK bis 2020 - zu erreichen, müssten in naher Zukunft weitere 10.000 bis 12.000 MW installiert werden. Die Studie identifiziert den klaren Trend zu kleineren Systemen, da hier sowohl Investitionsbedarf als auch Abschreibungszeit geringer sind, als bei großen Anlagen. Gleichzeitig führen kleine Systeme zur Effizienzsteigerung der Heizungstechnik und somit zu erheblicher Primärenergieeinsparung, wenn man bedenkt, dass 30 Prozent der Primärenergie im Haushalt verbraucht wird. Die hohe Effizienz der Mikro-KWK-Geräte wirkt sich also positiv auf deren Wirtschaftlichkeit aus.

Weiterführende Links:

• Wasserstoff-Brennstoffzellen für USV-Anlagen und energieautarke Systeme: FutureE: erste energieautarke Basisstation mit Brennstoffzellen