Vor zehn Jahren rief der US-Ökonom Jeremy Rifkin die "Wasserstoff-Revolution" aus: Viele Millionen dezentraler Brennstoffzellen sollen eines Tages die Macht der Energiekonzerne brechen. In den kleinen Kraftpaketen reagiert Wasserstoff mit Sauerstoff. Dabei entsteht Strom und als Nebenprodukte liefern die Aggregate Wärme und Wasser.
Die Technologie werde die "Tür in ein neues Energiezeitalter aufstoßen", schwärmte Rifkin. Doch dann blieb es lange Zeit still um die Brennstoffzelle. Die Stromerzeugung revolutionierten derweil Windräder und Solaranlagen.
Jetzt könnte der Technologie aber doch noch der Durchbruch gelingen - auf dem Umweg durch den Heizungskeller: Mehrere Unternehmen entwickeln zurzeit Brennstoffzellen-Heizungen für Ein- und Mehrfamilienhäuser. In einem Feldtest mit 300 Gebäuden aus ganz Deutschland erproben Hersteller und Energieversorger die Praxistauglichkeit und Zuverlässigkeit der Technik.
"In Summe sind die Erfahrungen bislang sehr gut", sagt Projektkoordinator Werner Tillmetz vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg (ZSW).
Brennstoffzellen als Heizung - das klingt zunächst widersinnig, denn die Geräte sind ja auf das Hauptprodukt Strom ausgelegt. Aber sie sollen auch gar nicht die einfache Heizung ersetzen, sondern in Konkurrenz zu sogenannten Blockheizkraftwerken (BHKW) treten, die für Einfamilienhäuser angeboten werden. Hier läuft ein Motor, meist angetrieben von Erdgas, und erzeugt über einen Generator Strom, der im Netz vermarktet oder selbst verbraucht wird.
Auch bei diesen Anlagen ist die Wärme ein Nebenprodukt, das in einem Tank gespeichert und von den Hausbewohnern verbraucht wird. Brennstoffzellen funktionieren ähnlich. Viele erzeugen sich den benötigten Wasserstoff selbst aus Erdgas. Pro Kubikmeter liefern sie aber mehr Strom und weniger Wärme.
"Die Anlagen sind äußerst effizient und weisen einen hohen elektrischen Wirkungsgrad von 40 bis 60 Prozent auf", erklärt Tillmetz. Der Rest wird fast vollständig zu Wärme. Dagegen wandeln die Anlagen mit Gasmotor, wie sie heute als "Keller-Kraftwerke" angeboten werden, nur etwa 25 Prozent der im Brennstoff enthaltenen Energie in Strom um.
Mehr Elektrizität aus der gleichen Menge Erdgas: Das macht die Brennstoffzellen zu interessanten Kandidaten für virtuelle Kraftwerke, die einige Energieversorger zurzeit testen. Sie schalten viele BHKWs zu einer Einheit zusammen. Ist dann wegen einer Flaute in den Windparks zu wenig Energie im Netz, setzt eine Leitstelle per Fernsteuerung die Mini-Kraftwerke in Gang, um die Stromlücke auszugleichen. Mit solcher Regelenergie sind auf dem Markt hohe Preise zu erzielen.
Ist nun die elektrische Ausbeute jeder einzelnen Anlage größer, sinkt die Gefahr, dass der angeschlossene Wärmespeicher überläuft und sie sich aus dem Verbund abmelden muss.
Zunächst muss der Einstieg in die Serienfertigung gelingen
Doch bis dahin ist es ein weiter Weg. Zunächst einmal muss den Herstellern der Einstieg in die Serienfertigung gelingen. "Bis unsere ersten Produkte in größerer Stückzahl auf den Markt kommen, werden sicher noch drei bis fünf Jahre vergehen", erklärt Jochen Paulus, Leiter der Brennstoffzellen-Entwicklung bei Vaillant. In diesem Zeitraum sollen auch die Preise auf ein konkurrenzfähiges Niveau sinken.
Heute kosten die quasi per Handarbeit und in geringen Stückzahlen hergestellten Geräte noch mehrere Zehntausend Euro. "Wie bei jeder anderen Innovation sinken die Kosten von einer Gerätegeneration zur nächsten", sagt der Geschäftsführer der Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie, Klaus Bonhoff. Auch der Aufbau einer Zuliefererindustrie mit konkurrierenden Anbietern werde die Kosten drücken.
ZSW-Forscher Tillmetz plädiert derweil für staatliche Unterstützung bei der Markteinführung. "Wir tun uns in Deutschland oft schwer, grundlegend neue Technologien zu industrialisieren. Da gibt es bei Informationstechnik und Mobilfunk genug Beispiele. Das darf uns bei der Brennstoffzelle nicht passieren."