Massive CO2-Einsparung dank Brennstoffzellen.
06-09-21
In zwei Mehrfamilienhäusern in Kassel läuft seit fast zwei Jahren ein Feldversuch mit Brennstoffzellen (BSZ), durchgeführt von Viessmann und der Unternehmensgruppe Nassauische Heimstätte | Wohnstadt. Diese mit Erdgas betriebene zukunftssichere Strom- und Wärmeversorgung liefert überzeugende Ergebnisse – für beide Seiten.
Der Gebäudesektor ist ein äußerst wichtiger Hebel zur Defossilisierung und damit zum Erreichen der erneut verschärften Klimaziele. Eine zentrale Rolle spielt dabei mehr und mehr der Einsatz von CO2-frei erzeugtem Wasserstoff. Er kann von Versorgern dem Erdgas anteilig beigemischt werden oder – in einer weiteren Ausbaustufe – den fossilen Brennstoff sogar komplett ersetzen.
In zwei Bestandsgebäuden im Kasseler Stadtteil Oberzwehren, die für das Gros der Wohnungswirtschaft typisch sind, erproben der nordhessische Heizungs- und Klimaspezialist Viessmann und die Unternehmensgruppe Nassauische Heimstätte | Wohnstadt (NHW) seit nunmehr fast zwei Jahren den Prototypen einer speziellen Brennstoffzellen-Heizung. Sie produziert seither höchst effizient Wärme und Strom. Im Gegensatz zu den in Einfamilienhäusern verbauten Geräten stehen in Kassel zwei Hochtemperatur-Anlagen. Ihr Vorteil: der sogenannte Stack – im Block hintereinandergeschaltete Brennstoffzellen-Module – arbeitet mit 800 Grad interner Arbeitstemperatur, Niedertemperatur-Modelle hingegen nur mit 70 Grad. „Dadurch können wir jedes geforderte Wärmeniveau bedienen – selbst Systeme älterer Häuser mit hohen Vor- und Rücklauf-Temperaturen stellen kein Problem dar“, erläutert Alexander Dauensteiner, Viessmann-Bereichsleiter für die Produktlinie. Aus höheren Betriebstemperaturen resultierten zudem bessere Heizleistungen.
In Oberzwehren wurden die zwei Viessmann-Festoxid-BSZ (solid oxide fuel cell, SOFC) direkt in die vorhandenen Heizkreisläufe eingekoppelt. Über einen Pufferspeicher speisen sie warmes Wasser in den Massenspeicher ein. Dieses ‚Kraftwerk im Keller‘ liefert modulierend bis zu 1,9 Kilowatt (kW) Wärmeleistung und 1,5 kW Strom. Den nutzt die NHW vordringlich für Allgemeinstrom, Überschüsse fließen ins allgemeine Netz.
Zehn Tonnen CO2 eingespart
Erfreuliches Fazit: Nach nunmehr fast zwei Jahren haben beide Brennstoffzellen jeweils circa 22.600 kWh beziehungsweise 26.800 kWh Wärme und gleichzeitig 13.000 beziehungsweise 17.500 kWh Strom produziert. Hierdurch wurden enorme CO2-Einsparungen von 48 beziehungsweise 51 Prozent gegenüber der getrennten Strom- und Wärmeerzeugung erzielt.
Diese entspricht der beachtlichen Einsparung von rund acht beziehungsweise zehn Tonnen an CO2. Ein Resultat, das ansonsten nur durch Maßnahmen mit deutlich höheren Investitionen zu erreichen ist.
NHW-Haustechniker Jürgen Schaumburg ist mit Verlauf und Ergebnis sehr zufrieden: „Neben der Energieersparnis und der unkomplizierten Integration in die vorhandene Gebäude-Infrastruktur war die unterbrechungsfreie Versorgung der Mietobjekte mit Wärme während der Installation der Anlage ein weiterer positiver Aspekt. Nur für das letztendliche Anschließen der Brennstoffzelle an die vorhandene Anlage wurde diese an einem Tag kurz unterbrochen.“ Ein Austausch der alten Niedertemperatur-Kessel durch moderne Gas-Brennwert-Kessel im Verlauf des Projektes verlief ebenfalls ohne weitere Beeinträchtigungen. Schaumburg bestätigte zudem den störungsfreien Praxisbetrieb – nach seiner Einschätzung auch ein Zeichen des fortgeschrittenen Produktstands. Sein Resümee: „Die Nutzung der Brennstoffzellen-Technik stellt eine komfortable Lösung dar, die Klimabilanz auch älterer Bestände signifikant zu verbessern.“
Wertvolle Erfahrungen im Praxisbetrieb
Auch aus Sicht von Viessmann wird der Feldversuch als großer Erfolg eingestuft: Die erhofften Ziele des Pilotprojekts wurden in vollem Umfang erreicht. Unterschiedliche Betriebsstrategien und Parameter-Einstellungen sollten zeigen, wie sich die Brennstoffzelle durch bewusste Modulation enger an das Allgemeinstrom-Lastprofil des Hauses anlehnt, was die unterschiedliche Strom und Wärmeproduktion der beiden Anlagen in nahezu baugleichen Objekten erklärt. Alexander Dauensteiner: „Die gewonnenen Erkenntnisse für die Optimierung des Energiemanagers und der hydraulischen Einbindung werden bis zur Serieneinführung der Produkte umgesetzt. So viele wertvolle Erfahrungen können nur in einem Praxisbetrieb erlangt werden, da die Lastprofile und Nutzergewohnheiten hier eine ausschlaggebende Rolle spielen.“
Gut vorbereitet mit wasserstofffähigen Brennstoffzellen
Denn: Gebäude, die – wie die Kasseler Mehrfamilienhäuser der NHW – mit Brennstoffzellen ausgestattet sind, können nach nur wenigen Modifikationen diese Erdgas-Wasserstoff-Gemische und auch reinen Wasserstoff problemlos und hocheffizient in Strom und Wärme umwandeln. Mit den wasserstofffähigen Brennstoffzellen sind Betreiber bestens auf zukünftige Entwicklungen vorbereitet. Nicht zuletzt leisten sie damit einen positiven Beitrag zur Gestaltung von Lebensräumen für zukünftige Generationen.
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Die Unternehmensgruppe Nassauische Heimstätte | Wohnstadt (NHW) mit Sitz in Frankfurt am Main und Kassel bietet seit knapp 100 Jahren umfassende Dienstleistungen in den Bereichen Wohnen, Bauen und Entwickeln. Sie beschäftigt rund 800 Mitarbeitende. Mit rund 59.000 Mietwohnungen in 130 Städten und Gemeinden in Hessen gehört sie zu den zehn führenden deutschen Wohnungsunternehmen. Das Regionalcenter Wiesbaden bewirtschaftet rund 11.600 Wohnungen, darunter rund 5.800 Wohnungen direkt in Wiesbaden, und hat mit dem Servicecenter in Darmstadt eine Außenstelle. Unter der NHW-Marke ProjektStadt werden Kompetenzfelder gebündelt, um nachhaltige Stadtentwicklungsaufgaben durchzuführen. Die NHW arbeitet daran, ihren Wohnungsbestand perspektivisch auf 75.000 Wohnungen zu erhöhen und bis 2050 klimaneutral zu entwickeln. Um dem Klimaschutz in der Wohnungswirtschaft mehr Schlagkraft zu verleihen, hat sie gemeinsam mit Partnern das Kommunikations- und Umsetzungsnetzwerk „Initiative Wohnen 2050“ gegründet. Mit hubitation verfügt die Unternehmensgruppe zudem über ein Startup- und Ideennetzwerk rund um innovatives Wohnen. www.naheimst.de
V. i. S. d. P.: Nassauische Heimstätte Wohnungs- und Entwicklungsgesellschaft mbH | Schaumainkai 47 | 60596 Frankfurt am Main
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