Alternative Heizsysteme versprechen eine hohe Energieeffizienz und vor allem nachhaltig erzeugte Wärme. Wer seine Heizung saniert oder neu baut, kann sich zwischen Brennstoffzellenheizung und Wärmepumpe entscheiden. Wir machen den Vergleich für Sie.

Die Brennstoffzellenheizung und die Wärmepumpe haben hinsichtlich ihrer Funktionsweise nur wenig gemeinsam. Allerdings zeichnen sich beide Systeme dadurch aus, dass sie Wärmeenergie ohne den Ausstoß von Emissionen gewinnen können. Daher wird für Brennstoffzelle oder Wärmepumpe allein kein Schornstein benötigt. Im Gegensatz zu Öl-, Gas- oder Holzheizung wird kein Brennstoff verbrannt, um zu heizen.

Allerdings werden beide Heizsysteme vor allem in den kalten Wintermonaten meist von einer konventionellen Gasheizung mit Brennwerttechnik unterstützt. Das komplett emissionsfreie und auf Brennstoffzelle oder Wärmepumpe beschränkte Heizen ist nur in sehr gut isolierten Gebäuden möglich.

Die Wärmepumpe nutzt Umweltenergie, um damit Heizenergie zu produzieren. Diese Umweltenergie bezieht die Wärmepumpenheizung aus der Luft, aus dem Wasser oder der Erde. Entsprechend unterschiedlich fallen die Systeme aus.

Während die Luft-Wärmepumpe die Wärmeenergie aus der Außen- bzw. Umgebungsluft bezieht, greift die Erdwärmepumpe die in der Erde gespeicherte Wärme auf. Eine Wasserwärmepumpe hingegen kann den im Grundwasser vorhandenen Wärmevorrat für das Heizen nutzen.

Unabhängig von der Art der Wärmepumpe ist die Funktionsweise gleich. Über eine Sonde wird Wärmeenergie an ein Trägermedium, meist Wasser, übertragen. Dieses Trägermedium fließt zu einem Kondensator mit Kältemittel. Dieses verdampft und setzt dabei Wärme frei. Über einen Wärmetauscher wird Wasser erwärmt, das in die Heizungsanlage oder in einen Pufferspeicher gepumpt wird. Nachdem das Kältemittel sich abgekühlt und kondensiert hat, fließt es zurück und der Wärmekreislauf beginnt von vorn.

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Eine Brennstoffzellenheizung besteht vor allem aus einer Brennstoffzelle, die Wasserstoff in seine Bestandteile Wasser und Sauerstoff trennt. Durch diese Trennung entstehen Wärme und Strom. Bis flächendeckend Wasserstoff über ein Leitungssystem in Haushalten verfügbar ist, wandelt die Brennstoffzellenheizung zunächst Erdgas in einem sogenannten „Reformator“ mithilfe von Wasserdampf in Wasserstoff um.

Die von der Brennstoffzelle erzeugte Wärme gelangt über einen Wärmetauscher ins Heizsystem des Gebäudes. Der Strom kann direkt im Gebäude genutzt werden. Überschüssig selbst erzeugter Strom lässt sich in das öffentliche Stromnetz einspeisen.

Wer sich für eine Wärmepumpe entscheidet, kann von vielen Vorteilen beim Heizen mit Umweltwärme profitieren:

Wie stark die Vorteile der Wärmepumpe zum Tragen kommen, hängt von den baulichen Gegebenheiten sowie der bestmöglichen Auswahl der Wärmepumpe ab.

So arbeiten diese Heizsysteme am effizientesten, wenn sie mit einer Flächenheizung in einem sehr gut wärmegedämmten Gebäude eingesetzt werden. Denn je geringer die Vorlauftemperatur des Heizsystems und je weniger Heizlast erforderlich ist, desto weniger Strom wird für die Arbeit des Kondensators benötigt.

Hinzu kommt, dass Wärmepumpen mit Erdsonde auch in der kalten Jahreszeit effizienter arbeiten können, weil sie sich von einer konstanten Wärmequelle speisen. Luft-Wärmepumpen benötigen an kalten Tagen deutlich mehr Energie, um die Umweltwärme auf ein höheres Wärmelevel zu bringen.

Die Brennstoffzellenheizung, auch „Wasserstoffheizung“ genannt, hat viele Vorzüge, die hier kurz aufgeführt werden:

  • Erzeugt Strom und Wärme
  • Läuft sehr geräuscharm
  • Geringer Platzbedarf
  • Emissionsfreies Heizen
  • Wartungsarmes Heizsystem
  • Hohe staatliche Förderung durch die BEG

Mit einer Brennstoffzelle nutzen Sie nicht nur ein komfortables Heizgerät, sondern Sie können sich durch die eigene Stromproduktion unabhängiger von Stromanbietern machen. Trotz der Abgabe für den selbst produzierten Strom ist Ihr eigener Strom deutlich günstiger. Außerdem können Sie bei nicht benötigter Energie von einer Einspeisevergütung profitieren.

Für den Betrieb einer Brennstoffzellenheizung wird lediglich ein Gasanschluss benötigt. Dank der kompakten Bauweise und der hohen Leistung eignen sich Wasserstoffheizungen hervorragend für die Wärme- und Stromversorgung von Einfamilien- oder Doppelhäusern.

Durch die kombinierte Strom- und Wärmeerzeugung bietet sich die Brennstoffzellenheizung vor allem für Verbraucher an, die einen konstant hohen Wärmebedarf haben.

Für Wohnungen oder kleine Haushalte ist die Brennstoffzelle weniger geeignet.

Allgemein eignet sich die Brennstoffzellenheizung sehr gut, um eine bestehende, neuere Gas-Brennwertheizung nachzurüsten. Die Brennstoffzelle liefert ganzjährig zuverlässig Wärme und Strom. Sinken die Temperaturen sehr stark, kann die Brennwertheizung hinzugeschaltet werden und die Brennstoffzelle ergänzen.

Aufgrund der hohen Energieleistung kann die Brennstoffzellenheizung sowohl im Altbau als auch im Neubau sowie nach energetischen Sanierungen eingesetzt werden. Wichtig ist dabei, dass Heizungsexperten den Heizbedarf im Vorfeld genau ermitteln, um das Heizsystem perfekt skalieren zu können.

Die Wärmepumpenheizung ist immer dann geeignet, wenn ein Gebäude einen geringen Wärmeenergiebedarf aufweist und ein Heizsystem mit niedriger Vorlauftemperatur nutzt. Somit sind Wärmepumpen ideal in energetisch sanierten Gebäuden sowie in Energieeffizienzhäusern.

Luft-Wärmepumpen müssen unabhängig vom Haustyp in der Regel mit einer Gas-Brennwertheizung oder einem anderen Heizsystem ergänzt werden. Die Luft-Wärmepumpe erzeugt die Wärme für Warmwasser und in der Heizsaison unterstützt sie die Gas-Brennwertheizung. Beide Systeme ergänzen sich dann optimal.

Erd-Wärmepumpen oder Wasser-Wärmepumpen haben die höhere Energieausbeute. Dafür ist ihre Installation aufwendiger, da entweder Erdsonden verlegt werden müssen oder eine Bohrung für die Tiefensonde erforderlich ist. Solche Wärmepumpen sind für Hausbesitzer geeignet, die entweder eine ausreichend große Gartenfläche für die Erdsonden zur Verfügung stellen können oder deren Grundstück eine Tiefenbohrung ermöglicht. Vor einer Bohrung muss deshalb unbedingt das zuständige Bergbauamt hinzugezogen werden.

Wird in einem Gebäude bereits eine PV-Anlage eingesetzt, kann diese umweltfreundlichen Strom für die Wärmepumpe bereitstellen.

Ob sich eine Brennstoffzellenheizung oder eine Wärmepumpe in einem Gebäude besser eignet, lässt sich nicht pauschal beantworten. Allerdings ist die Brennstoffzelle flexibler einsetzbar, sofern ein Gasanschluss vorhanden ist. Die Wärmepumpenheizung erfordert hingegen ein sehr gut isoliertes Gebäude, damit sie effizient betrieben werden kann.

Was die Kosten angeht, liegen Wärmepumpe und Brennstoffzelle auf einem ähnlichen Niveau, wenn man die Wasserstoffheizung mit Erd- oder Wasserwärmepumpen vergleicht. Hausbesitzer müssen dafür mit rund 15.000 bis 20.000 Euro rechnen. Doch für beide Heizsysteme winken hohe Förderzuschüsse über die BEG. Mit der Brennstoffzelle ist zusätzliche Förderung über die Einspeisevergütung möglich.

Unabhängig davon, welches Heizsystem später realisiert werden soll: Nutzen Sie die Beratungskompetenz der Heizungsexperten von thermondo. Gemeinsam können Sie entscheiden, ob die Brennstoffzelle oder die Wärmepumpe die bessere Lösung für Ihren Heizkomfort und Ihr Gebäude ist. Nutzen Sie einfach unseren Heizungsplaner und erhalten Sie Ihr Festpreisangebot.

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Profilfoto Autor Sebastian Sebastian ist Autor dieses Artikels und unser Experte auf den Gebieten Heizsysteme und Wärmewende. Wenn Sie Fragen zum Artikel oder Ihrem Heizungswechsel haben, schreiben Sie ihm: fragen@thermondo.de.