Ceramic Fuel Cells Limited: BlueGen Brennstoffzelle

BlueGen Brennstoffzellen-BHKW

Ceramic Fuel Cells Limited – Das Unternehmen

Ceramic Fuel Cells Limited (CFCL) bezeichnet sich selbst als einen der weltweit führenden Entwickler und Hersteller vom Mini-BHKW auf der Basis von Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC). Der Hauptsitz von Ceramic Fuel Cells ist im australischen Melbourne. Dort befindet sich heute vor allem die Forschungs- und Entwicklungsabteilung. Das Unternehmen ist zudem in Großbritannien, den Niederlanden und Deutschland vertreten. CFCL beschäftigt weltweit rund 120 Mitarbeiter, davon aktuell ca. 50 in Deutschland.

Brennstoffzellen-Veteran: Ceramic Fuel Cells entstand 1992 als Spin-Off des staatlichen australischen Forschungsinstituts „Commonwealth Scientific & Industrial Research Organisation“. Von 1992 bis 1997 betrieb Ceramic Fuel Cells Grundlagenforschung und arbeitete bis 2003 an Brennstoffzellenstapeln mit einer Leistung von 50 bis 200 kWel. Seit 2004 hat sich das Unternehmen auf Mikro-KWK-Anlagen mit geringerer Leistung für den Massenmarkt spezialisiert.

Börsennotiert: Im Juli 2004 erfolgte der Börsengang, bei dem 25 Mio. Australische Dollar eingesammelt wurden. Mit dem frischen Kapital wurde u.a. ein englisches Büro eröffnet und verschiedene Feldtests angestoßen. Nachdem CFCL im März 2006 auch an der London Stock Exchange gelistet wurde, konnten das Unternehmen auf weitere 27 Mio. britische Pfund an frischem Kapital zurück greifen. Das Unternehmen ist am AIM-Markt der Londoner Börse und der australischen Börse notiert (Kurzzeichen CFU).


Made in Germany: Ceramic Fuel Cells ist seit 2006 in Deutschland aktiv. Im im nordrhein-westfälischen Heinsberg bei Aachen baute CFC die erste Serienfertigung für Brennstoffzellenstapel in Deutschland auf. Im Jahr 2009 wurde der Serienbetrieb im Industriepark Oberbruch, 40 Minuten von Düsseldorf entfernt aufgenommen.

Die Fertigung hat eine Jahreskapazität von 10.000 Brennstoffzellenstapeln, den sog. Stacks. Neben den Brennstoffzellenstapeln werden in Heinsberg auch fertige Mikro-KWK-Anlagen der Produktreihe BlueGEN produziert. Eine BlueGEN-Anlage enthält einen Stack. Aktuell können in Heinsberg jährlich bis zu 2.000 BlueGen Brennstoffzellen-BHKWproduziert werden.

Die Investition der Ceramic Fuel Cells in die deutschen Produktionsanlagen betrug insgesamt 9,5 Millionen Euro. Für zukünftiges Wachstum könnte der Betrieb bei Bedarf bis zu einer Kapazität von 160.000 Brennstoffzellenstapel pro Jahr im selben Gebäude erweitert werden.

Technische Daten BlueGEN MG 2.0 Brennstoffzellen-BHKW

Die Geräte haben lediglich die Größe einer Spülmaschine. Der BlueGen nutzt Erdgas als Brennstoff und wandelt diesen in Strom und Wärme um. Prinzip bedingt liegt beim BlueGen die Betonung weniger auf „Heiz“ und mehr auf „Kraftwerk“. Die Leistungswerte betragen 2 Kilowatt elektrisch und 1 Kilowatt thermisch.

BlueGEN MG 2.0
AnwendungsbereichEin-/Mehrfamilienhaus, Kleingewerbe
bis 45.000 kWh Wärmebedarf/Jahr
BrennstoffErdgas, Bioerdgas (Methan)
Brennstoffverbrauch2,51 kW
Geräuschniveau< 47 dB(A)
BrennstoffzelleSolid Oxide Fuel Cell (SOFC)
Emissionswerte NOxnahezu keine NOx oder SOx Emissionen
Emissionswerte CO2340 g/kWh
elektrische Leistung (Strom)0,5-2,0 kW
(optimal ist der Dauerbetrieb bei 1,5 kW)
thermische Leistung (Wärme)von 0,4-1,0 kW
(bei 1,5 kWel ca. 0,54 kWth)
Wirkungsgrad elektrischbis zu 60% (bei 1,5 kWel)
Wirkungsgrad thermischbis zu 25%
Gesamtwirkungsgradbis zu 85%
Anlaufzeit Brennstoffzelle25 Stunden
Abmessungen (BxHxT)60,0 x 110,0 x 66,0 cm
Platzbedarf (BxT)k.A.
Gewicht45 kg
(gesamt 195 kg)
Vorlauftemperaturk.A.
Rücklauftemperaturk.A.
StromanschlussParallel 220 bis 240 V Wechselstrom 50 Hz
Sonst. AnschlüsseRauchabzug 100/60 mm Durchmesser
Heißwasser ¾”
Abfluss 2 x ¼”
Serviceintervall12 Monate bzw. 8.700 Betriebsstunden
(Filterwechsel in Abhängigkeit von Wasser-, Luft- und Gasqualität)
BAFA-Förderung1.568 €
Energiekreislauf: Vom Gas zum Strom - Bild: CFCL
Energiekreislauf -Vom Gas zum Strom – Bild: CFCL
elektrischer Wirkungsgrad und thermische Leistung

Günstige Stromproduktion: Aus einer Kilowattstunde Erdgas, die aktuell rund 5 Cent (inkl. MWSt.) kostet, holt der BlueGen 0,55-0,60 kWh Strom heraus. Die operativen Herstellkosten einer Kilowattstunde liegen also bei 11-12 Cent (brutto). Je mehr Strom selbst genutzt wird, desto besser sieht die wirtschaftliche Bilanz aus, da Privatkunden aktuell 20-22 Cent/kWh zahlen müssen.

Nur für Gewerbliche interessant: Der BlueGen ist ein klassischer Dauerläufer. Das liegt nicht nur daran, dass die Anlaufzeit der Brennstoffzelle 20 Stunden beträgt. Der BlueGen ein idealer Grundlastgenerator, der nahezu kontinuierlich laufen kann (und muss). Durch den hohen elektrischen Wirkungsgrad und damit geringere Wärmeleistung bieten BlueGen-Anlagen die Möglichkeit einer ganzjährig zuverlässigen, emissionsarmen und dezentralen Energieerzeugung. Eine Strom-Produktion von 13.000 kWh jährlich ist absolut realistisch. Wenn dieser Strom nur zu einem geringen Teil selbst verbraucht wird, steht es um die Wirtschaftlichkeit der Anlage schlecht. Denn die alte BHKW-Regel lautet: die beste Kilowattstunde ist die selbstverbrauchte Kilowattstunde. Alleine daraus ergibt sich, dass der BlueGen nur im gewerblichen Betrieb Sinn macht. Die hohen Anschaffungskosten (s.u.) tun ihr übriges.


Kein Wärmeüberschuss: Während die Brennstoffzelle Strom produziert, wird die Abwärme idealerweise an einen Pufferspeicher abgegeben. Da die Wärmeleistung bei z.B. 1,5 kWel (bester Wirkungsgrad) nur rund 0,5 kW beträgt, fällt selbst im Dauerbetrieb kaum ein Wärmeüberschuss an. Die entstehende Wärme hilft beim Heizen und bei der Warmwasserbereitung. In der Praxis wird im Verbund mit einem konventionellen Wärmeerzeuger (z.B. herkömmliche Gastherme), der die Spitzenlasten abfängt, der gesamte Wärmebedarf eines Einfamilienhauses abgedeckt.

Umweltfreundliche Lösung: Im Vergleich zur getrennten Strom- und Wärmeerzeugung können durch den Einsatz der BlueGen-Anlagen die CO2-Emissionen deutlich gesenkt werden. Im Bereich der Mikro-KWK-Anlagen bieten Brennstoffzellen dabei die größten ökologischen Vorteile. Der CO2-Ausstoß sinkt um um circa 30 Prozent. Der Einsatz von Bioerdgas kann die CO2-Bilanz zusätzlich verbessern.

BlueGen Aufbau

BlueGen Aufbau – Bild: Ceramic Fuel Cells Limited

Das Gennex Brennstoffzellenmodul

Gennex Brennstoffzellenmodul - Bild: CFCL
Gennex Brennstoffzellenmodul – Bild: CFCL
Gennex Brennstoffzellenmodul

Top-Wirkungsgrad: Herzstück des BlueGen Brennstoffzelllen-BHKW ist das Gennex-Brennstoffzellenmodul, eine Eigenentwicklung von CFCL. Das Modul erreicht einen außerordentlich hohen elektrischen Wirkungsgrad von bis zu 60 %. Wegen des hohen elektrischen Wirkungsgrades produziert die Brennstoffzelle weniger Wärme als andere elektrische Generatoren. Weniger Wärme bedeutet, dass das Gerät länger betrieben werden kann, und darum mehr hocheffiziente Elektrizität erzeugt. Das Gennex-Modul kann auch für andere Geräte genutzt werden, die Erdgas in Strom umwandeln wie beispielsweise Stromgeneratoren, Luftzirkulationssysteme und auch Ladestationen für Elektroautos.

SOFC-Technologie: Die Temperatur im Inneren der sogenannten Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) liegt bei 450 – 1.000°C. Anders als  bei Niedrigtemperatur-Brennstoffzellen, die reinen Wasserstoff als Treibstoff benötigen, kann beim SOFC-Typ grundsätzlich auch wasserstoffarme Brennstoffe wie z.B. Erdgas oder Biogas verwendet werden. Grundsätzlich sind SOFC-Brennstoffzellen effizienter und die Wärmeausbeute ist aufgrund der hohen Betriebstemperaturen größer als bei Brennstoffzellen auf Polymerbasis.

BlueGen Feldversuche in Deutschland

Europaweit sind bereits rund 300 BlueGen bei Kunden im Einsatz.

EWE AG: Der norddeutsche Energiedienstleister EWE hat drei BlueGen-Anlagen bestellt, die CFCL noch in diesem Jahr an EWE ausliefern wird. EWE arbeitet bereits seit 2005 mit CFCL zusammen und wird die BlueGen-Anlagen in Einfamilienhäusern im Nordwesten Deutschlands im Rahmen eines Feldtests installieren und betreiben.

E.ON Ruhrgas: Die Essener werden im 2. Quartal 2010 eine BlueGen-Einheit in einem Test-Haushalt in Essen installieren.

RheinEnergie AG: Die neuartige Klein-Brennstoffzellen-Anlage vom Typ „Blue Gen“ soll im April geliefert werden. Die Brennstoffzelle soll in Kooperation mit der Fachhochschule Köln installiert und betrieben werden. Ziel ist es, sie auf Praxistauglichkeit zu testen für einen möglichen späteren Einsatz bei den RheinEnergie-Kunden.

Alliander: Der kommunale Netzbetreiber in Heinsberg, in Nachbarschaft zur deutschen Produktionsstätte von CFCL, hat bereits im Februar 2010 einen Kooperationsvertrag mit CFCL geschlossen. Die bestellte BlueGen-Anlage wurde in einem Alliander-Gebäude im Industriepark Oberbruch installiert und auf Alltagstauglichkeit getestet. Gleichzeitig diente die Pilotanlage als Demonstrationsobjekt für Kunden und potenzielle Kooperationspartner in der Region. Im Mai 2013 wurde verkündet, dass man gemeinsam mit CFCL im Alliander-Gasversorgungsgebiet insgesamt 100 BlueGens mit einer besonderen Förderung (s.u.) anbietet.

BluGen Preis & Wartung

Preis: Die Preise sind angesichts der Kleinserien-Fertigung und der hohen Stack-Kosten nicht gerade ein Schnäppchen. Ohne zusätzliche Förderprogramme ist ein wirtschaftlicher Betrieb (noch) kaum möglich:

  • Preis BlueGen: 25.000 € (Brennstoffzellenanlage, ohne Puffer-/Trinkwasserspeicher, Listenpreis, netto)
  • Montage & Installation: Angebot von einem lokalen Installationspartner auf Anfrage
  • Vollwartungsvertrag: auf Anfrage (Beispiel: Firma Jürgen Hohnen bietet einen zehnjährigen Full-Service für 600 Euro pro Jahr an)

Amortisationszeitraum: Berücksichtigt man die NRW-Förderung (s.u.) kann sich eine Amortisationsdauer von sieben Jahren oder weniger ergeben.

BlueGen Förderung

BAFA-Zuschuss: Der BlueGen ist in der Liste der förderfähigen Mini-KWK-Anlagen enthalten und erhält einmalig einen Zuschuss von 1.568 €. Voraussetzung ist u.a., dass der BlueGen im Verbund mit einem mindestens 300 Liter großen Pufferspeicher betrieben wird.

KWK-Zuschlag: Die 5,41 Cent/kWh KWK-Zuschlag, die Mini-BHKW-Betreiber beantragen können, kommt auf jede Kilowattstunde „on top“ – egal ob selbst verbraucht, oder eingespeist wird.

NRW-Förderung: Gewerbekunden in NRW haben aktuell die Möglichkeit, für die BlueGen Brennstoffzelle die sog. NRW-Förderung (Förderungen nach dem Programm progres.NRW; KWK-Richtlinie Nr. 751 des Landes NRW) in Höhe von 13.000 € (!) in Anspruch zu nehmen.

Alliander-Förderung: Zusätzlich zur NRW-Förderung steht Gewerbetreibenden (klein- und mittelständische Unternehmen) mit Sitz im Stadtgebiet Heinsberg die Förderung durch die „Alliander Netz Heinsberg AG“ zur Verfügung. Die sog. „Alliander-10/10/10-Förderung“ besitzt 10 Jahre Laufzeit, 10 Jahre Full-Service (über Partnerunternehmen), 10 ct/kWh Einspeisevergütung (max. € 5.000) sowie eine einmalige Sofortförderung von bis zu 4.000 €. Die Auszahlung der Einmalförderung erfolgt am Tag der Inbetriebnahme der Brennstoffzelle. Weitere Infos unter www.brennstoffzelle-heinsberg.de.

Kontakt / Adresse

Ceramic Fuel Cells GmbH
Borsigstr. 80
D 52525 Heinsberg

Tel: 02452-153 758

Mail: anfragen@cfcl.com.au
Web: www.ceramicfuelcells.de

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