Blockheizkraftwerk: Strom und Wärme aus dem Keller
02.01.2015 Lesedauer: min Stefan Heimann
Energieerzeugung und Übertragung ist Sache der Energiekonzerne, denken Sie? Nicht nur: Blockheizkraftwerke machen das auch im eigenen Keller möglich. Unsere Informationsangebote zu KWK und BHKWs zeigen, wie es funktioniert. Denn die billigste und umweltfreundlichste Energiequelle heißt Energieeffizienz.
Was ist die Kraft-Wärme-Kopplung?
Es gibt ein Prinzip, das die Effizienz bei der Erzeugung und Übertragung von Energie einen Riesenschritt voranbringt: Die Kraft-Wärme-Kopplung, abgekürzt KWK. Das Grundprinzip ist schnell erklärt: Zur Strom- wie zur Wärme-Erzeugung wird meist ein Brennstoff wie Kohle, Erdgas oder auch umweltfreundliche Biomasse verbrannt. Die dabei entstehende Wärme treibt eine Turbine an und erzeugt so Strom oder erhitzt ein Medium, das dann über ein Wärmenetz an die Haushalte verteilt wird.
Die Effizienz der Erzeugung wird beträchtlich gesteigert, wenn beides zusammen geschieht, wenn also mit derselben Verbrennungshitze sowohl Strom als auch nutzbare Wärme erzeugt wird. Derzeit entweichen ungefähr 85 Prozent der bei der Stromerzeugung anfallenden Wärme ungenutzt in die Umwelt. Und etwa in der gleichen Größenordnung wird Heizwärme separat erzeugt. Hier setzt das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung an: Die bei der Erzeugung von Strom entstehende Wärme wird sinnvoll genutzt.
Kurzdefinition: Was ist ein Blockheizkraftwerk?
Anlagen, in denen gleichzeitig Strom und Wärme erzeugt wird, werden als Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK-Anlagen) bezeichnet. Erfolgt die gekoppelte Strom- und Wärmeerzeugung in einer kleineren, kompakten Anlage und nicht in einem großen Heizkraftwerk, dann spricht man von Blockheizkraftwerken (BHKW). Sie werden vorzugsweise am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben oder speisen die Wärme in ein Nahwärmenetz ein. Durch die Nutzung der Energie zur Strom- und Wärmeerzeugung können Nutzungsgrade von mehr als 90% erreicht werden.
KWK mit BHKW: dezentral und effizient
Die Effizienz von Strom und Wärme steigt beträchtlich, wenn der KWK-Prozess nicht in einem Großkraftwerk abläuft, das weit weg von den Verbrauchern auf der grünen Wiese steht. Denn bei Energieübertragung kommt es immer zu Verlusten – insbesondere bei Strom, der für die Übertragung zumeist auf höhere Spannungsebenen transformiert werden muss, als der Verbraucher nutzen kann. Viel besser ist da: Das Kraftwerk steht direkt beim Verbraucher im Keller. Ja, es gibt kleine Kraftwerke, die in den Keller passen und die dort ganz effizient Wärme und Strom erzeugen und ohne große Übertragungsverluste zum Verbraucher leiten können. Diese kleinen Kraftwerke heißen Blockheizkraftwerke, kurz BHKW. Trotz ihrer Energieeffizenz und lukrativen Fördermöglichkeiten wurden 2019 gerade einmal 3.025 BHKWs in Deutschland installiert.
Wir erklären Ihnen die Technik beim Einsatz von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, zeigen die Unterschiede von Mini, Mikro und Nano-BHKW, zeigen Ihnen, was es bei Kosten und Wirtschaftlichkeit zu beachten gibt, lassen von einem Energieberater die wichtigsten Fragen beantworten und sagen Ihnen, wie Sie prüfen können, ob sich ein BHKW für Sie lohnt. Außerdem stellen wir Ihnen Beispiele für den Einsatz von Kleinkraftwerken vor, erläutern, worauf Sie beim Umrüsten auf ein BHKW achten sollten und was Sie über die Einspeisevergütungen für den erzeugten Strom wissen müssen.
Richtig lukrativ wird die Anschaffung eines BHKWs oft, wenn dafür Fördermittel in Anspruch genommen werden können. Dafür stehen eine Vielzahl an bundesweiten und regionalen Töpfen und Programmen zur Verfügung. Einen guten Überblick liefert Ihnen unser Artikel zur BHKW-Förderung. Außerdem empfehlen wir Ihnen die Fördermittel-Liste speziell für Pflanzenöl-BHKWs im Neubau, Erdgas-BHKWs und BHKWs mit Heizöl.
Wo werden BHKW eingesetzt?
BHKWs werden derzeit in Gewerbe, Industrie, Hotels, Krankenhäusern, Schulen, Verwaltungsgebäuden, Hallenbädern, Wohnsiedlungen und größeren Wohngebäuden eingesetzt. Sie können in der Wärmeversorgung die Grund- und gegebenenfalls auch die Mittellast übernehmen. Sie werden an die objekteigenen Wärmeverteilungsnetze angeschlossen und arbeiten parallel zu konventionellen Heizungsanlagen. Der erzeugte Strom wird im Objekt genutzt oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Für Ein- und Zweifamilienhäuser stehen inzwischen serienreife Mikro-BHKW-Anlagen zur Verfügung, die über elektrische Leistungen von ca. 1 kW verfügen. Diese Anlagen sind speziell für den Einsatz parallel zu einem Heizkessel konzipiert.
Beispiele für verschiedene Gebäude
BHKW Beispiel Nr. 1
Bad Zwesten: Bei dem eingeschossigen Einfamilienhaus wurden verschiedene Modernisierungsmaßnahmen eingeleitet, um den Wärme- und Strombedarf zu verringern. Zum Einsatz kam dabei auch ein Blockheizkraftwerk zur Nahwärmeversorgung und zur elektrischen Energieerzeugung. Um eine effiziente Energieversorgung zu gewährleisten, wurde zudem ein nachbarschaftlicher Energieverbund ins Leben gerufen.
BHKW Beispiel Nr. 2
Fulda: Für das Wohnquartier Kohlhäuser Feld wurde ein separates Gebäude speziell für die Haustechnik errichtet. Dort befindet sich die Heizzentrale. Mit einem Gas-Brennwertkessel und einem BHKW versorgt sie das gesamte Wohnquartier. Bei dem Landeswettbewerb „Energetische Gebäudemodernisierung 2000” erhielt das hervorragende Beispiel für Wohngebäude den 1. Preis beim Sonderwettbewerb.
BHKW Beispiel Nr. 3
Frankfurt am Main: Beim neuen Heizkonzept eines fünfgeschossigen Mehrfamilienwohnhauses mit 40 Wohneinheiten werden 40 Prozent der Grundlast über ein primärenergieeffizientes Nahwärmenetz mit einem Blockheizkraftwerk abgedeckt. Für die restlichen 60 Prozent steht ein Heizkessel auf Erdgasbasis zur Verfügung.
BHKW Beispiel Nr. 4
Erlangen: Das Sanierungsprojekt der GEWOBAU Erlangen beweist, dass es auch möglich ist, Altbauten unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten in Richtung Passivhausstandard umzurüsten. Die umfangreichen Wärmeschutzmaßnahmen und der Einsatz eines modernen BHKW führten bei dem Mehrfamilienhaus in Erlangen zu einer Minderung der CO2-Emissionen von rund 90 Prozent.
