Kraft-Wärme-Kopplung: Blockheizkraftwerke.

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Senertec
Foto: Senertec

Noch führen die kleinen, Strom- und Wärme erzeugenden Blockheizkraftwerke (BHKW) ein Nischendasein. Dabei könnten sie in vielen Altbauten eine hocheffiziente Alternative sein.

Man nennt sie auch „Strom erzeugende Heizungen“, die sogenannten Mikro- oder Nano-Blockheizkraftwerke (BHKW). Sie arbeiten nach dem Prinzip der „Kraft-Wärme-Kopplung“(KWK): Ein mit Heizöl, Pflanzenöl oder Erdgas betriebener Motor treibt einen Generator zur Stromerzeugung an. Die dabei entstehende Abwärme dient zur Erwärmung des Heiz- und Trinkwassers; der Strom wird gleich im Haushalt verbraucht oder ins Netz des Energieversorgers eingespeist. Solch ein Kraftwerk verwertet die eingesetzte Primärenergie also doppelt und reduziert damit – im Gegensatz zur getrennten Strom- und Wärmeerzeugung – die CO2-Emissionen um rund 60 Prozent.

Richtig angepasst

Je länger die Anlage übers Jahr gesehen läuft, desto höher die Stromproduktion und damit die Wirtschaftlichkeit. Gleichzeitig steht aber auch eine hohe Wärmeleistung zur Verfügung. Deshalb waren die vor einigen Jahren noch kleinsten Mini-BHKW mit elektrischen Leistungen von mehr als 5 kW für normale Einfamilienhäuser kaum geeignet. Sie schalteten sich im Sommer einfach ab, weil die Wärme nicht abgenommen wurde. Die heutigen Mikro-Kraftwerke sind besser auf den Bedarf typischer Haushalte zugeschnitten und damit auch finanziell attraktiver. Sie haben elektrische Leistungen um 1 kW bei Wärmeleistungen zwischen 2,8 und 5 kW. Für kalte Tage ist ein konventioneller Wärmeerzeuger, in der Regel ein Gasbrennwertgerät, im Gehäuse integriert oder gehört zum System. Zahlreiche Hersteller haben bei der Entwicklung auf den Stirling-Motor als Antrieb gesetzt. Dieser kann auch niedrige Temperaturen nutzen und kommt im Prinzip mit verschiedenen – auch erneuerbaren – Wärmequellen zurecht. Zu den weiteren Vorteilen zählen der leise Betrieb, geringer Wartungsaufwand und gute Abgaswerte. Aber Mikro-BHKW können auch mit konventionellen Antriebstechniken gebaut werden. So setzt beispielsweise ein Hersteller bei seinem Mikro-Kraftwerk auf einen mit Erdgas betriebenen 4-Takt- Ottomotor. Die anschlussfertigen Mikro-BHKW lassen sich problemlos in eine bestehende Haustechnik integrieren.

Brennstoffzellen-Heizgeräte erreichen hohe Stromkennzahlen. Verschiedene Geräte befinden sich derzeit in Feldversuchen. Foto: Initiative Brennstoffzelle
Brennstoffzellen-Heizgeräte erreichen hohe Stromkennzahlen. Verschiedene Geräte befinden sich derzeit in Feldversuchen. Foto: Initiative Brennstoffzelle

Höhere Stromausbeute

Da es bei der Kraft-Wärme-Kopplung vor allem auf die Kraft ankommt, ist die „Stromkennzahl“ von Bedeutung, das Verhältnis von elektrischer zur Wärmeproduktion. Die Kennzahl der handelsüblichen Ottomotor-BHKWs liegt derzeit zwischen 0,3 und 0,5, die der Stirling-Motor-Aggregate etwas niedriger. Ganz vorne stehen gasbetriebene Brennstoffzellen-Geräte, die von verschiedenen Herstellern gerade zur Serienreife entwickelt werden. Die Brennstoffzelle macht mittels umgekehrter Elektrolyse aus Wasserstoff und Sauerstoff Wärme und Elektrizität. Laut Industrie bewegen sich die Stromkennzahlen dieser Geräte auf die 2,5 zu. Nur ein in der Technik bewanderter Heizungsbauer, besser ein unabhängiger Energieberater, kann feststellen, ob das BHKW zum Wärmebedarf von Haus und Bewohnern passt. An sich sinnvoller Wärmeschutz durch Außendämmung könnte das Aggregat zur Kurzarbeit verdammen. Verbietet sich eine Außendämmung aus Gründen des Denkmalschutzes, stehen die Chancen besser. Zentrale Warmwasserbereitung sollte vorhanden sein. Gibt es einen Gasanschluss? Können Strom und Wärme unter Umständen an Nachbargebäude verkauft werden? Wie für Photovoltaik-Systeme zur Eigenversorgung kann ein Energiemanager die Elektrogeräte auch so steuern, dass der Löwenteil in den eigenen vier Wänden verbraucht wird.

Das Mini-BHKW mit integriertem Gas-Brennwertgerät ist auf den höheren Wärmebedarf größerer Objekte zugeschnitten. Foto: Senertec
Das Mini-BHKW mit integriertem Gas-Brennwertgerät ist auf den höheren Wärmebedarf größerer Objekte zugeschnitten. Foto: Senertec

Finanzierung & Förderung

Weil die Systeme hocheffizient sind, wird der Einbau von Mikro-KWK-Anlagen vom Staat gefördert: Je nach elektrischer Leistung erhalten Hausbesitzer einen Zuschuss ab 1.425 Euro. Zudem wird jede selbst erzeugte Kilowattstunde Strom zehn Jahre lang nach dem KWK-Gesetz mit derzeit 5,41 Cent (Anlagen bis 2 kW elektrische Leistung) vergütet. Hinzu kommt die Befreiung von der Energiesteuer für den verwendeten Brennstoff. Zusätzlich spart man mit jeder Kilowattstunde, die man nicht teuer aus dem Netz beziehen muss, bares Geld.

Das Mikro-BHKW mit Ottomotor erreicht seine elektrische Nennleistung bereits bei 2,5 kW Wärmeleistung. Das ermöglicht lange Laufzeiten. Foto: Vaillant
Das Mikro-BHKW mit Ottomotor erreicht seine elektrische Nennleistung bereits bei 2,5 kW Wärmeleistung. Das ermöglicht lange Laufzeiten. Foto: Vaillant
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