Blockheizkraftwerk

Blockheizkraftwerk – gleichzeitig Strom und Wärme erzeugen, als mikro- oder nano-BHKW

Mini-, Mikro- oder Nano-Blockheizkraftwerke werden, wie andere Verbrennungs-Heizsysteme, üblicherweise im Keller installiert.
In den meisten Fällen findet Erdgas Verwendung, das in Verbrennungsmotoren oder zum Erhitzen eines Stirlingmotors verbrannt wird. Bis zu 90% des Erdgases wird in einem modernen Mikro-BHKW in nutzbaren Strom und Wärme umgewandelt.
Mini-BHKW’s, Mikro-BHKW’s oder Nano-BHKW‘s sollten möglichst gleichmäßig laufen und eine hohe Auslastung haben, damit sie wirtschaftlich genutzt werden können. Überschüssiger Strom kann in das öffentliche Netz eingespeist werden.

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1. Funktionsweise eines BHKW’s

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Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie und Gewinnung von Wärme. Dabei nutzt das BHKW hierzu die Technologie der Kraft-Wärme-Kopplung. Danach wird die bei der Stromerzeugung entstandene Abwärme direkt über Wärmetauscher an den Heizkreislauf abgegeben.


Mini- oder Nano-BHKW – Wo liegt der Unterschied?

Dabei gibt es

  • einerseits großindustrielle Anlagen (ein bis mehrere 10 MW), wie Heizkraftwerke oder BHKW’s zur Versorgung von Fabriken.
  • Und zur Beheizung und Versorgung mit Strom von größeren Wohnsiedlungen sogenannte mini-BHKW’s (ca. 10 – 50 kW). Dabei werden besonders Mikro-BHKW’s (ca. 2 – 10 kW) in Mehrfamilienhäusern eingesetzt, während nano-BHKW’s (bis ca. 2 kW) sich ideal für Einfamilienhäuser eignen.

Der Wirkungsgrad von nicht industriell eingesetzten Blockheizkraftwerken bei der Stromerzeugung liegt bei ca. 30%. Demnach können Gesamtwirkungsgrade von 90% erzielt werden. Da die bei der Stromerzeugung angefallene Abwärme direkt vor Ort eingesetzt werden kann, lassen sich solch hohe Wirkungsgrade erreichen. Dies erklärt auch die im Vergleich deutlich niedrigeren Wirkungsgrade bei der Nutzung von Fernwärme. Trotz der Tatsache, dass moderne Gas-Brennwertkessel zwar noch höhere Wirkungsgrade von ca. 100% erreichen , können diese aber keinen Strom herstellen.

Wie funktioniert die Stromgewinnung?

Zur Stromerzeugung im eigenen oder Mehrfamilienhaus werden insbesondere Verbrennungs-Motoren oder Stirlingmotoren eingesetzt. Dabei werden diese hauptsächlich mit Erdgas betrieben. Außerdem gibt es auch moderne Systeme, die zur Stromerzeugung die Brennstoffzellen-Technologie verwenden. Da in der Brennstoffzelle der Wirkungsgrad zur Stromerzeugung gegenüber Motoren deutlich erhöht ist (ca. 80%), lassen sich hier auch Gesamtwirkungsgrade erreichen, die nahe an die Gas-Brennwert-Technologie kommen.

2. Umweltbilanz – eine Kurzanalyse

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Steigende Strompreise, Energiewende… wer wünscht sich da nicht, selbst den Strom zu erzeugen. Und in der Tat sind BHKW’s, die das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) nutzen, hoch effiziente Anlagen zum Heizen und Strom erzeugen. Deshalb werden dezentrale Stromerzeugung bei gleichzeitiger Ausnutzung der Abwärme dieses Prozesses mehr und mehr an Bedeutung gewinnen.

Der Gesamtwirkungsgrad von Blockheizkraftwerken liegt dabei doppelt so hoch wie bei Anlagen zur separaten Erzeugung von Strom und Wärme. Aber dies bedeutet auch, dass bei Nutzung von Blockheizkraftwerken bis zu 50% weniger des Treibhausgases COentsteht im Vergleich zu Heizkraftwerken, bei denen die Abwärme nicht als Ferngas genutzt wird. Deshalb ist die Substitution von Strom aus Heizkraftwerken (besonders Braunkohle-Kraftwerke) durch dezentrale Stromerzeugung durch Blockheizkraftwerke ein zentraler ökologischer Gedanke. Und dieser wird auch durch gesetzliche Regelungen wie das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz (KWKG) unterstützt.

3. Kosten – Wirtschaftlichkeit eines Blockheizkraftwerks

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Am wirtschaftlichsten lässt sich ein BHKW für die private Nutzung im sogenannten wärmegeführten Betrieb nutzen. Denn diese Betriebsart orientiert sich an der Wärme-Grundlast eines Haushalts. Dies ist nämlich der Minimalwert, der zur Deckung des Bedarfs an Warmwasser- und Heizwärme notwendig ist.

Die Größe eines BHKW’s wird nach dieser Grundlast berechnet. Deshalb müssen ca. 5000 Volllaststunden im Jahr erfasst werden. Denn dieser Orientierungs-Wert führt dazu, dass ein relativ konstanter Betrieb gewährleistet ist. Dadurch wird wiederum zu einem niedrigeren Gasverbrauch und einer erhöhten Motor-Lebensdauer geführt.

  • Mikro-BHKW’s sind ab ca. 18.000 € erhältlich
  • und nano-BHKW’s schon ab ca. 10.000 €.
  • Außerdem ist ein zusätzlicher Warmwasserspeicher (ca. 2.000 €) eine sinnvolle Anschaffung.

Jedoch stehen diesen recht hohen Investitionskosten attraktive Fördermöglichkeiten und Vergütungen gegenüber.

4. Förderung von Mini-Blockheizkraftwerken

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Die neueste Richtlinie zur Förderung von Mini-KWK-Anlagen bis 20 kW wurde durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) novelliert und trat zum 01.01.2015 in Kraft. Dabei ist die Förderung Teil der Nationalen Klimaschutzinitiative der Bundesregierung, wonach bis zum Jahr 2020 die CO2-Emissionen um mindestens 40 % reduziert werden sollen.


BHKW-Förderung durch die BAFA

Die Umsetzung oben genannter Richtlinie erfolgt über das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA). Demnach beträgt die Basisförderung für Anlagen bis 1 kW einen Zuschuss von 1.900 €, für Anlagen zwischen 5 und 6 kW 2.900 €.

Also erhalten Betreiber von KWK-Anlagen nach dem Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz zeitlich befristete Zuschlagszahlungen. Voraussetzung für die Förderung ist die

  • Zulassung der Anlage durch das BAFA. Ab dem 01.01.2016 gilt eine pauschalierte Einmalzahlung für fabrikneue Anlagen bis 2 kW von 4,0 Cent/kWh für 60.000 Vollbenutzungsstunden Vbh (= 4.800 € für 2 kW-Anlage).

Dann betragen die Zuschlagssätze für den selbst verbrauchten Strom 4,0 Cent/kWh und 8,0 Cent/kWh für den in das Stromnetz eingespeisten KWK-Strom.

KfW-Unterstützung

  • Einerseits bietet das Bundesamt Zuschüsse und Kredite zum KfW-Effizienzhaus an.
  • Außerdem bietet die Kreditanstalt für Wiederaufbau KfW interessante Zuschüsse für BHKW’s mit Brennstoffzellen-Technologie an. Denn über das Programm 433 der KfW „Energieeffizient Bauen und Sanieren – Zuschuss Brennstoffzelle“ werden folgende Zuschüsse gewährt:
    Ein Festbetrag von 5.700 € plus Zusatzförderung von 450 € je angefangene 100W, d.h. für eine 1 kW-Anlage 10.200 € Zuschuss, für eine 2 kW-Anlage 14.700 € Zuschuss. Dabei ist jedoch zu beachten, dass maximal 40% der förderfähigen Kosten bezuschusst werden.

    5. Vorteile/Nachteile von BHKWs

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    In nachfolgender Tabelle haben wir für Sie überdies die wichtigsten Vor- und Nachteile für die Anschaffung und den Betrieb eines privaten BHKW’s zusammengefasst:


    6. Fachpartner finden

    Sie planen den Kauf eines Blockheizkraftwerks? Oder benötigen einen Rat vor Ort?
    Unsere Fachpartner in Ihrer Nähe helfen Ihnen gerne!