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Blockheizkraftwerke (BHKW) gewinnen als modulare Anlagen Wärme und elektrische Energie mithilfe der Kraft-Wärme-Kopplung. Antriebe sind Verbrennungsmotoren, Gasturbinen, Stirlingmotoren und – als junge Technologie – Brennstoffzellen. Der Gesamtnutzungsgrad ist gegenüber konventionellen Kraftwerken und Heizungen höher, weil die bei der Stromerzeugung entstehende Abwärme für die Heizung genutzt wird. Es entstehen Wirkungsgrade – bezogen auf die eingesetzte Primärenergie – von bis zu 90 %. Mehr Informationen zur Funktionsweise von Blockheizkraftwerken bei EW Energy World. Es gibt BHKW-Module mit unterschiedlichsten elektrischen Leistungen. Vielfach liegen diese bei mehreren 10 MW, doch es gibt auch Mini- und Mikro-BHKW für das Eigenheim, die unter 10 kW leisten. Die etwas größeren Ausführungen kommen in Mehrfamilienhäusern, Gewerbebetrieben, Krankenhäusern und Schwimmbädern zum Einsatz.

Neue BHKW-Technologie: die Brennstoffzelle

Aktuelles zum Thema BlockheizkraftwerkeBesonders für Mikro- und Nano-BHKW kommen verstärkt Brennstoffzellen zum Einsatz. In diesen verbrennt nichts, vielmehr werden Strom und Wärme elektrochemisch erzeugt. Das geschieht fast lautlos, effizient, nahezu wartungsfrei und höchst schadstoffarm. Auch die Regelung einer Brennstoffzelle ist punktgenauer als bei herkömmlichen Technologien möglich. Als Rohstoffe dienen Wasserstoff oder wasserstoffhaltige Gase wie Methanol, Erdgas oder Biogas. Es gibt Niedertemperatur-Brennstoffzellen auf der Basis der PEMFC-Technik, die bei Betriebstemperaturen zwischen 70 und 90 °C arbeiten, sowie Hochtemperatur-Brennstoffzellen mit der SOFC-Technik, deren Betriebstemperatur zwischen 650 bis 1.000 °C liegt. Wenn Erdgas zum Einsatz kommt, braucht das Haus einen Gasanschluss. Die Anlagen passen als Nano- oder Mikro-BHKW in jeden Heizungskeller, sie lohnen sich überall dort, wo Hausbesitzer den eigenen Strom verbrauchen. Wie die größeren BHKW werden sie staatlich gefördert.

Die Förderung von Blockheizkraftwerken

Schon seit Januar 2009 werden BHKW in Deutschland gefördert, die Rechtsgrundlage ist das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz. Netzbetreiber müssen den Strom aus BHKW-Anlagen abnehmen und vergüten. Dabei erhalten die Betreiber den Durchschnittspreis für Basislaststrom, den KWK-Zuschlag und das Netzentgelt. Der KWK-Zuschlag gilt auch für selbst genutzten Strom. Des Weiteren gibt es Steuererleichterungen für den Bezug der Brennstoffe und durch die Entlastung bei der Stromsteuer, zusätzlich gibt es seit 2015 Boni für besonders energieeffiziente Mini-BHKWs. Die Investition in ein Blockheizkraftwerk fördert die Kreditanstalt für Wiederaufbau mit den Krediten 271 und 281 “Erneuerbare Energien – Premium”. Ein Tilgungszuschuss ist auch enthalten. Derzeit (März 2018) beträgt der effektive Jahreszins ein Prozent, die Kredithöhe kann pro Vorhaben bis zu 25 Millionen Euro erreichen und unterstützt dementsprechend auch größere Projekte. Wer eine besonders ineffiziente Heizungsanlage durch ein BHKW ersetzt, erhält durch das Bundeswirtschaftsministerium nochmals 20 % mehr Tilgungszuschuss. Gefördert werden neben den BHKW auch große Solarkollektoranlagen, Wärmenetze, -speicher und -pumpen sowie Biogasanlagen. Für kleinere Anlagen gibt es zudem den Ergänzungskredit 167. Die Förderung können Privatpersonen, Gewerbetreibende und Landwirte, Kommunen, Genossenschaften und Energiedienstleister erhalten. Der Kredit kann für 100 % der Investitionskosten inkl. MWSt verwendet werden. Der Tilgungszuschuss variiert je nach Art des Vorhabens. Es ist eine Kombination mit sonstigen Fördermitteln möglich.

Das Flex-BHKW

Das Flex-BHKW ist ein Investitionsmodell für Landwirte, die mit einer Biogasanlage Wärme und Strom erzeugen. Es zielt darauf, nach Ablauf der Anlagenlaufzeit in ein zusätzliches oder neues BHKW zu investieren. Technisch basiert das Flex-BHKW auf modernen Blue-Rail-Aggregaten, welche den elektrischen Wirkungsgrad um rund acht Prozent steigern und damit zu Einsparungen pro Anlage und Jahr von bis zu 300.000 m³ Biogas führen, obgleich die erzeugte Strommenge gleich bleibt. Auch der Druck auf die Nutzungsfläche sinkt mit den neuen BHKW. Zudem können Landwirte am Regelenergiemarkt – der bedarfsorientierten Stromproduktion – teilnehmen. Der sogenannte Fahrplanbetrieb – das Hochfahren der Anlage je nach Strombedarf im Netz – ist dabei das ertragsstärkste Modell. Die Biogasanlage sollte nur sehr kurzfristig reagieren können, um daran teilzunehmen. Das gelingt durch ein intelligentes Gasmanagement und angepasste Gasspeicher, die auch Reserve-Kapazitäten aufweisen. Nach einer Befragung von Betreibern, die seit wenigen Jahren (etwa seit 2014) auf Flex-BHKW setzen, konnte die Leistung der meisten Anlagen in etwa verdoppelt werden. Die Hälfte der Befragten installierte aufgrund des wirtschaftlichen Erfolges ein zweites Flex-BHKW, einige Betreiber fügten noch ein drittes hinzu. Die Flex-BHKWs laufen überwiegend im Start-Stopp-Betrieb. Sie werden also bei erhöhtem Strombedarf in Betrieb genommen. Die Zahl der jährlichen Starts variiert stark, sie bewegte sich zwischen 25 und 1.100.

Vor- und Nachteile von BHKW

Vorteile

  • geringerer Primärenergieeinsatz
  • hohe Effizienz
  • Flexibilität
  • geringere CO₂-Emissionen
  • Netzentlastung
  • geringerer Netzausbaubedarf durch die bedarfsgerechte Erzeugung
  • erhöhte Versorgungssicherheit
  • geringere Importabhängigkeit

Nachteile

  • teilweise Einsatz fossiler Brennstoffe (dazu zählt auch Erdgas)
  • Amortisation von Nano- und Mikro-BHKWs in Eigenheimen kann lange dauern

 

Die Nachteile gelten als hinnehmbar, wenn man davon ausgeht, dass Erdgas zu den Übergangstechnologien zählt und Eigenheimbesitzer langfristig kalkulieren sollten.