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Blockheizkraftwerk: Energiewende für zu Hause

Das Blockheizkraftwerk (BHKW) ist ein Champion in puncto Energieeffizienz: Es produziert gleichzeitig Strom und Nutzwärme. Die Anlage fürs Einfamilienhaus ist so groß wie eine Waschmaschine, mit entsprechend größeren BHKWs lassen sich ganze Wohn- und Gewerbegebiete versorgen. Vattenfall erklärt, wie es funktioniert.

Was sind Blockheizkraftwerke?

Das Blockheizkraftwerk besteht (einfach ausgedrückt) aus einem Motor, einem Synchrongenerator und einem Wärmetauscher. Anders als andere Heizungsanlagen dienen BHKW der Gewinnung von Wärme und elektrischer Energie, also Strom. Diese gleichzeitige Gewinnung wird „Kraft-Wärme-Kopplung“ genannt.

Bislang waren nur große Blockheizkraftwerke üblich, doch immer häufiger werden auch sogenannte Mini- oder Mikro-Blockheizkraftwerke in Ein- oder Mehrfamilienhäuser eingebaut. Wie bei der Gewinnung von Solarstrom mit einer Photovoltaikanlage kann auch der vom BHKW erzeugte überschüssige Strom in das öffentliche Netz eingespeist werden. Hierfür gibt es dann eine Einspeisevergütung. Somit ist das Blockheizkraftwerk auch individuell für Hausbesitzer lukrativ nutzbar.

BHKW: Baustein für die Energiewende

Während bei herkömmlicher Stromerzeugung rund zwei Drittel der Energie regelrecht verpuffen, führt ein Blockheizkraftwerk entstehende Abwärme ins Gebäude-Heizsystem ab. Diese Technologie ist ein wichtiger Baustein für die Energie- und Wärmewende. BHKW können bis zu 40 Prozent Primärenergie einsparen.

Und sie können schwankende Energiegewinnung aus erneuerbaren Quellen wie Wind- und Solarkraft ausgleichen. Die intelligenten Kraftwerke für jedermann sind sowohl in privaten Haushalten als auch in Gewerbe und Industrie einsetzbar.

Dezentrale Technologie

Wie der Name sagt, besteht ein Blockheizkraftwerk aus mehreren Komponenten: Der Begriff „Block“ steht für das Gehäuse, „Heiz“ für die Wärmegewinnung und „Kraftwerk“ für die Stromversorgung. Da es am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben wird, ist das BHKW eine dezentrale Technologie. Als Antrieb dienen Verbrennungsmotoren, aber auch Gasturbinen und Stirlingmotoren. Neben fossilen Brennstoffen können erneuerbare Kraftstoffe wie Biomethan oder Holzpellets eingesetzt werden.

Ein Blockheizkraftwerk funktioniert nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Das meint die gleichzeitige Umwandlung von eingesetzter Energie in elektrische Energie und in Nutzwärme. Dadurch lassen sich sogenannte Gesamtwirkungsgrade von bis zu 90 Prozent erzielen. Zum Vergleich: Technologien, die allein der Stromerzeugung dienen, erreichen 30 bis maximal 60 Prozent. Der CO2-Ausstoß ist bei der KWK rund ein Drittel niedriger als bei getrennter Strom- und Wärmegewinnung. Weitere Beispiele für die KWK sind Brennstoffzellen sowie Gas- und Dampfkraftwerke (GuD).

Blockheizkraftwerk: Das intelligente Kraftwerk für jeden Bedarf

Blockheizkraftwerke stehen in verschiedenen Leistungsgrößen zur Verfügung. Grundsätzlich gilt: Je größer die Anlage, desto schneller amortisieren sich die Anschaffungskosten. Die Modelle im Überblick:

Installation und Betrieb werden staatlich gefördert

BHKW werden seit 2009 durch das Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz gefördert. Netzbetreiber sind verpflichtet, eine BHKW-Anlage an ihr Stromnetz anzuschließen. Strom, den die Betreiber nicht für den eigenen Bedarf benötigen und ins öffentliche Stromnetz einspeisen, wird zudem vergütet. Zu weiteren staatlichen Fördermaßnahmen zählen Steuererleichterungen, Investitionszuschüsse und zinsgünstige Darlehen für die Anschaffung der Anlagen. So werden etwa BHKW auch EEG-gefördert.

Blockheizkraftwerk: die Vor- und Nachteile im Überblick

Vorteile

  • hoher Gesamtwirkungsgrad
  • wirtschaftlich rentabel
  • Umwelt- und Klimaschutz
  • staatlich garantierte Subventionen
  • unabhängig von Wind und Wetter 

Nachteile

  • hoher Anschaffungspreis
  • hoher Wartungsaufwand
  • hohe Laufleistung erforderlich
  • Abhängigkeit vom Rohstoffpreis

Ausbaufähig: Kraft-Wärme-Kopplung auf dem Vormarsch

Laut Bundeswirtschaftsministerium lag der Anteil der Kraft-Wärme-Kopplung an der gesamten Nettostromerzeugung 2017 in Deutschland bei 20 Prozent. Das von der Bundesregierung ausgegebene Ziel, die Stromerzeugung durch KWK bis zum Jahr 2025 auf 120 Terrawattstunden auszubauen, wurde bereits im Jahr 2017 mit einer Stromproduktion von 124 Terrawattstunden übererfüllt. 

Unser Nachbarland Dänemark erzeugt bereits rund 60 Prozent seines Stroms in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen wie Blockheizkraftwerken. Ein ehrgeiziges Ziel hat sich auch unsere Hauptstadt gesetzt. Bis 2050 will Berlin klimaneutral sein – und die Kraft-Wärme-Kopplung bietet dafür großes Potenzial. Darum wird die Technik derzeit massiv ausgebaut. Aktuell investiert Vattenfall 325 Millionen Euro in den Bau einer hocheffizienten, mit Erdgas betriebenen Kraft-Wärme-Kopplungsanlage im Stadtteil Marzahn. Nach ihrer Fertigstellung im Jahr 2020 wird sie rund 230 Megawatt Fernwärme und rund 260 Megawatt Strom für die Hauptstadt liefern.

Weitere Projekte sind in Planung, eines davon im Pankower Stadtquartier „Elisabeth-Aue“. Hier will Vattenfall eine mit Bio-Methangas und Holz betriebene KWK-Anlage errichten, die bei Bedarf um Photovoltaik-Module zur Mieterstromversorgung ergänzt werden kann. Ein weiterer wichtiger Baustein, um das Ziel einer klimaneutralen Hauptstadt zu verwirklichen.

BHKW Pankow Außengebäude

Blockheizkraftwerk in Pankow

Eine Vielzahl ähnlicher Projekte hat das schwedische Energieunternehmen bereits in Berlin umgesetzt. Da wäre zum Beispiel die Görschstraße in Berlin-Pankow: Nicht nur die Fassade des denkmalgeschützten Heizhauses erstrahlt nach der Restaurierung in neuem Glanz. Vattenfall tauschte Dampfkessel und Brennöfen gegen ein gasbetriebenes Blockheizkraftwerk (BHKW) aus. Die Anlage nutzt den Brennstoff doppelt, indem zugleich Strom und Wärme erzeugt werden. Hocheffiziente Kraft-Wärme-Kopplung ist in Pankow gefragt: Neben der Schule, dem Rathaus, einer Kita und Wohnhäusern soll das BHKW künftig auch noch ein Neubauviertel versorgen. „Zusammen mit dem Senat haben wir 2009 den Weg hin zu einer klimafreundlicheren Hauptstadt eingeschlagen“, sagt Wolf-Dietrich Kunze, Vorstand der Vattenfall Wärme AG. „Mit dem neuen Blockheizkraftwerk haben wir wieder einen Meilenstein erreicht.“

Effiziente Wärmeversorgung

Rund die Hälfte der Pankower erhalten ihre Wärme bereits durch KWK-Anlagen unterschiedlichster Art und Größe. Die Bewohner eines Mehrfamilienhauses in der Stubnitzstraße beispielsweise sind Selbstversorger: Im Keller des Hauses steht ein kleines Blockheizkraftwerk, das Strom produziert und die dabei entstehende Wärme ans Heizungssystem abgibt. Kleine lokale Anlagen wie diese liegen bei Neubauten im Trend: Sie helfen Heizkosten zu sparen und sind außerdem gut für die Umwelt.

Verschiedene Varianten

Dezentrale Energieerzeugung wird ausgebaut

Bei der Nutzung von KWK belegt Berlin Platz eins unter den deutschen Städten. „Die Wärmeenergie macht den größten Teil der in Deutschland verbrauchten Energie aus, so auch in Berlin“, sagt Gunther Müller. „Deshalb ist hier viel Potenzial vorhanden. Kraft-Wärme-Kopplung spielt für die wachsende Stadt eine wichtige Rolle.“ Mit dem Ausbau dezentraler Energieerzeugungseinheiten unterstützt Vattenfall die klimapolitischen Ziele der wachsenden Metropole. Das Energieunternehmen betreibt bereits über 50 BHKW im gesamten Stadtgebiet – und weitere sind im Bau.

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Fotos: 1), 2), 5) Vaillant Deutschland.