Blockheizkraftwerk: Energiewende für zuhause

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.

Vorteile von Blockheizkraftwerken

BHKW sind vor allem im großen Maßstab bekannt. Weitgehend unbekannt ist, dass kleinere Kraftwerke, die nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung arbeiten, deutlich höhere Wirkungsgrade haben als größere. Denn sobald thermische Energie über Fernwärmeleitungen und elektrischen Energie über Hochspannungsleitungen transportiert wird, geht Energie verloren. Bei dezentralen Blockheizkraftwerken sind die Wege kurz: Wärme und Energie müssen in der Regel nur aus dem Keller in höhere Stockwerke übertragen werden. Der Vorteil der dezentralen Kleinen lässt sich an den Zahlen deutlich ablesen:

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 % 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.

Da diese modernen Versionen der BHKW keinen Motor benötigen, sind sie deutlich leiser als die Vorgängerversionen und zudem weniger wartungsanfällig, was die Betriebskosten erheblich senken kann. Ausgetauscht werden müssen nur die sogenannten Brennstoffzellen-Stacks. Diese Stacks, auf Deutsch „Stapel“, sind die übereinander gestapelten Brennstoffzellen, in denen die Reaktionen zur Erzeugung von Strom und Wärme stattfinden. Diese Technik ist auch im Kleinformat für Ein- und Mehrfamilienhäuser verfügbar.

Verschiedene Größen bei BHKW

Blockheizkraftwerke stehen in verschiedenen Leistungsgrößen zur Verfügung. Vom Heizkraftwerk mit mehr als 5 Megawatt Leistung für ganze Stadtviertel bis zum kompakten Nano-BHKW mit einer Leistung von bis zu 2,5 kW für Einfamilienhäuser. Mit einer solchen kleinen Lösung wird aber im Normalfall nicht der gesamte Strombedarf gedeckt. Die Modelle im Überblick:

Um die Anlagen effizient zu nutzen, sollten Strom und Wärme in gleichem Maße benötigt werden. Gerade in wärmeren Gegenden und in den Sommermonaten ist der Bedarf an Heizungswärme geringer. Einzelne Haushalte sind hier eher im Nachteil. Sie können die Wärme zwar für Warmwasser verwenden, aber insbesondere Neubauten benötigen nur noch wenig Heizwärme. In Mehrfamilienhäusern oder in Wohnquartieren ist von einem dauerhaft höheren Bedarf an Warmwasser auszugehen, was größere Energieproduktionen sinnvoll macht.
Ein weiterer Nachteil bezieht sich auf herkömmliche BHKW, die nicht auf erneuerbare, sondern fossile Energien setzen. Sie sind einerseits auf endliche Ressourcen angewiesen, die das Klima belasten. Aufgrund der zunehmenden Knappheit – beispielsweise von Kohle und Gas – sind andererseits steigende Preise zu erwarten. Mit Wasserstoff betriebene BHKW sind hier wiederum im Vorteil, zumal sie staatlich gefördert werden.

BHKW werden seit 2009 durch das Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz gefördert. Seit Beginn der KWK-Förderung im Jahr 2009 sind knapp 70.000 KWK-Anlagen gebaut worden, vorwiegend mit Leistungen bis zu 10 Kilowatt. Mehr als 100 Megawatt produzierten im Jahr 2021 23 Anlagen.

Wer ein Blockheizkraftwerk im Rahmen einer energetischen Sanierung einbaut, kann die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) nutzen. Für den Heizungstausch müssen die Anträge auf Förderung bei der KfW eingereicht werden. Die Brennstoffzelle wird als Einzelmaßnahme zur Heizungsmodernisierung angesehen. Wenn die Brennstoffzelle ausschließlich mit grünem Wasserstoff oder Biomethan betrieben wird, wird der Einbau eines BHKW mit bis zu 70 % der Investitionskosten unterstützt.

Zusätzlich zu der Investitionsförderung kann die private Stromerzeugung vergütet werden, sobald Strom ins öffentliche Netz eingespeist wird. Die Grundlage für diese Einspeisevergütung bildet das KWK-Gesetz. Netzbetreiber sind verpflichtet, eine BHKW-Anlage an ihr Stromnetz anzuschließen.

Zu weiteren staatlichen Fördermaßnahmen zählen Steuererleichterungen, Investitionszuschüsse und zinsgünstige Darlehen für die Anschaffung der BKHW-Anlagen, etwa über die KfW.

Blockheizkraftwerk: die Vor- und Nachteile im Überblick

Ausbaufähig: Kraft-Wärme-Kopplung auf dem Vormarsch

Unser Nachbarland Dänemark erzeugt bereits rund 60 % seines Stroms in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen wie Blockheizkraftwerken. Aber auch immer mehr Städte in Deutschland setzen auf KWK, Spitzenreiter bei der Nutzung sind Berlin und Hamburg. In den Großstädten betreibt Vattenfall Energy Solutions bereits 350 dezentrale Blockheizkraftwerke. Mit dem jüngsten BKHW versorgt der schwedische Energiekonzern 60 Haushalte im Berliner Süden mit Wärme und Strom. Eine Reihe weiterer Projekte sind in Planung oder werden bereits umgesetzt. Bis 2050 will Berlin klimaneutral sein – und die Kraft-Wärme-Kopplung bietet dafür großes Potenzial.
Die zunehmende Bedeutung lässt sich am deutlich gestiegenen Anteil von KWK an der Stromerzeugung ablesen. In Deutschland lag der Anteil 2021 bei gut einem Fünftel. 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.