Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ist eine der effizientesten Möglichkeiten, um vor Ort mit einem Primärenergieträger wie Erdgas gleichzeitig sowohl Strom als auch Heizwärme zu erzeugen. Denn bei der konventionellen Stromproduktion gehen selbst in den modernsten Gas- oder Kohlekraftwerken noch immer zwischen 45 und 60 Prozent der eingesetzten Energie als ungenutzte Abwärme verloren.
Bei den sogenannten Blockheizkraftwerken (BHKW) fällt die Bilanz wesentlich günstiger aus: Sie erreichen derzeit einen sehr hohen Gesamtwirkungsgrad von bis zu 90 Prozent und bewirken so auch eine drastische Reduzierung des Kohlendioxidausstoßes. Dies wird dadurch möglich, dass der zum Betrieb des BHKWs benötigte Brennstoff einen Motor antreibt, der an einen stromerzeugenden Generator angeschlossen ist – ähnlich wie bei der Lichtmaschine im PKW. Bei diesem Vorgang entsteht grundsätzlich (Ab-)Wärme, die man im Eigenheim mittels Wärmetauschern meist zum Aufheizen eines wasserbefüllten Pufferspeichers (für Heizung und Warmwasserbereitung) verwendet.
Viele Leistungsgrößen
BHKWs gibt es in unterschiedlichen Leistungsgrößen: zur Versorgung einer Stadt oder Siedlung bis hin zu kleinen Einheiten für Wohnhäuser, deren Abmessungen mit denen einer Tiefkühltruhe oder eines Gefrierschrankes vergleichbar sind. KWK-Anlagen lassen sich entsprechend ihrer elektrischen Leistung (kWel) zum Beispiel wie folgt einteilen:
- Mikro-KWK ≤ 2 kWel: Einsatz in Ein- und Zweifamilienhäusern
- Mini-KWK ≤ 15 kWel: Einsatz in Mehr-
- familienhäusern, kleineren Gewerbe- und Industriebetrieben
- Kleinst-KWK ≤ 50 kWel: Einsatz in Mehrfamilienhäusern, Gewerbe und Industrie
- Klein-KWK ≤ 2000 kWel: Einsatz in Mehrfamilienhäusern, Wohnanlagen, Gewerbe und Industrie
- Groß-KWK-Anlage bis mehrere MWel: Einsatz in Krankenhäusern, Gemeinden
Besonders interessant für Ein- und Zweifamilienhäuser sind sogenannte Mikro-KWK-Anlagen, manche sprechen auch von Nano-KWK-Anlagen, die anstelle eines klassischen Heizgerätes installiert werden. Die meisten Hersteller setzen derzeit bei ihren Produkten vor allem Verbrennungsmotoren ein (Otto- und Stirling-Motoren), die in der Regel mit Erd- und Flüssiggas betrieben werden. Je nach Modell verfügen sie über elektrische Leistungen im Bereich von etwa 1 bis 2 kW. Die
Wärmeleistungen der Grundaggregate variieren, je nach Gerätetyp und -technologie, entsprechend zwischen etwa 2,5 und 16 kW. In der Praxis bedeutet dies, dass insbesondere die weit verbreiteten Geräte der Klasse 1 kWel meist entweder mit einem zusätzlichen, integrierten Gasbrenner oder mit einem separaten Spitzenlastheizkessel kombiniert werden. Mit einer Gesamtheizleistung von bis zu 28 kW lässt sich dann der Gebäudewärmebedarf für Raumheizung und Warmwasserbereitung auch an sehr kalten Tagen ohne Komforteinbußen decken.
Für den BHKW-Betrieb sind ein Gasanschluss und, um die Abgase sicher abzuführen, ein feuchteunempfindlicher Schornstein erforderlich. Bei der Anlagenauswahl und -planung ist zu beachten, dass sich die Mikro-KWK-Modelle untereinander sowie im Vergleich zu Heizkesseln hinsichtlich ihrer Geräuschpegel im Betriebsfall unter-scheiden. Ein wohnraumnaher Aufstellort könnte deshalb problematisch werden.
Was bringt ein Mikro-BHKW?
Mikro-KWK-Anlagen im Standard-Ein-/Zweifamilienhaus werden meist entsprechend dem jeweiligen Gebäude-Wärmebedarf (für Heizung und Warmwasserbereitung) ausgelegt und nur dann betrieben, wenn die Wärme sofort verbraucht oder in einem Speicher zwischengelagert werden kann. Der erzeugte Strom wird vorrangig im Haus verbraucht und der Überschuss ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Steht die Anlage still oder wird mehr Elektroenergie im Haus benötigt, bezieht man den nötigen Strom aus dem öffentlichen Netz.
Beachtet werden muss, dass ein falsch ausgelegtes Mikro-Heizkraftwerk unwirtschaftlich und unrentabel arbeitet, also zu wenig Strom erzeugt. Damit das Aggregat im Jahresverlauf vernünftige Laufzeiten erreicht, sollte bei den 1-kW-Modellen der jährliche Wärmebedarf des Hauses mindestens im Bereich von etwa 15 000 und 30 000 kWh liegen und der Stromverbrauch zwischen rund 3000 bis zu 6500 kWh pro Jahr. Fragen Sie beim jeweiligen Anbieter der Mikro-KWK-Anlage nach.
Worin liegt nun der besondere Reiz einer Mikro-KWK-Anlage?
Neben den eingangs erwähnten Umweltvorteilen reduziert man zum einen seine Stromrechnung und spart so Geld. Der eigenproduzierte Strom kann wahlweise selbst verbraucht oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. In beiden Fällen bekommt man bestimmte staatliche Zuschüsse und steuerliche Vorteile. Im Ein-/Zweifamilienhaus ist im Normalfall der Eigenverbrauch des Stroms empfehlenswert, weil die Vergütung bei einer Netzeinspeisung deutlich unterhalb der Netzstrombezugskosten liegt.
