Ein Blockheizkraftwerk, kurz BHKW, erzeugt gleichzeitig Wärme und Strom. Blockheizkraftwerke arbeiten vergleichsweise umweltfreundlich, da die CO2-Emissionen deutlich niedriger als bei konventioneller Strom- und Wärmeerzeugung sind. Sie sind in vielen verschiedenen Größen verfügbar und man kann sie mit unterschiedlichen Brennstoffen betreiben.
Aufbau und Funktionsweise
Ein Blockheizkraftwerk setzt sich aus verschiedenen Komponenten zusammen. Es besteht aus einem Motor, einem Generator und einem Wärmetauscher.
Der Motor wird mit dem ausgewählten Brennstoff, beispielsweise Gas, Öl, Diesel, Holz oder Pellets betrieben. Der Generator erzeugt mit der vom Motor produzierten Energie Strom. Gleichzeitig macht der Wärmetauscher die vom Motor ebenso erzeugte Wärme als Heizenergie brauchbar.
Durch die Optimierung der verwendeten Motoren, die ursprünglich aus dem Automobil oder Schifffahrtsbereich stammen und der umfassenden Verwendung der produzierten Energie kann ein Blockheizkraftwerk einen Wirkungsgrad zwischen 80% und 95% erreichen. Hier kommen Verbrennungsmotoren, Stirling-Motoren, Gasturbinen, Dampfmotoren, ORC (Organic Rankine Cycle)-Anlagen und Brennstoffzellen-Anlagen zum Einsatz. Letzteres erreicht zwar die höchsten Wirkungsgrade, ist allerdings noch in der Markteinführungsphase.
Die entstehende Wärme wird zunächst in einen Pufferspeicher geleitet. Dieser Speicher sorgt dann für die Wärmeversorgung der Heizkörper im Haus und die Erwärmung des Brauchwassers. Da das Kraftwerk gleichzeitig Wärme und Strom erzeugt, spricht man auch von Kraft-Wärme-Kupplung, kurz KWK. Die Anlage sollte allerdings jährlich mindestens 4000 Stunden laufen, um wirtschaftlich zu sein.
Betriebsarten
Man kann zwischen vier verschiedenen Betriebsarten entscheiden, nämlich wärmegeführt, stromgeführt, stromorientiert und netzgeführt.
Bei wärmegeführten BHKWs richtet sich die Leistungsabgabe vor allem nach dem Wärmebedarf. Der dabei produzierte Strom wird entweder selbst verbraucht oder in das öffentliche Netz eingespeist. Diese Betriebsart wird vor allem bei Wohnhäusern verwendet, da hier das Heizen vorrangig ist.
Der stromorientierte Betrieb richtet sich immer noch vorwiegend nach dem Wärmeverbrauch, versucht aber gleichzeitig möglichst den Eigenbedarf an Strom zu erzeugen. Um beide Komponenten berücksichtigen zu können ist hier ein Wärmespeicher nötig, damit die Wärme dann zu Verfügung steht, wenn Sie gebraucht wird. So bleibt der hohe Wirkungsgrad der Anlage erhalten. Auch diese Methode bietet sich vor allem für Privathäuser an.
Im Gegensatz dazu steht beim stromgeführten Blockheizkraftwerk die möglichst große Stromproduktion im Vordergrund. Diese Methode senkt allerdings den Wirkungsgrad des Kraftwerks, da so zu viel Wärme produziert wird und diese über einen Notkühler als Abwärme abgegeben wird. Daher wird diese Methode vor allem von Strombetreibern genutzt, die Strom für das öffentliche Netz produzieren.
Es gibt außerdem das netzgeführte Blockheizkraftwerk. Dieses wird von einer zentralen Anlage gesteuert, damit der Strom dann produziert wird, wenn er im Stromnetz gebraucht wird. Dafür sind meist mehrere Kraftwerke zusammengeschlossen. Diese Anlange braucht ebenso Wärmespeicher und ist ausschließlich in der Wirtschaft zu finden.
Einsetzbare Größen
BHKWs sind in verschiedenen Größen erhältlich, je nachdem welchen Bedarf man hat, und wie viele Haushalte versorgt werden sollen. Das Ziel ist, dass das Blockheizkraftwerk möglichst viele Betriebsstunden hat, da so die beste Effizienz erreicht wird. Die Größeneinteilung steht in Abhängigkeit zur produzierten Energiemenge.
- Nanokraftwerk: unter 2,5 kW elektrische Leistung; für Ein- bis Zweifamilienhäuser
- Mikrokraftwerk: 2,5 kW bis 15 kW elektrische Leistung; für Mehrfamilienhäuser
- Minikraftwerk: 15 kW bis 50kW elektrische Leistung; Mehrfamilienhäuser, Wohnblocks, Kleingewerbe
- Großes BHKW: 50 kW bis 5 MW elektrische Leistung; Wohnblocks, Industrie, Ämter
- Heizkraftwerk: ab 5MW elektrische Leistung; ganze Stadtviertel
Vor- und Nachteile
Der Einsatz eines Blockheizkraftwerks bringt natürlich verschiedene Vor- und Nachteile mit sich, die jeder für sich selbst vor einer Anschaffung abwägen muss. Hier werden die verschiedenen Aspekte einander gegenüber gestellt.
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| Sehr hohe elektrische Wirkungsgrade | Relativ hohe Anschaffungs- und Installationskosten |
| Bessere Ausnutzung der Primärenergie (weil Wärme und Strom vom gleichen Rohstoff erzeugt wird) | Hohe Mindestbetriebszeit für Wirtschaftlichkeit |
| Niedrige C02 Emmissionen | Wenn BKHW mit fossilen Brennstoffen betrieben wird: hohe Emmissionen |
| Schonung der Brennstoff-Ressourcen | |
| Reduktion der Strom- und Heizkosten | |
| Sehr platzsparende Anlage | |
| Betrieb mit verschiedenen Energiequellen möglich | |
| Unabhängigkeit von schwankenden Strom- und Rohstoffpreisen | |
| Kleine Kraftwerke stehen direkt beim Verbraucher – kein Energieverlust beim Transport |
Wenn Sie Ihre Heizung austauschen wollen oder planen energetisch unabhängig zu werden, dann sollten Sie den Einbau eines Blockheizkraftwerks in Erwägung ziehen. Damit schonen Sie langfristig nicht nur Ihren Geldbeutel, sondern tun auch etwas für die Umwelt.
