Die stromerzeugende Heizung: Kompakte Kraftwerke für Wohngebäude, Handwerk und Gewerbe

Rund 75 % des elektrischen Stroms kommen hierzulande aus Großkraftwerken. Die­se wandeln im Durchschnitt nur ein gutes Drittel (37 %) der eingesetzten Energie aus Kohle, Kernbrennstoff, Erdgas oder Erdöl in nutzbaren elektrischen Strom um (Stand 2006). Knapp zwei Drittel der eingesetzten (Primär-)Energie gehen als sogenannte „Abwärme“ für eine weitere Nutzung verloren. Dagegen ist die gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme (oder auch Kälte) besonders effizient, und ihre Klimaschutzpotenziale sind entsprechend hoch. Zwar kann auch bei einem Großkraftwerk durch die Nutzung der Abwärme der Gesamtwirkungsgrad der Anlage gesteigert werden, das geht aber nur, wenn in der Nähe des stromerzeugenden Kraftwerkes auch große Wärmeverbraucher, zum Beispiel Wohngebiete, vorhanden sind. Hier setzt die Idee von dezentralen, wärmegeführten Blockheizkraftwerken (BHKW) an: In vergleichsweise kleinen Einheiten findet die Stromerzeugung da statt, wo die zeitgleich anfallende Wärme unmittelbar verbraucht werden kann (und auch die Verluste bei der Stromverteilung entfallen). Als mobile Energie eignet sich Flüssiggas ganz besonders, BHKWs an beliebigen Aufstellorten zu betreiben. Welche Modelle welcher Hersteller auf den Betrieb mit Flüssiggas ausgelegt sind, kann der Marktübersicht in diesem Heft entnommen werden.

Einsatzbereiche von BHKWs
Bevorzugte Einsatzgebiete für BHKWs sind Wohnsiedlungen, Gewerbebetriebe und Gewerbeparks, öffentliche Gebäude und Schwimmbäder. Mittlerweile werden aber auch Blockheizkraftwerke für den Betrieb in Ein- und Zweifamilienhäusern angeboten. Diese BHKWs mit Leistungen kleiner 50 kW bezeichnet man als Mini-BHKWs. Diese kleinen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen) stehen direkt beim Nutzer, der in aller Regel einen ökonomischen Vorteil für sich er­-schließen kann; das BHKW „rechnet“ sich weniger durch die Einspeisung des überschüssigen Stroms sondern vielmehr durch die Einsparung von Kosten beim Bezug (teurer) Energie von den EVUs.

Die Komponenten eines BHKWs
Die wesentlichen Bestandteile eines BHKWs sind Motor, Synchrongenerator und Wärmetauscher. Der vom Verbrennungsmotor (Kraftmaschine) angetriebene Generator (Arbeitsmaschine) erzeugt Wechselstrom (oder Drehstrom) mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Spannung von 230V (400 V), der am besten selbst genutzt wird. Überschüssiger Strom kann in das Netz des Energieversorgungsunternehmens (EVU) eingespeist werden. Der Motor gibt Wärme ab, die im sogenannten „inneren Kühlkreislauf“ nacheinander aus dem Schmieröl, dem Motorkühlwasser und dem Abgas aufgenommen und über einen Wärmetauscher an das Heizungssystem übertragen wird. Dieses System der Energieerzeugung und -nutzung heißt Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), weil gleichzeitig die vom Motor erzeugte mechanische Energie (Kraft) und die beim Antrieb des Generators durch den Motor frei werdende thermische Energie (Wärme) genutzt wird.

Bivalent oder monovalent?
Die klassischen KWK-Anlagen werden mit Verbrennungs-Motor betrieben und auch als Motorenheizkraftwerke (MHKW) bezeichnet. Neue innovative Technologien wie z. B. Mikro-Gasturbinen, Stirling-Motoren, Lineare-Dampf-Motoren sind schwerpunktmäßig für den unteren Leistungsbereich konzipiert, was sie für den Einsatz im Einfamilienhaus prädestiniert. Während das klassische BHKW in aller Regel in bivalenter Betriebsweise ausgelegt ist, gibt es inzwischen BHKWs in monovalenter Betriebsweise, die aufgrund ihrer Leistungsdaten als „Mikro-BHKW“ bezeichnet werden. Anders als beim klassischen BHKW in bivalenter Betriebsweise, wo neben dem BHKW mit dem KWK-Aggregat zur Strom- und Wärmeerzeugung zusätzlich ein Heizkessel installiert wird – er dient dem Ausgleich von Spitzenlasten an besonders kalten Tagen, aber auch der Warmwasserproduktion an milden Tagen im Frühjahr und im Herbst, sowie den gesamten Sommer über, wo nur wenig Wärme benötigt wird und die vielen Starts und Stopps im Taktbetrieb ein motorisches BHKW extrem belasten würden – erübrigt sich bei Mikro-BHKWs wie dem Lion Powerblock der zusätzliche Heizkessel: Das Mikro-BHKW erzeugt zwar „nur“ 11 % Strom, dafür aber satte 89 % Wärme. Das geht konform mit dem Energiebedarf von Haushalten, die etwa 10 % ihres gesamten Energiebedarfs in Form von Strom und den Rest in Form von Wärme, als Warmwasser und für die Heizung, benötigen. Das Besondere: Mit dem Lion Powerblock kann man Strom produzieren, muss aber nicht, wenn beispielsweise wegen kurzfristiger Spannungssteigerung im Netz (durch Windkraft- oder  PV-Anlagen) kein Strom eingespeist werden darf. Die Energie, die im Dampf steckt, kann direkt auf den Heizungsvorlauf gegeben werden. Sprich, das BHKW kann so notfalls wie eine ganz normale Heizung betrieben werden. Motor-BHKW hingegen müssen dann abschalten.

Wärme oder Strom?
Dazu Holger von Haller von der OTAG Vertriebs GmbH & Co. KG: „Wir haben den Lion Powerblock ganz bewusst für den Einsatz im Einfamilienhaus optimiert. Hier ist es nicht wichtig, dauerhaft 5 kW elektrische Leistung zu produzieren, außer zu Spitzenzeiten beträgt die Abnahme in einem Vier-Personenhaushalt kaum einmal mehr als 500 Watt. Wenn ich dauerhaft 5 kW produziere, dann produziere ich 90  % für die Einspeisung ins Netz. Die derzeitige Rückspeisevergütung deckt aber bei weitem nicht die Herstellkosten dieser Energieproduktion, sie deckt allenfalls den Gaseinsatz.“

Das „Aus“ für die staatliche Förderung
Dazu kommt, dass die Bundesregierung für das erst 2008 gestartete Förderprogramm für hocheffiziente kleine Kraft-Wärme-Kopplung (Mini-KWK) keine neuen Mittel zur Verfügung stellt, d.h. die Impulsförderung für Mini KWK Anlagen wurde beendet. Trotz der Einwilligung zur Aufhebung der qualifizierten Haushaltssperre für das Marktanreizprogramm (MAP) bleibt im Bereich der Nationalen Klimaschutzinitiative das Förderprogramm für kleine Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung (Mini-KWK) weiterhin ausgesetzt, da hierfür die Mittel bereits vollständig ausgeschöpft sind. Zur Begründung wird in der Presseverlautbarung des Bafa angeführt, dass das Förderprogramm für die hocheffiziente Kraft-Wärme-Kopplung (Mini-KWK) im Jahr 2009 außerordentlich stark nachgefragt worden sei. Die starke Nachfrage habe gemeinsam mit der Parlamentsentscheidung zum Haushalt 2010 (Kürzung und teilweise Sperrung der Haushaltsmittel des BMU) dazu geführt, dass im Jahr 2010 keine weiteren Mittel mehr verfügbar seien. Schon mit den bewilligten Anträgen werde das im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative des BMU verfügbare Budget für das Jahr 2010 voll ausgeschöpft.

Energie dreifach nutzen
Doch gerade im BMU ist man sich des Nutzens von Mini-BHKW sehr bewusst: Nachdem als wesentliche Ursache für die Zurückhaltung bei der Errichtung einer Mini-KWK-Anlage im wesentlichen „Informationsdefizite“ ausgemacht wurden, soll eine Broschüre mit dem Titel „Energie dreifach nutzen“ helfen, diese Barriere zu überwinden. Der „Leitfaden für kleine KWK-Anlagen“ steht auf der Website des Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit zum kostenlosen Download bereit. Darin heißt es: „KWK-Anlagen tragen durch bessere Brennstoffausnutzung erheblich zum Klimaschutz bei. Die gleiche Menge Brennstoff erzeugt in KWK-Anlagen weitaus mehr Energie als in Großkraftwerken, weil bei der Umwandlung weniger verloren geht. Ein weiterer positiver Effekt ist eine nicht zu unterschätzende Kostenersparnis. Denn aus dem eingesetzten Brennstoff wird doppelte Energie in Form von Strom und Wärme gewonnen, für die man nur einmal zahlt.“

Flüssiggasversorger fördern zukunftsweisende Technologie
Zugegeben, die Zuschüsse, zusammen mit der Einspeisvergütung, haben so manch einem die Investitionsentscheidung erleichtert. Doch ein Block­heizkraftwerk (BHKW) „rechnet“ sich weniger durch den Verkauf von Strom, sondern vielmehr durch die Kosten­einsparung beim Eigen-verbrauch an Wärme und Strom. Bleibt also zu hoffen, dass sich die hocheffiziente Kraft-Wärme-Kopplung auch ohne staatliche Förderung weiterhin schnell verbreitet. Die Flüssiggaswirtschaft hat mit ihrem Einsatz für Autogas schon einmal gezeigt, dass sich kosten- und energiesparende Technik auf Dauer lohnt. Nun engagieren sich verschiedene Flüssiggas-Versorger für die zukunfts­weisende Technologie der Kraft-Wärme-Kopplung: Rheingas beispielsweise för­-dert den Einbau und die Inbetriebnahme Strom erzeugender Heizungen (BHKW), Brennwertheizungen und Gaswärme-pumpen mit einem einmaligen Zuschuss von 500 Euro. Die Gewerbekunden der Krefelder Primagas profitieren ebenfalls von verschiedenen Sonderkonditionen. Sie erhalten bei der Umstellung auf Kraft-Wärme-Kopplung oder bei der Installation
einer Hallenheizung mit energiesparender Infrarot-Technologie ein Funkmodemzur automatischen Füllstandsüberwachung ihres Tanks gratis. Die effizienten Modernisierungslösungen kommen einer Pressemitteilung aus dem Unternehmen zufolge gut an: Entgegen dem Branchentrend verzeichnet das Krefelder Unter-nehmen seit mehreren Jahren konstante Kundenzuwächse.

Nützliche Links
www.asue.de, www.bhkw-info.de und www.bhkw-infozentrum.de bieten zahlreiche Herstelleradressen.
www.asue.de Informationen über BHKWs, Bestellung von Informationsmaterial.
www.bkwk.de Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V.
www.bhkw-infozentrum.de BHKW-Infozentrum.
www.klima-sucht-schutz.de Eine vom Bundesumweltministerium geförderte Kampagne zum Klimaschutz mit Modernisierungs- und Förderratgeber.
www.minibhkw.de Informationsplattform für Klein-BHKWs und größere BHKWs. Enthält auch Kontaktadressen von Herstellern und Planern.
www.energiefoerderung.info Suchmaschine für alle Förderprogramme im Bereich Energiesparen, KWK und erneuerbare Energien.
www.bine.de Informationsdienst; ein Service von FIZ Karlsruhe, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi).
www.bafa.de Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA).