Werbung

Einmal bezahlen und zweifach nutzen

Energie einmal bezahlen und einen doppelten Nutzen daraus ziehen: So sieht das Grundkonzept von Mini-BHKWs aus. Wärme und Strom sind die Kenngrößen, die beim Betrieb eine Mini-BHKWs anfallen. Dabei ist die Technik nicht neu. Schon im Zuge der Energiekrisen der 70er- und 80er-Jahre, wurden BHKWs entwickelt, die eine hohe Effizienz von verbrannten Treibstoffen zum Ziel hatten.

 

Die WätaS "EPS4" in der Innenansicht.

Die "Energy Power Station" der Firma Wätas.

Mit voranschreitender Verbesserung der Technik und den Herausforderungen der Finanz- und Klimakrise wurden Mini-
BHKWs nach einer Zeit der Stagnation in den vergangenen Jahren immer beliebter. Gezielte Förderungen und Rückerstattungen des Staates machten den Einbau in Bauobjekten für viele Bauträger attraktiv. Vor allem der einmalige Investitionszuschuss brachte den Herstellern einen regelrechten Absatzboom. Anfang des Jahres 2010 wurde die Investitionsförderung der Bundesregierung gestoppt, dennoch verschwanden die Mini-BHKWs nicht vom Markt. Und das, obwohl einige Branchenvertreter dem Einsatz dieser Technologie einen Rückgang in der Verkaufsstatistik prognostizierten.
Eine Reihe von Wirtschaftsexperten argumentierte weiter, dass eine Zukunftstechnologie auch ohne staatliche Maximalsubven-tion am Markt konkurrenzfähig sein müsse. Auch um diesem Anspruch gerecht zu werden, haben die BHKW-Hersteller in den letzten Jahren eine Menge getan und ihre Anstrengungen gerade nach dem Wegfall des einmaligen Zuschusses noch verstärkt.
Eine Vielzahl verschiedener Kraftwerks-typen sind mittlerweile am Markt vertreten, die Anbieterzahl nimmt stetig zu und eine Reihe von Innovationen und Neuerungen geben dem Einsatz von Mini-BHKWs ihre Berechtigung. Denn die Kraftwärmekopplung (KWK) ist, laut Bundesregierung, eine der wirksamsten Maßnahmen zur Einsparung von Primärenergie und zur Vermeidung von klimaschädlichem Kohlendioxid.

FUNKTION EINES BHKWs

Durch die gleichzeitige Umwandlung des Brennstoffs in thermische und mechanische Energie arbeiten KWKs besonders effizient. Die anfallende Wärmeenergie des Verbrennungsmotors wird nahezu komplett für die Raumbeheizung und die Warmwasserbereitung verwendet. Die erzeugte mechanische Energie des Motors treibt einen Generator an, der Strom erzeugt. Dadurch entstehen beim Betrieb eines Mini-BHKWs viele Vorteile.
Für Eigenheimbesitzer und Bauherren ist einer der wesentlichen die Unabhängigkeit von Energieversorgern. Hinzu kommt der Aspekt der Nachhaltigkeit und Effizienz.
Aufgrund der besonderen Funktionsweise von BHKWs erreicht diese Form der Energieerzeugung im Vergleich mit anderen Erzeugungsarten einen besonders hohen Wirkungsgrad. Dieser liegt im Schnitt zwischen 80 und 90%. Durch die sehr effiziente Verwertung des Treibstoffs gelingt ein wesentlich nachhaltigerer Umgang mit den knappen Ressourcen, als es mit vergleichbaren Geräten in anderen Techniksparten der Fall ist. Der entscheidende Vorteil bleibt jedoch der finanzielle Aspekt bei der Bau- oder Sanierungsplanung von Gebäuden.
Durch die fehlende Investitionsförderung könnte dieser Vorteil in Zukunft wegfallen. Auch Energieexperten haben diese Befürchtung. So auch Dr. Ramesohl vom Energieversorger E.on: "Ein Stopp der finanziellen Anreize könnte (...) jegliches Engagement auf dem Pfad hin zu effizienter Energienutzung gefährden."
Dennoch, eine neue Generation der BHKWs schafft es wirtschaftlich betrieben zu werden, auch ohne staatliche Investitionsförderung. Die "EPS4 – Energy Power Station (EPS)" vom sächsischen Unternehmen WätaS soll im Folgenden als Grundlage
einer Modellrechnung dienen, um den Beweis einer effizienten Wärmegewinnung anzutreten.

Die Wirtschaftlichkeitsrechnung der "EPS4".

###newpage###

Hoher Wirkungsgrad

Das BHKW arbeitet mit dem derzeit
höchsten Wirkungsgrad von 95%. Dieser wird durch die patentierte zweifache Nutzung der Wärme im konsequenten Niedertemperaturbereich erreicht. Dabei nutzen Wärmetauscher die entstandene Motorwärme, um Wasser aufzuheizen. Zusätzlich entzieht ein Abgaswärmetauscher den 450° heißen Abgasen ebenfalls Wärme, die sich zum Heizen verwenden lässt. Dies geschieht dabei völlig geräuschlos mithilfe eines einzigartigen, ebenfalls patentierten Schalldämpfers, der gleichzeitig ein Wärmetauscher ist.
Diese Funktionsweise macht die "EPS" von WätaS zum geeigneten Vertreter der BHKWs der nächsten Generation. Die Leistung wird in einem luftgekühlten 4-Takt-Motor erzeugt, der mit Erdgas angetrieben wird. Derzeit arbeitet das sächsische Unternehmen an einer Version, die auch mit Biogas läuft und damit einen Schritt zu mehr Autarkie mit sich bringt.
Weiterhin ist das Kraftwerk mit zwei Speichern ausgerüstet, die eine unabhängige Versorgung sichern. Für die Wärmespeicherung kann die "EPS" einen Pufferspeicher nutzen. Für den nicht verbrauchten Strom steht ein erweiterbarer Akku mit einer Kapazität von 220 Amperestunden bereit. Eine aufwendige Netzanpassung des erzeugten Stroms entfällt. Dadurch ergeben sich zwei weitere Vorteile beim Betrieb der "EPS4". Der Motor des BHKWs kann mit der gespeicherten Energie aus der Batterie gestartet werden. Damit wird das öffentliche Stromnetz nicht belastet, wie es bei anderen Starttechniken der Fall ist.
Durch die Möglichkeit, die Energie zu speichern, kann die "EPS4" außerdem als Notstromaggregat verwendet werden. Das BHKW ist somit als Insellösung prädestiniert, da der erzeugte Strom nicht in das Stromnetz eingespeist, sondern in der direkten Umgebung verbraucht wird. Eine große Bandbreite von Anwendungsszenarien ergibt sich daraus für das BHKW. Die Möglichkeiten des Betriebs reichen vom Einsatz in Ein- bis Zweifamilienhäusern, Hotels oder bei der Kopplung mehrerer BHKWs über die Versorgung von Schulen, Krankenhäusern und öffentlichen Gebäuden bis hin zum Einsatz in komplexen Gebäudestrukturen.

Modellrechnung

Für die folgende Modellrechnung entfällt somit die Aufstellung der Netznutzungsentgelte. Der Privatanwender hat weniger Verwaltungsaufwand und weniger Briefverkehr mit den Behörden. Durch die Vorteile des BHKWs  ist eine Einsparung beim Gasbezug von bis zu zwei Drittel des Einkaufspreises möglich.
Dazu folgende Rechnung: Ein realistischer Gaspreis von gegenwärtig 6,71 Cent pro kWh wird für den zu berechnenden Leistungsaufwand zugrunde gelegt. Die "EPS4" von WätaS braucht 21 kW, um daraus 3 kW elektrische Energie und 17 kW thermische Energie zu erzeugen. Das heißt 21 kW multipliziert mit 6,71 Cent ergibt einen Preis von 1,4091 Euro. Von diesem Betrag ist die Mineralölsteuer von 0,55 Cent pro kWh abzuziehen. Dies gilt aufgrund der Steuerbefreiung von höchsteffizienten KWKs, wie z.B. der "EPS4".
Für das Beispiel-BHKW bedeutet das eine Rückerstattung von 21 mal 0,55 Cent, also 0,1155 Euro. Von den ursprünglich 1,4091 Euro bleiben nur noch 1,2936 Euro übrig. Parallel dazu produziert das Kraftwerk auch Strom. Um die erzeugte elektrische Energie auch in die Bilanz mit aufzunehmen, wird diese als Ersparnis berechnet. Bei einem durchschnittlichen
Kilowattstundenpreis von 0,25 Euro und der zusätzlich durch die BAFA gewährten Vergütung für die Eigennutzung des Stroms von 5,11 Cent ergibt sich daraus ein Ersparnis von 0,301 Euro, rund 30 Cent pro kWh.
Die "EPS4" erzeugt drei Kilowatt elektrischer Leistung und ermöglicht so eine Ersparnis von 0,903 Euro. Die Stromersparnis ist vom bisher errechneten Preis von 1,2936 Euro für die Wärmeenergie abzuziehen. Es bleibt ein Betrag von 0,3906 Euro übrig. Teilt man diesen Wert durch die Anzahl an erzeugten kW Wärmeenergie, erhält man den Anteil für eine kWh Wärme. Die Kosten für eine kWH Wärme mit der "EPS4" liegt bei 0,0229 Euro. Dies entspricht ge-rade einmal einem Drittel des Preises, der ursprünglich für die kWh Gas aufgewendet wurde. Im Zusammenhang mit den geringen Anschaffungskosten von weniger als 12000,– Euro inklusive Einbau plus Steuern amortisiert sich die Anlage schon über einen kurz- bis mittelfristigen Zeitraum, je nach Verbrauchssituation in der jeweiligen Umgebung.
Die Berechnung der Kosten für eine Kilowattstunde gestaltet sich bei dem vorgestellten BHKW recht komfortabel, da sie über die beiden mitgelieferten Speicher eine volle Nutzung der erzeugten Leistung ermöglicht. Gerade die Möglichkeit, zeitversetzt die Energie zu nutzen, trägt zu einem wesentlichen Teil zur Unabhängigkeit bei. Denn der erzeugte Strom muss nicht in das Netz eingespeist werden. Dort wird der Strom wesentlich schlechter vergütet, als wenn er selbst verbraucht wird, da die Vergütungsgrundlage für den eingespeisten Strom der Basispreis an der Leipziger Strombörse EEX ist. Technisch ist der Pufferspeicher nicht nötig, da "EPS" die Wassertemperatur um 10 K anhebt und so direkt als Heizung fungieren kann. Der Puffer ist nur als Energieoptimierung optional erhältlich.

Entwicklung geht weiter

Es wird deutlich, dass der Einsatz von Mini-BHKWs eine lohnende Investition ist. Zahlreiche Städte und Flüssiggasanbieter haben eine BHKW-Förderung von 500,– Euro, was bei einem Preis von 9990,– Euro plus Mwst. immerhin einen Zuschuss von über 4% darstellt.
Technischer Fortschritt und bestehende Fördermaßnahmen tragen immer noch zu einem erheblichen Teil dazu bei, Energie mit einer großen Kostenersparnis zu erlangen. Auch vor dem Hintergrund eines Betriebs mit Biogas und der Kombination mit anderer Energietechnik ist die BHKW-Technik noch nicht am Ende ihrer Möglichkeiten angelangt.

Autor: Torsten Enders ist Geschäftsführer der Wärmepumpen Sachsen GmbH und geschäftsführender Gesellschafter der WätaS Wärmetauscher Sachsen GmbH, 09526 Olbernhau,
Tel. 037360 69490, Fax 037360 694969,
info@waetas.de, www.waetas.de

Bilder: Wätas

 


Artikel teilen:
Weitere Tags zu diesem Thema: