Blockheizkraftwerke

Blockheizkraftwerke

Blockheizkraftwerke (BHKW) nutzen die Technologie der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), um gleichzeitig Wärme und elektrischen Strom zu erzeugen. Dafür kommen unterschiedliche Anlagentypen zum Einsatz.

Bauweisen und Wirkungsweise von BHKWs

Bei den meisten BHKWs wird durch einen Verbrennungsmotor (Dieselmotor, Gasturbine, etc.) ein Generator betrieben, der elektrischen Strom liefert. Die gleichzeitig durch die Verbrennung erzeugte Wärme kann als Heizwärme genutzt werden.

Eine andere Möglichkeit ist die Bauweise mit sogenannten Stirling-Motoren, die die Hitze einer Wärmequelle in mechanische Bewegung umsetzen, mithilfe derer dann Strom erzeugt wird.

Die jüngste Entwicklung im Bereich der BHKW sind Brennstoffzellen-Heizungen, die auf dem Prinzip der umgekehrten Elektrolyse beruhen: Im Inneren der Brennstoffzelle wird Wasserstoff in Verbindung mit Sauerstoff gebracht und verbindet sich zu Wasser, wobei elektrische Energie und Wärme freiwerden. Der benötigte Wasserstoff wird dabei aus einer anderen Energiequelle gewonnen (meist aus Erdgas).

Findet die Wasserstoffgewinnung im Inneren der Brennstoffzelle statt, ist das mit sehr hohen Temperaturen aber auch mit größeren Risiken verbunden. Anstatt solcher Hochtemperaturanlagen (HT) werden deshalb sehr häufig Niedertemperaturanlagen (NT) eingesetzt.

Wirkungsgrade von BHKWs

Der Wirkungsgrad von Blockheizkraftwerken ist je nach Anlagengröße und -dimensionierung unterschiedlich. In der Regel haben solche Anlagen einen Gesamtwirkungsgrad (Wärme und Stromerzeugung) von rund 80 % - 90 %, die Effizienz bei der Stromerzeugung liegt dagegen meist nur bei 25 % - 40 %, weshalb eine möglichst vollständige Abwärmenutzung sinnvoll und wirtschaftlich vernünftig ist.

BHKWs im Haushalt

Seit einigen Jahren sind BHKWs auch als Klein- und Kleinstanlagen für private einzelne Haushalte oder für Kleinstsiedlungen (mehrere Häuser) auf dem Markt.

  • Mini-KWK-Anlage: Leistung
  • Mikro-KWK-Anlage: Leistung
  • Nano-KWK-Anlage: Leistung

Die Technologie ist mit Anschaffungskosten von 20.000 Euro bis 30.000 Euro derzeit noch sehr teuer, wird aber auch hoch gefördert. Dennoch ist ihre Verbreitung derzeit noch gering.

BHKWs mit ökologischen Antrieben (zum Beispiel Stirling-Motor mit Biomasse-Wärmequelle) sind ökologisch sehr vorteilhaft, die Erzeugung von elektrischem Strom erhöht die Wirtschaftlichkeit von Hausbesitzern.

Allerdings muss hier beachtet werden, dass wenn Strom erzeugt werden soll, auch immer Wärme entsteht. Kann diese Wärme nicht sinnvoll genutzt werden, laufen die Anlagen nicht wirtschaftlich.

Im einzelnen Haushalt muss also sehr genau die mögliche Stromausbeute beachtet werden, die mit einer sinnvollen Nutzung der Wärmeenergie (zum Beispiel zur Warmwasserbereitung) möglich ist. Hier muss immer unterschieden werden, ob die Anlage stromgeführt (vorrangiges Ziel = Stromausbeute) oder wärmegeführt (vorrangiges Ziel = Wärmeausbeute) betrieben werden sollen.
Exakte und umfassende Wirtschaftlichkeitsberechnungen sind in beiden Fällen zwingend nötig.

Brennstoffzellenheizungen für den Privathaushalt, die an einen gewöhnlichen Gasanschluss angeschlossen werden, sind platzsparend, ökologisch vergleichsweise sehr sauber und komplett emissionsfrei (sie benötigen auch keinen Schornstein). In Japan ist diese Art der Heizung bereits weit verbreitet, da hier oft Platz und Abgasleitungen fehlen.

Anlagen, die nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung arbeiten, können für Privathaushalte in vielen Fällen durchaus sinnvoll sein. Allerdings sollte man sich vor der Anschaffung unbedingt eingehend mit der Technologie auseinandersetzen.