Warmwasserbereitung

Dieser Artikel ist ein Gastbeitrag von Dipl.-Pol. Thomas E. Jakob
im Auftrag von viva-haus Dresden

Ein Blockheizkraftwerk – Was versteckt sich hinter diesem Wortungetüm? Ein Blockheizkraftwerk ist zunächst ein Strom- und Wärmeenergieerzeuger im eigenen Haus oder zumindest in der eigenen Wohnsiedlung. Es ist eine Art kleines Kraftwerk, dass in einem Blockartigen Gehäuse ausgeliefert wird. Darin wird Strom durch Kraft-Wärme-Kopplung erzeugt und entstehende Abwärme zum Heizen verwendet.

Warum ein kleines Kraftwerk in den Keller stellen?

Die auf Wohngebäude ausgelegten Anlagen werden je nach ihrer Leistung als Mini-BHKW, Mikro-BHKW oder Nano-BHKW bezeichnet. Die jeweilige Verkleinerungsform bezeichnet einen entsprechend geringeren Leistungsumfang. Diese sogenannte dezentrale Erzeugung von elektrischem Strom und Heizenergie besitzt den Vorteil der direkten Anbindung an die Verbraucher, der lange und verlustreiche Transport, wie er etwa bei der zentralen Stromerzeugung notwendig ist, entfällt. Strom und Heizenergie werden direkt dort produziert, wo sie benötigt werden. In Zahlen umgesetzt, bedeutet dies eine etwa 80 prozentige Ausnutzung der im Brennstoff gespeicherten Energie. Wird der Strom aus Großkraftwerken über das öffentliche Netz eingespeist, kommen aufgrund von Leitungs- und Verteilungsverlusten nur etwa 45 % der Brennstoffenergie direkt im Haushalt an.

biomasse_heizkraftwerk

Wie funktioniert ein BHKW?

Ein BKHW funktioniert mit einem einfachen Motor, der den Motoren von PKWs, LKWs oder auch Schiffen ähnlich sind. BHKW verbrennt zunächst Brennstoff, das können Heizöl, Gas oder bei Stirlingmotoren auch Pellets sein. Der angetriebene Motor wird ohne Zwischenschaltung eines Getriebes direkt an einen Wechselstromgenerator gekoppelt. Zusätzlich wird die vom Motor erzeugte Abwärme über einen Wärmetauscher in den Heizkreislauf eingespeist. Der Strom fließt in das Haushaltsnetz. Neben den mit Öl, Gas und Pellets betriebenen BHKW wird auch mit Brennstoffzellen betriebenen BHKW experimentiert, eine Marktreife ist teilweise erreicht.

bhkw2

Mini und Nano Heizkraftwerke

Das BHKW hat nach Studien gerade bei solchen Verbrauchern eine hohe Wirtschaftlichkeit, die einen konstant hohen Wärmebedarf aufweisen, also meist gewerbliche oder öffentlich genutzte Gebäude. Ein Mini-BHKW mit einem Leistungsspektrum von etwa 5 bis 50 kW (aufgeteilt in thermische und elektrische Energie) ist für Wohnsiedlungen von etwa 10 Wohneinheiten aufwärts interessant, da sich hier ein höherer durchschnittlicher Wärmebedarf zeigt. Mikro-BHKW mit einer Leistung von bis zu 5 kW sind in ihrer Leistungsausbeute auf etwa drei Wohneinheiten ausgelegt.

Das Nano - BHKW für das Einfamilienhaus

Das Nano-BHKW ist eine miniaturisierte Form des Mikro- beziehungsweise Mini-BHKW, das mit einer Leistung von rund 2,5 kW für den Einsatz in einem Einfamilienhaus gedacht ist. Bis noch vor einigen Jahren war die Wirtschaftlichkeit der Nano-BHKW in Frage gestellt, da die Anschaffungskosten trotz geringerer Leistung auf dem Niveau des größeren Mikro-BHKW lagen. Inzwischen jedoch lohnen sich aber auch Nano-BHKW in einem Einfamilienhaus, da sowohl die Preise kontinuierlich abgesenkt werden und gleichzeitig die Technik eine Verbesserung erfuhr.

Elektrische Leistung

Bezeichnung

Geeignet für

über 5 MW

Heizkraftwerk

ganze Stadtviertel

50 kW - 5 MW

(Groß-)BHKW

Wohnblocks, Industrie, öffentliche Einrichtungen

15 kW - 50 kW

Mini-BHKW

Mehrfamilienhäuser, mittelgroße Wohnblocks, Kleingewerbe

2,5 kW - 15 kW

Mikro-BHKW

Ein- bis Mehrfamilienhäuser

bis 2,5 kW

Nano-Blockheizkraftwerk

Ein- bis Zweifamilienhäuser

Lohnt sich ein BHKW?

Eine gesicherte Aussage zur Wirtschaftlichkeit eines BHKW in einer Wohnanlage kann aufgrund des sehr unterschiedlichen Verbraucherverhaltens nicht gegeben werden beziehungsweise sind die von den Herstellern angegeben Einsparpotenziale mit Vorsicht zu genießen. Für eine Berechnung der Rentabilität müssen zunächst die Anschaffungskosten berücksichtigt werden:

Anschaffungskosten

Bezeichnung

Anschaffungskosten

Mini-BHKW

Ab
30.000 Euro

Mikro-BHKW

20.000-25.000
Euro

Nano-Blockheizkraftwerk

15.000
Euro

In den in der Tabelle aufgeführten Zahlen sind bereits die Nebenkosten einberechnet, die für ein voll installiertes und voll funktionsfähiges BHKW anfallen. Denn die Listenpreise vieler Anbieter beinhalten eben diese Kosten nicht; für eine volle Funktionsfähigkeit wird mindestens folgendes benötigt:

  • BHKW Grundelemente: Generator, Motor, Wärmetauscher
  • Zubehör: Tank / Pelletbehälter, Tankstutzen, Sicherheitsapparaturen
  • Anschlüsse an die Gebäudetechnik: Schläuche und Kabel
  • Transport, Installation, Inbetrieb- und Abnahme
  • wenn gewünscht: Wartungsvertrag

Eigener Stromverbrauch

Als nächstes sollte der Stromverbrauch berücksichtigt werden. Durchschnittliche Zahlen hierfür können dem Stromspiegel für Deutschland entnommen werden, der jährlich vom Bundesumweltministerium herausgegeben wird. Die Zahlen für 2014:

Hausbewohner

Durchschnittlicher
Jahresverbrauch

Einpersonenhaushalt

2.700
kWh

Zweipersonenhaushalt

3.200
kWh

Dreipersonenhaushalt

4.000
kWh

Vierpersonenhaushalt

4.400
kWh

Fünfpersonenhaushalt

5.500
kWh

Die einfachste Methode ist den eigenen Stromverbrauch zu messen. Denn manch ein Haushalt ist beispielsweise eher affin für technische Geräte, die mit Strom laufen als andere, sodass höhere Kosten entstehen. Manche Personen arbeiten nachts zuhause und einige Haushalte, vor allem bei Menschen gehobenen Alters, sind noch mit ineffizienten Geräten aus den 80er und 90er Jahren gefüllt.

Förderungen beachten

Aufgrund der hohen Effizienz von BHKWs wird die Anschaffung gefördert. So gibt es verschiendene Programme der Kfw, die sich auf diese Heizform spezialisiert haben. Interessant ist auch die Einspeisung in das öffentliche Stromnetzt. Da hier die Preise variieren, kann auch keine abschließende Bewertung oder Bezifferung der Kosten vorgenommen werden. Es lohnt sich in jedem Fall sich bei seinem örtlichen Stromanbieter zu informieren und mögliche Gewinne in die Rentabilitätsberechnung einfließen zu lassen.

Welche weiteren Vor- und Nachteile haben BHKWs?

Um Strom zu erzeugen, muss auch dauerhaft Wärme erzeugt werden. Im Gegensatz zum Strom wird Heizwärme jedoch nicht ganzjährig in gleichem Ausmaß benötigt. In Großkraftwerken wird die Abwärme, wenn sie nicht oder nur teilweise in ein Fernwärmenetz eingespeist werden kann, über gigantische Kühltürme in die Außenluft abgeleitet. Um diese Verschwendung in einem BHKW zu vermeiden, sollte es entsprechend klein dimensioniert sein, um mit der produzierten Abwärme den Grundbedarf an Wärme über das Jahr zu decken. Das bedeutet jedoch für den Spitzenwärmebedarf im Winter eine unzureichende Leistung und ein zusätzlicher Heizkessel wird notwendig.

Je nach Art des Brennstoffes wird zusätzlicher Lagerraum benötigt. Bei Pelletheizungen ist dieser besonders hoch. Grundsätzlich ist auch ein größerer Tank bei flüssigen Brennstoffen zu empfehlen: Schließlich wird jetzt nicht mehr nur Wärme, sondern auch Strom produziert – und zwar das ganze Jahr über.

Laut verschiedener Studien und Praxistests kann man davon ausgehen, dass sich die Anschaffung eines BHKWs bei sorgfältiger Planung nach ungefähr 10 Jahren rentiert hat. Dies hängt jedoch von Art des Kraftwerks und Verbrauch ab.

Alle Bilder: Lizenz CC0 Public Domain

10 Energiespar-Rechner bieten wir hier auf unserem Energiespar-Rechner an. Die Rechner bieten Hilfestellung beim Energiesparen im Kleinen.

Eine Berechnung ganz anderer Art bietet der Energiewenderechner des Solarenergie-Fördervereins Deutschland e.V. (SFV). Er berechnet, wieviel Prozent unseres Energiebedarfs mit einstellbaren kombinierten Maßnahmen der Erneuerbaren Energien gedeckt werden können.

Die Simulation wird begleitet mit nützlichen Tipps bei nicht sinnigen Einstellungen. Zum Beispiel wird eine gleichgewichtige Einstellung von Solar- und Windkraft empfohlen, weil bei Sonne der Wind weniger weht und bei schlechtem und windigem Wetter die Sonne nicht scheint.

Die Unabhängigkeit von Atomkraft, Erdöl, Ergas und Kohle klingt verlockend. Es gibt nämlich sinnvolle Einstellungen für die Nutzung von Sonne, Wind, Wasser, Biomasse, Geothermie, die den Energiebedarf beim Energiewenderechner schnell über 100% werden lassen.

Seit Einführung der Energieeinsparverordnung (EnEV) 2007 ist ein Energieausweis für jedes Gebäude Pflicht.

Viele Hauseigentümer sind unsicher, welchen Energieausweis sie für ihr Haus brauchen. Hier noch einmal eine kurze Übersicht:

Altbau bis 4 WE BJ 1977 und älter → Bedarfsausweis
Altbau bis 4 WE BJ 1977 und älter
auf Niveau WSVO1977 saniert → Wahlfreiheit Verbrauchs- oder Bedarfsausweis

Wie unterscheiden sich nun diese beiden Ausweisarten?

1. Bedarfsorientierter Ausweis
Beim bedarfsorientierten Ausweis wird durch die bauphysikalische und baukonstruktive Bestandsaufnahme der jährliche Energiebedarf eines Gebäudes für Heizung, Warmwasserbereitung und Wohnungslüftung berechnet. Er berücksichtigt dabei die Daten der Gebäudehülle wie etwa Fenster, Dämmung der Außenwände und Dachfläche, die verwendeten Baumaterialien und die Bauweise. Mit in die Berechnung fließen außerdem die Eigenschaften der Lüftungs- und Heizungsanlage ein und ob erneuerbare Energien (z.B. Solarthermie, Pellets) oder Wärmepumpen eingesetzt werden. Aus diesen Daten wird dann berechnet, wie viel Energie für das Gebäude bei durchschnittlichem Nutzverhalten und Klima verbraucht wird.

Gas Vergleich

Als Kennzahl ergibt sich dann im Bedarfsausweis der so genannte Primärenergiebedarf. Primärenergiebedarf ist der Gesamtbedarf an Energie, der für die Beheizung, Klimatisierung und Warmwasserversorgung eines Gebäudes unter Normbedingungen gebraucht wird. Dazu zählt auch der Aufwand, der für die Gewinnung, die Aufbereitung und den Transport der Energie (etwa für Öl oder Gas) nötig ist.

2. Verbrauchsorientierter Ausweis
Bei dem verbrauchsorientierten Energieausweis wird die Energieeffizienz eines Hauses aus der innerhalb 3 Jahren und dem sich dann ergebenden Mittelwert tatsächlich verbrauchten Energiemenge berechnet.
Hierbei ist wichtig zu wissen, dass diese Methode der Berechnung wenig Aussagekraft hat. In dem verbrauchsorientierten Ausweis wird nämlich nicht der Zustand eines Gebäudes berechnet, sondern nur der Energieverbrauch. Ob ein Haus mit Familien mit Kindern oder mit berufstätigen Singles bewohnt wird, beeinflusst den Energieverbrauch eines Gebäudes enorm.
Eine extreme Verzerrung kann auch bei Einfamilienhäusern zum Tragen kommen, wenn die Bewohner vielleicht den Winter auf Mallorca verbringen. Die Folge wäre unter Umständen der Energiekennwert eines Passiv-Hauses.

Für die energetische Beurteilung eines Hauses und damit die Einschätzung des Energieverbrauchs ist deshalb immer der bedarfsorientierte Ausweis aussagekräftiger.