Cradle Mag
Nachhaltig Bauen
Blockheizkraftwerk: Energie und Wärme für das Einfamilienhaus

Blockheizkraftwerk: Energie und Wärme für das Einfamilienhaus

Foto: Unsplash/Martin Adams

Blockheizkraftwerke scheinen auf den ersten Blick wahre Multitalente zu sein: Sie produzieren Wärme und Strom gleichzeitig, erreichen einen sehr hohen Wirkungsgrad, machen unabhängig von Energielieferanten und schonen dabei auch noch die Umwelt. Doch eignen sich die kleinen Kraftwerke auch für das Einfamilienhaus? Und sind mit einem Bockheizkraftwerk möglicherweise Nachteile verbunden? Wir klären die wichtigsten Fragen rund um das Blockheizkraftwerk und stellen Vor- und Nachteile gegenüber.

In diesem Artikel:

Christian Schaar
Fachautor CRADLE

Was ist ein Blockheizkraftwerk?

Im Namen Blockheizkraftwerk (Kurzform BHKW) verbergen sich bereits alle Funktionen eines solchen Systems. In kompakter Form („Block-„) produziert das BHKW sowohl Wärme („-heiz-„) als auch Strom („-kraft-„). Die Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme ist also aneinander gekoppelt und erreicht so einen besonders hohen Wirkungsgrad. Dieses Prinzip wird auch Kraft-Wärme-Kopplung genannt.

Wie funktioniert ein Blockheizkraftwerk?

Die Funktionsweise eines Blockheizkraftwerkes ist relativ einfach: Ein Energieträger wie Gas, Öl oder Holz wird verbrannt, um einen Generator anzutreiben, der wiederum Strom erzeugt. Dieser Strom kann entweder für den Eigenbedarf genutzt oder gegen eine Vergütung in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

Beim Antreiben des Stromgenerators durch einen Motor entsteht Motor- und Abgaswärme. Diese Wärme wiederum kann über einen Wärmeaustauscher für die Heizung oder die Warmwasseraufbereitung verwendet werden. Der sogenannten Pufferspeicher speichert die entstandene Wärme, sodass der Motor nicht ständig neu anspringen muss.

Das System kann hierbei mit verschiedenen Technologien genutzt werden. Klassische Verbrennungsmotoren wie Otto- und Dieselmotoren ermöglichen den Betrieb mit fast allen flüssigen und gasförmigen Brennstoffen. Chemische Energie wird hierbei durch interne Verbrennung in mechanische Energie umgewandelt. Der Stirling-Motor nutzt das Prinzip der externen Verbrennung und kann mit flüssigen, gasförmigen oder festen Brennstoffen betrieben werden. Zudem gibt es Brennstoffzellen-Anlagen. Diese Systeme sind dank des hohen Stromertrags auch für Gebäude mit geringerem Wärmebedarf geeignet. Die in Brennstoffen gebundene chemische Energie kann hierbei direkt in elektrische Energie umgewandelt werden. Als besonders umweltschonend und preiswert gelten mit Holz betriebene Blockheizkraftwerke. Um die benötigten Holzpresslinge zu lagern, ist aber in der Regel mehr Platz nötig als bei anderen Systemen.

Vor- und Nachteile des Blockheizkraftwerkes

Der größte Vorteil eines Blockheizkraftwerkes gegenüber großen Kraftwerken liegt in dem hohen Gesamtnutzungsgrad. Während bei großen Kraftwerken beim Transfer der thermischen Energie über Fernwärmeleitungen und der elektrischen Energie mittels Hochspannungsleitungen sehr viel Energie verloren geht, kann bei einem BHKW die Energie direkt genutzt werden. Möglich ist dies dadurch, dass ein Blockheizkraftwerk aufgrund der kompakten, platzsparenden Bauweise direkt beim Verbraucher im Keller steht. So können 80 bis 90 Prozent der Primärenergie auch wirklich genutzt werden. Herkömmliche Kraftwerke erreichen im Vergleich meist nur einen Wirkungsgrad von etwa 45 Prozent.

Im Gegensatz zur getrennten Erzeugung von Strom und Wärme, kann mit einem BHKW Energie und CO₂ eingespart werden, sodass eine positive Öko-Bilanz entsteht. Nicht benötigter Strom wird einfach ins öffentliche Netz gespeist. Hierfür erhält der Stromerzeuger eine Vergütung. Die Anschaffungskosten können somit über Deckung des eigenen Strombedarfs und die Vergütung über mehrere Jahre ausgeglichen werden.

Um die Vorteile eines Blockheizkraftwerkes optimal auszunutzen, muss ein solches System jedoch kontinuierlich genutzt werden. Es ist also nur wirtschaftlich, wenn ganzjährig ein relativ hoher und beständiger Wärmebedarf vorhanden ist. Aus diesem Grund werden solche Anlagen hauptsächlich in Wohn- und Geschäftsquartieren, Krankenhäusern, Schwimmbädern oder Mehrfamilienhäuser installiert. Zudem entstehen bei der Nutzung mit fossilen Brennstoffen hohe Emissionen. Bestenfalls wird ein Blockheizkraftwerk mit Holz, also einem regenerativen Brennstoff betrieben.

Der größte Nachteil eines BHKW sind die recht hohen Anschaffungs- und Installationskosten im Vergleich zu anderen Heizsystemen. Die Kosten eines Blockheizkraftwerkes variieren je nach Technik und Leistungsstärke. Für die Installation eines kleineren Systems belaufen sich die Kosten auf etwa 15.000 bis 35.000 Euro. Hinzu kommen regelmäßige Wartungskosten.

Übersicht Vor- und Nachteile

Vorteile Blockheizkraftwerk

hoher Gesamtnutzungsgrad
kann direkt im Keller stehen
80-90% der Primärenergie können genutzt werden
durch Energie- und und CO₂-Einsparungen kann eine positive Öko-Bilanz entstehen
nicht benötigter Strom kann ins öffentliche Netz gespeist werden (Stromerzeuger bekommt eine Vergütung)
lohnt sich vor allem für Wohn- und Geschäftsquartiere, Krankenhäuser, Schwimmbäder oder Mehrfamilienhäuser

Nachteile Blockheizkraftwerk

muss kontinuierlich genutzt werden, damit es sich lohnt
nur wirtschaftlich bei relativ hohem und beständigem Wärmebedarf
bei der Nutzung mit fossilen Brennstoffen entstehen hohe Emissionen
hohen Anschaffungskosten
hohe Installationskosten

Lohnt sich ein Blockheizkraftwerk für ein Einfamilienhaus?

Um ein Blockheizkraftwerk wirtschaftlich zu betreiben, muss es hohe Laufzeiten erreichen. Zu beachten ist hierbei, dass ein BHKW nur in Betrieb ist, wenn die erzeugte Wärme im Haus genutzt werden kann. Die Anlage steht jedoch still, wenn gerade kein Bedarf an Wärme besteht.

Als Kriterium für den Einbau eines Blockheizkraftwerks dient also der Wärmebedarf. Dieser Bedarf kann von Haus zu Haus stark schwanken – vor allem in energiesparenden Häusern stehen die Kosten für eine BHKW im Vergleich zu den Einsparungen oft in keinem rentablen Verhältnis.

Inzwischen gibt es aber auch sogenannte Nano-BHKW, die für die Nutzung in Einfamilienhäusern konzipiert wurden. Im Gegensatz zu einem Mini Blockheizkraftwerk, das bis zu 50 kW elektrische Leistung produziert, beläuft sich die Leistung eines Nano-BHKW auf weniger als 2,5 kW. Hierbei handelt es sich meist um eine Brennstoffzellenheizung, die oft in Kombination mit einem integrierten Gasbrenner installiert wird und ebenfalls Strom und Wärme produziert.

Um herauszufinden, ob ein Haus mit Blockheizkraftwerk wirtschaftlich betrieben werden kann, sollte in jedem Fall ein Experte hinzugezogen werden. Dieser ermittelt den tatsächlichen Wärmebedarf und schätzt ein, ob ein Blockheizkraftwerk rentabel ist.

Text: Christian Schaar, S2 GmbH