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    ...eine Zuwendung des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

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KWK-Anlagen / BHKW

Quelle: Louis-F. Stahl

KWK-Anlagen erzeugen dezentral gleichzeitig Strom und Wärme. Sie sind hocheffiziente Erzeugungsanlagen und tragen mit Wirkungsgraden von über 90% zur optimalen Ausnutzung des Brennstoffs und somit insbesondere zur Senkung des Primärenergiebedarfs bei. In privaten Wohnhäusern am meisten verbreitet sind dabei die BHKW´s. Blockheizkraftwerke sind hier zumeist Verbrennungsmotoren oder Gasturbinen mit den unterschiedlichsten Brennstoffen. Als Brennstoffe kommen Erdgas, Flüssiggas und Heizöl als fossile Energieträger sowie Pflanzenöl, Biodiesel (RME), Biogas und Klärgas zum Einsatz. Weiterhin sind BHKW`s mit Holzpellets als Brennstoff erhältlich. Hier wird technisch zunächst Holzgas hergestellt, welches im weiteren Prozess Verwendung findet.  

Für eine erfolgreiche Energiewende sind zwei Strategien zielführend die idealerweise in Kombination ablaufen sollten. Die Energieeinsparung stellt die eine Säule dar. Hier geht es darum bspw. in Bestandsgebäuden mögliche Schwachstellen ausfindig zu machen und diese durch entsprechende Maßnahmen zu beseitigen. Dies kann zum Beispiel die Anbringung von zusätzlicher Dämmung sein oder auch die Reduzierung von Wärmebrücken.

Die andere Säule stellt die Effizienzsteigerung bei der Energieverwendung dar. Hierdurch wird der Primärenergieverbrauch reduziert und in Zeiten knapper werdender Ressourcen zudem die Reichweite der Brennstoffe verlängert, bspw. beim Erdgas. Hier bietet sich die Kraft-Wärme-Kopplung an. Durch die gleichzeitige Produktion von Strom und Wärme wird die eingesetzte Primärenergie bestmöglich ausgenutzt. Gegenüber einer getrennten Strom- und Wärmebereitstellung weist ein Blockheizkraftwerk somit einen enormen Effizienzvorteil auf. Bei einem Vergleich eines Blockheizkraftwerkes mit zusätzlichem Spitzenlastkessel gegenüber einer Ölheizung (für die Wärmebereitstellung) und einem Kohlekraftwerk (für die Strombereitstellung) erhält man nach Angaben der Enquete-Kommission „Schutz der Erdatmosphäre“ Primärenergieeinsparungen von rund 20 %!

Blockheizkraftwerke - Größenklassen, Bauformen und Anwendungsbereiche

In konventionellen Kraftwerken wird bei der Erzeugung von Strom der Großteil der umgewandelten Energie und somit der eingesetzten Brennstoffe ungenutzt mittels Kühlturm in die Umwelt „entsorgt“. Diese Verschwendung von bis zu 70% der in fossilen Brennstoffen enthaltenen Energie können und dürfen wir uns, auch im Interesse nachfolgender Generationen nicht mehr leisten. Effizienter und damit umweltfreundlicher ist die Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung. Hierbei wird die, bei der Stromerzeugung anfallende Wärme genutzt, beispielsweise zur Beheizung von Gebäuden oder zur Bereitung von Warmwasser. Dies geschieht zumeist über sogenannte Blockheizkraftwerke (BHKW). Diese lassen sich je nach Baugröße in  Nano-, Mikro-, Mini- und Groß-BHKW unterteilen.

Nano-BHKW haben eine elektrische Leistung bis etwa 2,5 Kilowatt und stellen unter den BHKW die kleinste Klasse dar. Sie kommen überwiegend in Ein- und Zweifamilienhäusern zum Einsatz. Zudem sind Anwendungen im Bereich der Niedrigenergiehäuser zielführend. 

Die nächst größere Klasse bilden die Mikro-BHKW im Leistungsbereich von etwa 2,5 bis 20 kW elektrischer Leistung, welche meistens in Mehrfamilienhäusern und kleineren Gewerbebetrieben zum Einsatz kommen.

Mini-BHKW von über 20 bis 50 kW elektrischer Leistung angesiedelt, welche in größeren Immobilien und kleinen Nahwärmenetzen zum Einsatz kommen. Für den Betrieb von größeren Nahwärmenetzen und für Industrieanlagen werden Groß-BHKW mit einer elektrischen Leistung größer 50 kW eingesetzt.

Typischerweise werden Nano-, Mikro- und Mini-BHKW als gekapseltes Kompaktmodul angeboten. Bei dieser Bauform befinden sich Motor, Generator und weitere Bauteile in einem schallgedämmten Gehäuse. Gekapseltes Kompaktmodule werden zumeist als Standgerät angeboten. In der Leistungsklasse der Nano-BHKW setzen sich hingegen mittlerweile auch Module in einem wandhängenden Gehäuse durch, die eher an Thermen als klassische Blockheizkraftwerke erinnern.

BHKW lassen sich zumeist hervorragend mit anderen Erzeugungsarten bspw. Photovoltaik kombinieren. Zudem sollte stets beachtet werden, das ein entsprechend dimensionierter Pufferspeicher (Wassertank) zu einer höheren Effizienz führt.

Im Folgenden ist das Funktionsprinzip der Kraft-Wärme-Kopplung beschrieben.