Einleitung

Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine Anlage, mit der Wärme und Strom nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erzeugt werden können. BHKW stellen daher eine Art Untergruppe im Anwendungsbereich von KWK-Anlagen dar. Ein Vorteil der KWK und damit bei BHKW ist, dass die verwendeten Brennstoffe hocheffizient verwertet werden.

BHKW werden überwiegend in größeren Anlagen wie Krankenhäusern, Bürogebäuden, Industrie- und Gewerbebetrieben, Wohnanlagen, bei Mehrfamilienhäusern eingesetzt, in Einfamilienhäusern eher selten.

„Der Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung betrug 2018 rund 77 % (das sind rd. 50 TWh), der Anteil der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) belief sich auf rund 15 %. Bei der Fernwärmeerzeugung beliefen sich diese Anteile auf 48 % bzw. fast 60 %“ (BMK, 2020).

Blockheizkraftwerke werden von verschiedenen Herstellern im Leistungsbereich von 3 bis 6.800 kW_el (Kilowatt elektrisch) verkauft. Für Ein- und Zweifamilienhäuser wurden sogenannte Mikro-KWK-Anlagen mit entsprechend geringer Leistung im Bereich von 1 bis 5 kW_el entwickelt. Eine Abgrenzung verschiedener KWK-Bezeichnungen in Abhängigkeit von der Leistungsgröße wird in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1: Abgrenzung verschiedener KWK-Technologien (Quellen: IBS 2011, DENA 2012, Directive 2004) 

Nach der KWK-Richtlinie 2004 wird Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) folgendermaßen definiert: „‚Kraft-Wärme-Kopplung ist die gleichzeitige Erzeugung thermischer Energie und elektrischer und/oder mechanischer Energie in einem Prozess“ (Directive 2004).

Vergleicht man die Erzeugung von Strom und Wärme in Abbildung 2, so liegt bei der getrennten Erzeugung der Wirkungsgrad für die Erzeugung von Strom bei etwa 38 % und der für die Erzeugung von Wärme mit modernen Kesseln bei etwa 90 %. In BHKW können hingegen bis zu 87 % der eingesetzten Primärenergie in Strom und Wärme umgewandelt werden, wodurch nicht nur Ressourcen gespart, sondern auch der Ausstoß von klimaschädlichem CO₂ reduziert werden kann.

Da die Wärme in konventionellen Kraftwerken nicht mehr genutzt wird, fallen hier die meisten Verluste an. Bei der Verwendung der Kraft-Wärme-Kopplung ergibt sich ein Potenzial der Primärenergie-Einsparung von circa 36 %.

Diese Vorteile sind nicht nur auf BHKW beschränkt, sondern gelten auch für Großkraftwerke, sofern sie Kraft-Wärme-Kopplungstechnologien einsetzen und die Wärme zum Beispiel über Fernwärmeleitungen sinnvoll genutzt werden kann. Ein Unterschied liegt allerdings darin, dass Mikro-/Mini-BHKW-Anlagen bei entsprechender Auslegung ganzjährig hohe Nutzungsgrade erzielen können. (Simader et al. 2004)

Wesentliche Grundvoraussetzungen, damit ein BHKW wirtschaftlich und sinnvoll ist, sind unabhängig von der Dimensionierung der gleichzeitige Bedarf an Strom und Wärme, wie dies z. B. bei Krankenhäusern gegeben ist.