Kraft-Wärme-Kopplung, kurz: KWK, ist die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme in einem Prozess. Diese hocheffiziente Art der Energieproduktion ist nicht nur in großen Heizkraftwerken mit Fernwärmenetzen möglich.
Seit die Anlagen immer kompakter, die Anschaffungspreise immer niedriger und die Rahmenbedingungen immer günstiger werden, sind KWK-Anlagen im Kleinformat auf dem Vormarsch. Sie heißen Blockheizkraftwerke (BHKW) und erzeugen im Gebäude vor Ort auf sehr effiziente Weise Strom und Wärme. Der Keller wird zur Kraftwerkszentrale.
Schon heute spart die gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme in KWK-Anlagen in Deutschland Jahr für Jahr rund 50 Millionen Tonnen Kohlendioxid ein – mehr als doppelt so viel, wie die Metropole Berlin verursacht. Daher ist KWK neben dem Ausbau der erneuerbaren Energien einer der wichtigsten Bausteine der Energiewende und unverzichtbar auf dem Weg in eine CO2-ärmere Zukunft.
Wie funktioniert ein BHKW?
Im Prinzip wie ein Auto – nur ohne Räder. Herzstück der Anlage ist ein Verbrennungsmotor. Darin wird ein Treibstoff verbrannt, es entsteht Wärme, die über eine Kühlflüssigkeit abgeführt wird. Wärmetauscher am Kühlkreislauf – bei modernen und sehr effizienten Anlagen zusätzlich noch an der Abgasanlage – nehmen diese Wärme auf und machen sie zum Heizen und zur Erwärmung von Trinkwasser nutzbar. An den Motor ist, ähnlich wie bei einer Lichtmaschine im Auto, ein Generator angeschlossen, der Strom erzeugt. Der technische Standard bei BHKW sind Mehrzylinder-Ottomotoren. Sie haben sich bewährt, arbeiten zuverlässig und lange bei hohen Nutzungsgraden.
Wie effizient sind BHKW?
Vereinfacht gesagt: Man steckt einmal Energie in Form eines Brennstoffes hinein und bekommt zweimal Energie heraus. Einmal in Form von Wärme, einmal in Form von Strom. Der Maßstab für die Effizienz einer Anlage ist der sogenannte Nutzungsgrad. Er liegt bei BHKW um die 90 Prozent und errechnet sich aus der Menge an erzeugter Wärmeenergie plus elektrischer Energie geteilt durch die im Brennstoff enthaltene Primärenergie. Zum Vergleich: Hochmoderne Gas- oder Kohlekraftwerke, die ausschließlich Strom erzeugen und die Wärme über Kühltürme oder Kühlwasser an die Umwelt abgeben, erzielen maximale Nutzungsgrade von lediglich 50 Prozent.
Außerdem werden BHKW dezentral installiert, das bedeutet weniger Energieverluste, die beim Transport von Strom über große Distanzen auftreten. Der Vorteil von KWK gegenüber getrennter Energieerzeugung in Kraftwerken (Strom) und Heizungen (Wärme) beträgt also rund 40 Prozent – ein enormer Effizienzgewinn.
Welche BHKW-Kategorien gibt es?
Der technische Standard bei BHKW sind Mehrzylinder-Ottomotoren. Sie haben sich bewährt, arbeiten zuverlässig und lange bei hohen Nutzungsgraden. Neuerdings gibt es jedoch auch sehr kleine BHKW (Mikro-BHKW) für den Bereich der Ein- und Zweifamilienhäuser, in denen leise und laufruhige Stirlingmotoren arbeiten. Im Gewerbe findet man auch Mikrogasturbinen, die speziell für Einsätze mit hoher Prozesswärme geeignet sind.
Immer kleiner und kompakter – dieser Trend zur Miniaturisierung macht auch vor BHKW nicht halt. Anlagen mit einer elektrischen Leistung unter 5 kW werden als Mikro-BHKW bezeichnet.
Anlagen zwischen etwa 5 kW und 50 kW heißen Mini-BHKW. Darüber öffnet sich ein breites Spektrum unterschiedlich großer KWK-Anlagen im Leistungsbereich von 50 bis 2.000 kW – vom BHKW in der Heizzentrale einer Wohnsiedlung bis hin zum Industrie-BHKW.
Bei unserem Projekt im Engelmannweg wird ein BHKW mit einer elektrischen Leistung von 34 kWel und einer thermischen Leistung von 78 kWth eingesetzt. Es ist das neunte BHKW, das die BEA in einem Gebäude der Charlottenburger Baugenossenschaft installiert und betreibt. Gemeinsam haben wir viele Erfahrungen sammeln können. Die Anlagen laufen zuverlässig und effizient und sorgen für niedrige Heiz-Nebenkosten.