Nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Koppelung lässt sich in einem Blockheizkraftwerk die gekoppelten Erzeugung von Strom und Wärme ökonomisch und ökologisch realisieren. Der Schwerpunkt liegt bei den herkömmlichen Blockheizkraftwerken auf der effizienten Stromerzeugung. Der ökonomische Grundgedanke liegt darin, die Stromerzeugung als Nebenprodukt der notwendigen Wärmeerzeugung für einen Heizprozess zu betrachten und einzusetzen.
Der höhere Wirkungsgrad eines Blockheizkraftwerks gegenüber dem herkömmlichen Mischbetrieb aus lokaler Heizung und zentraler Stromversorgung beruht darauf, dass die Abwärme der Stromerzeugung direkt vor Ort zum Heizen – nahezu Verlustfrei – genutzt wird. So erreicht ein zentrales Elektrizitätswerk in der Regel 45 Prozent Wirkungsgrad, 55 Prozent der Energie treten als Abwärme auf. Rund sechs Prozent der Energie gehen verloren.
Funktionsweise eines Blockheizkraftwerks
Früher beruhten Blockheizkraftwerke auf Verbrennungsmotoren, deren Kühlkreislauf zur Aufheizung von Wasser verwendet wurde. Aktuell werden auch andere Systeme wie Stirling-Motor oder Brennstoffzelle in den Blockheizkraftwerken erfolgreich eingesetzt. Der Einsatz ist dabei nicht auf Heizzwecke beschränkt, sondern ermöglicht auch die Erzeugung von nachhaltiger Prozesswärme. Als Kraftstoffe kommen vorwiegend fossile oder regenerative Kohlenwasserstoffe wie Heizöl, Pflanzenöl, Biodiesel oder Erdgas zum Einsatz.
Bei Blockheizkraftwerken auf Basis von Verbrennungsmotoren fällt Abwärme im Kühlkreislauf an. Sie wird über Wärmeübertrager in den Heizkreislauf der Gebäude-Zentralheizung überführt. So ist ein Wirkungsgrad von bis zu 95 Prozent erreichbar. Der elektrische Wirkungsgrad beträgt zwischen einem Drittel und 43 Prozent. Kleine Blockheizkraftwerke von ungefähr 4 kW elektrischer Leistung eignen sich für den Betrieb in Ein- und Mehrfamilienhäusern. Eine bereits bestehende Heizungsinstallation kann bei Umstellung auf ein Blockheizkraftwerk in der Regel problemlos weiter genutzt werden.
Ökonomie der Anlage
Wesentlich für die Wirtschaftlichkeit einer Blockheizkraftwerk-Anlage ist eine große Betriebszeit. Im Wohnbereich schwankt der Heizenergiebedarf stark, im Hochsommer entsteht er nur für die Trinkwassererwärmung. Bei wenigen Blockheizkraftwerk-Modellen ist die erzeugte Wärme in einem kleinen Bereich veränderbar. Außerdem können Bedarfsschwankungen begrenzt durch Wärmespeicher ausgeglichen werden. Für die Abnahme der Wärme bei fehlendem Heizenergiebedarf kann eine Absorptionskältemaschine eingesetzt werden.
Gefördert Energie sparen
Blockheizkraftwerke werden in Deutschland per Gesetz zur Kraft-Wärme-Kopplung gefördert. Hierbei erhält der Betreiber der Anlage für den ins Netz eingespeisten Strom einen Abnahmepreis vom Stromnetzbetreiber.
In naher Zukunft ist auch der Einsatz von Blockheizkraftwerken als Virtuelles Kraftwerk geplant um weiter Energie zu sparen. Bedingt durch den zunehmenden Anteil an Wind- und Solarenergie wären Blockheizkraftwerke ein schnell erreichbarer Puffer: Lokal liefern sie die notwendige Wärmeenergie, auf der Stromseite können sie Lücken der anderen Energiequellen schließen.
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