Was ist ein Mini-BHKW? Vorteile, Kosten und Funktionsweise im Überblick

Zahlreiche Hausanbieter setzen verstärkt auf den Einbau sparsamer Heizungen, gerade vor dem Hintergrund stetig steigender Energiepreise. Aus diesem Grund erlangen Mikro Blockheizkraftwerke beim Hausbau eine immer größere Bedeutung. Dabei zählt eine KWK-Anlage in einem Einfamilienhaus zu den modernsten Heizungssystemen.

Wie funktioniert ein Mikro Blockheizkraftwerk?

Eine Mikro KWK-Anlage besteht aus einem Otto-Motor, der während des Betriebes Strom produziert. Dabei verbrennt er intern Heizöl, Erdgas oder Biogas. Im Gegensatz dazu gibt es auch sogenannte Stirlingmotoren, die durch Dampf betrieben werden. Allerdings benötigen diese Motoren eine externe Wärmequelle, die zum Beispiel aus regenerativer Energie gespeist werden kann. Durch die Verbrennung von Brennstoff wird bei einer KWK-Heizung nicht nur Strom produziert. Gleichzeitig wird die Abwärme des Motors genutzt, um die  gesamte Wohnfläche im Haus zu beheizen. Je nach Größe der Anlage kann zu viel produzierte Energie sogar in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden, wodurch sich die vergleichsweise hohen Anschaffungskosten einer Mini KWK-Anlage schneller amortisieren.

Der Aufbau einer Mikro KWK Anlage

Eine Mini-BHKW-Anlage ist modular aufgebaut und besteht aus mehreren Bestandteilen. Im Gegensatz zu anderen Heizungsarten, wie beispielsweise einer Gasheizung, benötigt das Mini Blockheizkraftwerk eine größere Aufstellfläche. Das liegt vordergründig an der Dimension des Speichers.

Verbrennungsmotor
Das Kernstück eines Blockheizkraftwerkes bildet der Verbrennungsmotor. Dieser erzeugt mit Hilfe eines Generators Strom, in dem er die erzeugte mechanische Arbeit in elektrische Energie umwandelt. Die Funktionsweise ist mit der Funktion einer Lichtmaschine im Auto vergleichbar.

Abgas- und Kühlwasserwärmetauscher
Die bei der Stromerzeugung entstandene Wärme vom Motor wird bei einer Mikro KWK-Anlage zusätzlich durch Wärmetauscher für die Heizung oder Warmwasseraufbereitung genutzt. Diese gewinnen die Wärme aus dem erhitzten Motorkühlwasser und den Verbrennungsgasen.

Warmwasserspeicher
Ein Warmwasserspeicher dient zur Optimierung des Betriebs einer KWK Heizung in Bezug auf Wirtschaftlichkeit und Energienutzung. Ist der Energiebedarf niedriger als die Leistung der KWK-Anlage, dient der Zwischenwärmespeicher zur Überbrückung bis der Wärmebedarf im Haus wieder steigt. Die Aufladung des Wärmespeichers erfolgt vorrangig in verbrauchsschwachen Zeiten. Moderne Anlagen erkennen mittel sogenannten Smart Home Systemen Bedarfsspitzen automatisch.

Spitzenkessel
Neuzeitliche Mini Blockheizkraftwerke verfügen in aller Regel über eine ausreichende Dimension, die es auch in Spitzenlastzeiten erlaubt, eine ausreichende Heizleistung zu erzeugen. Bei kleineren KWK-Anlagen hingegen kann entweder ein bereits vorhandener Heizkessel zur Überbrückung von Spitzenlasten dienen, oder ein Zusatzbrenner wird bei der Neueinrichtung eines Mini-BHKW installiert. Beide werden bei erhöhtem Wärmebedarf automatisch zugeschaltet.

Vor- und Nachteile der Mikro KWK-Heizung

Bei der Installation einer Heizungsanlage (Heizungsinstallateur) muss je nach Haustyp, Größe und Anbindung an das Versorgungnetz abgewogen werden, welche Anlage zur Wärmegewinnung in Frage kommt. Dabei weist jede Heizungsart spezifische Vor- und Nachteile aus. Gleichermaßen gilt das auch für Mikro KWK-Anlagen.

Mikro KWK: Die Kosten in der Übersicht

Je nach Ausführung und Leistung können KWK-Anlagen mindestens 10.000 bis 40.000 Euro kosten. Damit ist die Investition in ein Mini-Blickheizkraftwerk in etwa doppelt so hoch wie bei einer herkömmlichen Gasheizung. Zusätzlich sind die Folgekosten für Wartung- und Brennstoffe bei der Anschaffung  mit einzuberechnen. Allerdings ist die Amortisationszeit eines Mini KWK Kraftwerks aufgrund der staatlichen Förderung und dem Wegfall der Energiekosten für Strom kürzer als bei anderen Anlagen.

Den größten Kostenpunkt bei einem BHKW stellen, wie bei einer konventionellen Heizungsanlage auch, die Brennstoffe dar. Allerdings können Kosten durch die Einspeisevergütung eingespart und somit die Wirtschaftlichkeit der gesamten KWK-Anlage erhöht werden. Mit wachsender Leistung der Mini Blockheizkraftwerke sinken die Kosten für Wartung und Betrieb, da mehr vergüteter Strom in das öffentliche Netz der Stadt oder Gemeinde eingespeist werden kann.

Mini KWK Kosten im Vergleich zur Gasheizung

Bei einer 4-köpfigen Familie in einem Einfamilienhaus mit 150 Quadratmetern Wohnfläche ergeben sich bei m Vergleich einer herkömmlichen Gas-Brennwertheizung und einem Nano-BHKW unterschiedliche Kosten. Als Bemessungsgrundlage dient ein übliches Nano-BHKW mit 2,5 kW Leistung. Der jährliche Heizbedarf wird mit 24.000 kWh und der Strombedarf mit 4.000 kWh im Beispiel berechnet.

(Quelle: ihr-bhkw.de)

Das Mikro Blockheizkraftwerk der Zukunft: Brennstoffzelle statt Verbennungmotor

Im Unterschied zum Verbrennungsmotor findet innerhalb der Brennstoffzelle keine Verbrennung statt. Sowohl Strom als auch Wärme werden durch eine elektrochemische Reaktion erzeugt. Dabei reagiert Wasserstoff und Sauerstoff in der Brennstoffzelle miteinander zu Wasser. Die  beiden Gase tauschen über einen elektrischen Leiter Elektronen aus und erzeugen auf diese Weise Strom. Wie beim KWK mit Verbrennungsmotor kann bei der Brennstoffzelle ebenfalls freigesetzte Wärme zur Beheizung genutzt werden.

• Sehr hoher Wirkungsgrad
• Lautlos
• sehr umweltschonend

Allerdings ist die KWK-Anlage mit Brennstoffzelle in der Anschaffung noch sehr teuer. Alternativ können für die Wärme und Stromerzeugung in Mini Blockheizkraftwerken auch Biogas oder Holzhackschnitzel als erneuerbarer Brennstoff genutzt werden.

Mini KWK-Förderung: Leistungen ab 2015 gestiegen

Für die Förderung von KWK-Anlagen bis 20 Kilowatt kann beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) ein Mini-KWK-Zuschuss beantragt werden. Die Förderung wird als Festbetrag gewährt und richtet sich nach der elektrischen Leistung der Mikro KWK-Anlage.