So arbeitet ein Gas-Blockheizkraftwerk
Wärme und Strom in einem Prozess produzieren – das kann ein Blockheizkraftwerk. Wie die Anlage speziell mit Gas funktioniert, erklären wir dir hier.
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Blockheizkraftwerke mit Gas sind sehr effizient
Das neue Klimaschutzgesetz der Bundesregierung zielt unter anderem darauf ab, die Verwendung fossiler Brennstoffe für Heizungszwecke einzuschränken. Das ist eine der Maßnahmen, um die schädlichen CO2-Emissionen zu verringern. Folgerichtig konzentriert sich die staatliche Förderung bei Neubau und Modernisierung von Heizungsanlagen auf die Verwendung erneuerbarer Energien.
Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) nutzt zwar überwiegend fossile Brennstoffe, wie zum Beispiel Erdgas. Aber sein großer Vorteil besteht in der überragenden Effizienz. Denn es erzeugt als Energie nicht nur Wärme, sondern gleichzeitig Strom. Da zumindest im städtischen Umfeld überall Gasanschlüsse zur Verfügung stehen, ist ein Blockheizkraftwerk mit Gas eine überlegenswerte Alternative als Heizsystem. Deshalb schauen wir uns nachfolgend den Aufbau und die Vorteile dieser Anlagen an.
Was ist ein BHKW und was tut es genau?
Ein Blockheizkraftwerk vereint Wärme- und Stromerzeugung in einer Anlage. Die Komponenten bilden gewissermaßen einen kompakten Block. Daher der Name. Das Arbeitsprinzip nennt sich Kraft-Wärme-Kopplung (KWK).
Was ist die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)?
Kraft-Wärme-Kopplung bedeutet, dass in einem einzigen Prozess sowohl Strom (Kraft) als auch Wärme produziert werden. Die Wärme wird in einem Verbrennungsvorgang erzeugt und über Wärmetauscher an ein Heizsystem übergeben. Aus dem Verbrennungsprozess resultiert aber auch die Antriebsenergie für den Generator, der den Strom erzeugt.
Die KWK kommt schon seit Jahrzehnten in Kraftwerken zum Einsatz, um den Wirkungsgrad zu erhöhen. Die primäre Aufgabe eines klassischen Kohle-, Gas- oder Ölkraftwerkes ist die Stromerzeugung. Die fossilen Brennstoffe werden zur Dampferzeugung genutzt. Dieser Dampf treibt große Turbinen für die Stromerzeugung an. Nachdem der Dampf die Turbine verlassen hat, hat er immer noch eine hohe Temperatur. Daher nutzt man ihn zur Erzeugung von Fernwärme, die über Rohrleitungen an große Industriebetriebe und Wohngebiete geleitet wird.
Blockheizkraftwerke erreichen theoretisch einen Wirkungsgrad von bis zu 90 Prozent, in der Praxis ist er aber zumeist etwas niedriger.
Wie funktioniert ein BHKW mit Gas?
Ein Gas-BHKW besteht im Wesentlichen aus einem Verbrennungsmotor und einem Generator. Der mit Gas betriebene Motor treibt einen Generator an, der Strom erzeugt. Ähnlich wie bei einem Automotor entsteht bei der Gasverbrennung im Motor Wärme. Bei einem Kraftfahrzeug wird die Wärme zu großen Teilen mit dem Abgas und über das Kühlsystem ungenutzt abgeführt.
Im Gas-BHKW wird die Abwärme über Wärmetauscher an das Heizsystem des Gebäudes übertragen und damit das Heizungswasser erwärmt. Das betrifft das Abgas, aber auch die Wärme des Schmieröls und des Kühlsystems. Somit steht ein großer Teil der vom Motor erzeugten Wärme für die Heizung bereit.
Das komplette System befindet sich in einem kompakten Gehäuse. Der Platzbedarf für das BHKW liegt in der Größenordnung eines Heizkessels.
Für wen lohnt sich ein Gas-BHKW?
Das Gas-BHKW für den Privatgebrauch lohnt sich vor allem dort, wo ohne größeren Aufwand ein Gasanschluss vorhanden ist.
Eine weitere Möglichkeit für den Einsatz so einer Anlage trifft für den ländlichen Bereich zu. Hier steht oft Biogas aus der Verwertung von tierischen Stoffwechselprodukten und Pflanzenabfällen zur Verfügung. Die Verwendung von Biogas ist besonders umweltfreundlich. Laut Statista arbeiteten 2019 in Deutschland rund 9.500 Biogasanlagen. Das Gas wird hauptsächlich in Blockheizkraftwerken zur Erzeugung von Wärme und Strom verwendet.
Eine andere Option ist die Nutzung von Holzgas. Dabei ist der anlagentechnische Aufwand höher, da du neben dem BHKW noch einen Holzvergaser benötigst. Dafür nutzt diese Anlage mit dem Holz eine regenerative Energie.
Vor- und Nachteile von Gas zu anderen Brennstoffen für das BHKW
Der größte Vorteil von Erdgas für das BHKW besteht darin, dass es kontinuierlich über die öffentliche Gasleitung zu dir gelangt und du keine Brennstofflagerung am oder im Gebäude brauchst.
Das Gas hat einen etwas niedrigeren Brennwert als Öl. Für Öl benötigst du immer einen Tank. Das Gleiche gilt für Flüssiggas. Und Biogas steht nicht überall zur Verfügung.
Du siehst: Sofern ein Gasanschluss vorhanden ist, ist Erdgas also die günstigste Brennstoffvariante für ein Gas-BHKW.
So kommt das Gas-BHKW in dein Haus: Voraussetzungen & Installation
Wie bereits erwähnt, sollte ein Gasanschluss vorhanden sein, damit du auf einen Flüssiggastank verzichten kannst. Für das BHKW musst du einen eigenen Gaszähler und eine Abgasleitung installieren lassen. Darüber hinaus empfiehlt sich ein Pufferspeicher für das Heizungswasser und ein Speicher für das Warmwasser.
Die Installation sollte durch einen Heizungsbauer erfolgen, der auch Erfahrungen mit BHKWs hat. Entsprechende Handwerksbetriebe kannst du über die Internetseiten der Hersteller finden.
BHKWs lohnen sich vor allem dort, wo kontinuierlich über das Jahr Wärme benötigt wird. Dann entsteht gleichzeitig genügend elektrischer Strom, den du gegen eine Vergütung in das öffentliche Netz einspeisen kannst. Deshalb sollte ein Experte vor einer Entscheidung für ein BHKW überprüfen, ob sich die Anlage über die Nutzungszeit amortisiert.
Die Kosten eines BHKWs mit Gas
Die Anschaffungskosten für ein Gas-BHKW sind recht hoch. Sie liegen mit allen Komponenten für die Anlage und deren Installation etwa zwischen 15.000 und 25.000 Euro.
Hinzu kommen die jährlichen Kosten für das Erdgas. Auf der anderen Seite sparst du Kosten, weil das BHKW den benötigten Strom für das Haus erzeugt und dich als Betreiber damit unabhängig vom öffentlichen Stromanbieter macht. Wie zuvor geschildert, kannst du darüber hinaus überschüssigen Strom in das öffentliche Netz einspeisen und damit sogar noch Geld verdienen.
Ob sich das BHKW finanziell lohnt, hängt also davon ab, ob deine Ersparnisse und Gewinne aus der Stromerzeugung die jährlichen Gaskosten decken und langfristig eine Amortisation der Anschaffungskosten ermöglichen.
Du musst außerdem in deine Überlegungen einbeziehen, dass in den nächsten 5 Jahren die Kosten für Erdgas durch die neue CO2-Steuer jedes Jahr steigen werden. Hinzu kommen jährliche Wartungskosten für die Anlage in Höhe von mehreren hundert Euro.
