Mikro-KWK-Anlagen – ein Kraftwerk für den Heizungskeller
Mit einer Mikro-KWK-Anlage können Eigenheimbesitzer ihre Energiekosten senken und von staatlicher Förderung profitieren: Heizen und dabei Strom erzeugen – das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) macht es möglich. Mini-Blockheizkraftwerke waren bislang allerdings zu leistungsstark für den Einsatz in der privaten Wärmeerzeugung. Sie waren vorwiegend für Gewerbebetriebe und große Wohnobjekte mit hohem Energiebedarf ausgelegt.
Foto: SenerTec
Die Mikro-KWK-Anlage ist die Energiezentrale für das ganze Haus. Im Keller platziert, erzeugt sie die notwendige Heizwärme sowie 50 bis 70 % des benötigten Stroms.
Die Hersteller haben darauf reagiert und die Technik inzwischen eine Nummer kleiner gemacht. Mit Mikro-KWK-Anlagen können nun auch Eigenheimbesitzer von dem klimaschonenden Prinzip profitieren.
„Eine Mikro-KWK-Anlage ist im Grunde eine stromerzeugende Heizung“, erklärt Werner Willmes, Geschäftsführer der Initiative Erdgas pro Umwelt (IEU). „Der Brennstoff, z.B. Erdgas, wird doppelt genutzt, um gleichzeitig Strom und Wärme zu produzieren.“
Das Prinzip ist einfach: Energieträger wie Erdgas oder Öl werden in einem Motor verbrannt, der einen Generator zur Stromerzeugung antreibt. Die dabei entstehende Wärme wird über einen Wärmetauscher ausgekoppelt und in einen Pufferspeicher eingespeist. Von hier steht sie im Heizsystem als Wärme für die Raumheizung und Warmwasserbereitung zur Verfügung.
Der komplette Wärmebedarf und 50 bis 70 % des Strombedarfs eines Einfamilienhauses lassen sich auf diese Weise decken. Grundvoraussetzung dafür ist ein möglichst durchgängiger Betrieb: 3500 bis 4000 Betriebsstunden werden pro Jahr benötigt, damit die Mikro-KWK-Anlage wirtschaftlich arbeitet.
Die Technik ist somit nur für Gebäude mit ausreichend hohem Wärmebedarf sinnvoll. „Dazu zählen unter anderem die meist energetisch veralteten Häuser des deutschen Gebäudebestands“, weiß Willmes. Damit hier selbst an den kältesten Wintertagen ausreichend Wärme erzeugt wird, sind die meisten Mikro-KWK-Anlagen mit einer zusätzlichen Erdgas-Brennwerttherme als Spitzenlastkessel ausgestattet.
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Mit einer Mikro-KWK-Anlage können die Betreiber bis zu 35 % ihres laufenden Energieverbrauchs einsparen.
Hohe Vergütung für den selbst erzeugten Strom
Der Betreiber einer Mikro-KWK-Anlage profitiert vor allem durch den selbst erzeugten Strom. Für jede erzeugte Kilowattstunde erhält er einen per Gesetz festgelegten KWK-Bonus von 5,11 Cent. Wird der Strom nicht selbst genutzt, sondern ins öffentliche Versorgungsnetz eingespeist, gibt es eine zusätzliche Einspeisevergütung. Laut dem Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden (ITG) kann ein Haushalt bis zu 35 % seiner laufenden Energiekosten durch den Betrieb einer Mikro-KWK-Anlage einsparen.
Bei der Installation der Anlage ist im Vergleich zu einer Erdgasheizung zusätzlich die Verbindung zur Stromversorgung einzurichten. Die Realisierung einer solchen Anlage sollte jedoch im Vorfeld bei jedem Objekt geprüft werden, um einen wirtschaftlichen Betrieb sicherzustellen. Es bietet sich eine attraktive Option, um die Energieeffizienz bestehender Gebäude deutlich zu steigern.
Klimaschutz durch dezentrale Energieerzeugung
Neben dem Immobilienbesitzer profitiert das Klima von der Mikro-KWK-Technologie. Durch die doppelte Nutzung des Brennstoffs wird der CO2-Ausstoß der Energieerzeugung deutlich reduziert. Und weil der Strom direkt am Verbrauchsort produziert wird, entstehen keine Übertragungsverluste, wie sie bei der konventionellen Stromerzeugung im Großkraftwerk und dem Stromtransport über das öffentliche Versorgungsnetz auftreten.
Eine KWK-Anlage erzielt einen Gesamtwirkungsgrad von über 90 %. Mehrere Anlagen lassen sich zudem über moderne Informationstechnologie miteinander zu einem virtuellen Kraftwerk verknüpfen. Zentral gesteuert steht dann in kurzer Zeit eine große Strommenge zur Verfügung. Mit ihr lassen sich Schwankungen im Stromnetz ausgleichen, die entstehen, wenn die zunehmend regenerative Stromerzeugung durch Windkraft und Photovoltaik witterungsbedingt ausfällt.
Als emissionsärmster Brennstoff unter den fossilen Energieträgern ist Erdgas in besonderer Weise für den Betrieb von KWK-Anlagen geeignet. Die wichtige Rolle, die Erdgas hier spielt, wurde durch eine von der Umweltschutzorganisation Greenpeace beauftragte Studie des Wuppertal Instituts für Klima, Umwelt, Energie (WI) bestätigt.
Willmes resümiert: „Die Vorteile von erdgasbetriebenen Mikro-KWK-Anlagen für die Betreiber und den Klimaschutz sind enorm. Diese Technologie sollte daher verstärkt beim notwendigen Umbau des Wärmemarktes eingesetzt werden.“