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Infopool: Blockheizkraftwerke   

Mit einem Blockheizkraftwerk (BHKW) ist es möglich, Strom und Wärme gleichzeitig zu erzeugen. Die wesentlichen Bestandteile sind Motor, Synchrongenerator und Wärmetauscher. Jedes BHKW ist auch eine  KWK (Kraft-Wärme-Kopplung)-anlage.

 

Unter KWK versteht man die gleichzeitige Erzeugung von elektrischer Energie (Strom) und thermischer Energie (Wärme). Dadurch besitzt ein Blockheizkraftwerk deutliche Vorteile gegenüber getrennten Energieerzeugungsanlagen. Die wirtschaftlichen Vorteile eines BHKW lassen sich nur dann nutzen, wenn die Anlage nahe am Verbraucher oder einem Wärmenetz installiert ist. So kann die entstehende Wärme direkt am Entstehungsort genutzt werden.

 

Bei optimalen Betriebsbedingungen wird ein Primärenergienutzungsgrad bis zu 95% erreicht. Somit dienen BHKW zur energetischen und wirtschaftlichen Koppelproduktion von elektrischem Strom und Wärme in der Nähe von Versorgungsobjekten, wie z. B. Schulgebäuden, Schwimmbädern und Wohngebieten.

 

Konventionelle Großkraftwerke zur Stromerzeugung erreichen zum Vergleich nur einen Primärenergienutzungsgrad von ca. 30 bis 50%. Die dabei erzeugte Wärme wird zum größten Teil an die Umgebung abgegeben.

 

Funktion

Blockheizkraftwerke besitzen unterschiedliche Motortypen. Meistens werden Gas-Otto-, Diesel- und Zündstrahlmotoren eingesetzt. Die aus der Verbrennung entstandene mechanische Energie treibt eine Welle an, die mit einem Generator verbunden ist, der die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt.  

Die bei der Verbrennung entstandene thermische Energie (Wärme) wird mit Hilfe eines Fluid (Wasser, Luft) abgeführt und kann für Heizzwecke verwendet werden. Inzwischen kommen auch andere Systeme wie Brennstoffzelle, Stirling-Motor, Holzvergaser und Dampfmotor in BHKW-Anlagen zum Einsatz.

 

Anwendung

Einsatzbereiche von Blockheizkraftwerken sind sehr vielfältig. Krankenhäuser, kleine und große Gewerbebetriebe, Industrie, große Wohngebäude, Wohnsiedlungen mit Nahwärmenetz, Schwimm-/ Hallenbäder oder Einfamilienhäuser (Mini-BHKW)  können mit BHKWs versorgt werden. Der Leistungsbereich liegt zwischen 1 kW und 17 MW.

 

Gegenüber der getrennten Strom- und Nutzwärmeerzeugung auf Basis fossiler Brennstoffe ist der Einsatz von BHKW-Anlagen mit einer Verminderung der CO2-Emissionen verbunden. Diese Verminderung liegt zwischen 5 und 60 %. Dies ist auch auf den Einsatz von Brennstoffen mit geringerem CO2-Emissionsfaktor zurückzuführen. Bei der Planung einer Anlage werden die Vorteile der Gesetzgebung mit berücksichtigt. Es wird dabei angestrebt, möglichst viele Vergütungen und Subventionen in Anspruch zu nehmen.

 

Wirtschaftliche und rechtliche Aspekte

Die Gesamtkosten einer BHKW-Anlage beinhalten sämtliche Anschaffungs- und Folgekosten. Diese Kosten müssen vor der Beschaffung der Anlage weitestgehend ermittelt und erfasst werden. Wirtschaftliche Randbedingungen spielen im Planungsprozess eine entscheidende Rolle.

 

Durch Gesetze wie z. B. das KWK - Modernisierungsgesetz (KWKModG) oder das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) werden für dezentrale KWK-Anlagen finanzielle Förderungen gewährt, die sehr stark die Wirtschaftlichkeit einer Anlage beeinflussen. Somit werden bei der Planung von solchen Anlagen die Vorteile der Gesetzgebung bei der Investitionsrechnung mit berücksichtigt.

 

Damit die Wirtschaftlichkeit erreicht werden kann, muss die BHKW-Anlage richtig dimensioniert sein, d. h. die Ausnutzung der Anlage soll möglichst groß sein. Die Auslegung einer wärmegeführten BHKW-Anlage folgt daher der Volllastbetriebszeit. Diese Größe gibt an, wie lange die Anlage unter Volllast, bezogen auf den Wärmebedarf der Versorgungseinheit, pro Jahr laufen kann. Eine typische Volllastbetriebszeit für eine BHKW-Anlage liegt bei etwa 4.000 Volllaststunden im Jahr. Diese Anzahl von Volllaststunden im Jahr kann man als Orientierungsgröße nehmen, um zu entscheiden, ob eine BHKW-Anlage seine Wirtschaftlichkeit erreichen kann.

 

Betriebskosten einer BHKW-Anlage sind stark vom Brennstoffpreis abhängig. Planung und Genehmigung sowie Errichtung und Betrieb einer KWK-Anlage unterliegen verschiedenen Verordnungen und Richtlinien.