Blockheizkraftwerk: mit welchen Kosten muss man rechnen?

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Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) sind eine der jüngeren Heiztechnologien dar. Das Interessante an solchen Anlagen ist, dass sie neben Wärme gleichzeitig auch Strom erzeugen. Was ein Blockheizkraftwerk für ein Einfamilienhaus kosten kann, erklärt ausführlich der Kostencheck-Experte im Interview.

Frage: Wie funktionieren Blockheizkraftwerke eigentlich?

Kostencheck-Experte: Das hängt im Wesentlichen davon ab, um welche Art von BHKW es sich handelt:

  • Anlagen mit innerer Verbrennung
  • Anlagen mit Stirling-Motor
  • Brennstoffzellen-Heizungen

Das „typische“ Blockheizkraftwerk sind Anlagen mit innerer Verbrennung. Sie bestehen aus einem Motor und einem Generator und einer Heizeinheit.

Benutzt werden können – je nach Ausführung des BHKW Heizöl, Erdgas oder Flüssiggas. Die Brennstoffe treiben einen Motor an, der über den angeschalteten Generator Strom erzeugt. Die entstehende Abwärme wird, bevor sie verloren geht, aufgefangen und dem Heizkreislauf zur Verfügung gestellt oder in einen Pufferspeicher geleitet.

Solche Anlagen erzeugen Strom und Wärme etwa im Verhältnis 1:3, das heißt auf 1 kWh Strom kommen rund 3 kWh Wärmeenergie.

Stirling-Motoren arbeiten nach einem anderen Prinzip: Hier wird durch die Wärme einer externen Wärmequelle ein Kolben auf und ab bewegt. Die Auf- und Abbewegung des Kolbens wird dazu genutzt, einen Generator anzutreiben, der wiederum Strom erzeugt.

Die durch die externe Verbrennung erzeugte Wärme kann dann später im Heizkreislauf genutzt werden, um Raumwärme und Warmwasser zu erzeugen.

Anstatt einzelner Stirling-Motoren werden heute in der Regel sogenannte Linear-Motoren verwendet, die einen besonders hohen Wirkungsgrad bei der Wärmeerzeugung haben.

Der besondere Vorteil von Anlagen Stirling-Motoren liegt darin, dass bei ihnen jede beliebige Wärmequelle verwendet werden kann. Das müssen nicht zwingend fossile Energieträger wie bei den Anlagen mit innerer Verbrennung sein – auch kostengünstige und CO2-neutrale Biomasse (Pellets, Hackschnitzel) können hier als Energieträger verwendet werden. Sogar die Wärmeenergie der Sonne (Solarthermie) kann man in Stirling-Anlagen zur kombinierten Erzeugung von Wärme und Strom erzeugen. Ein weiterer Vorteil von Stirling-Systemen ist die hohe Laufruhe und der hohe Wirkungsgrad des Gesamtsystems in Bezug auf die Wärmegewinnung. Der Wirkungsgrad bei der Stromgewinnung ist dagegen mit lediglich 10 % – 20 % eher schlecht.

Die jüngste Entwicklung im Bereich der KWK-Anlagen ist die Brennstoffzellen-Heizung. Auch sie erzeugt sowohl Heizwärme als auch Strom.

Legt man an Wasser eine genügend hohe Spannung an, zerfällt es in Wasserstoff und Sauerstoff (das historische Gerät dafür heißt „Hoffmannscher Wasserzersetzungsapparat“). Eine Brennstoffzelle kehrt diesen Vorgang genau um: Wasserstoff und Sauerstoff treffen aufeinander – dabei werden Wärme, elektrische Energie und Wasser frei.

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Wasserstoff wird aus Erdgas gewonnen
Der notwendige Wasserstoff wird in diesem Fall aus einem Erdgas-Anschluss gewonnen. Bei kleinen Anlagen passiert das in den meisten Fällen außerhalb der Brennstoffzelle – solche Anlagen heißen auch Niedrigtemperatur-Brennstoffzellen. Der Grund dafür ist ganz einfach: Passiert die Wasserstoffgewinnung aus dem Erdgas in der Brennstoffzelle, wie das bei großen Anlagen meist der Fall ist, entstehen dabei enorm hohe Temperaturen. Das kann fallweise auch gefährlich sein.

Brennstoffzellenheizungen haben von allen KWK-Anlagen den höchsten Wirkungsgrad und sind vergleichsweise einfache und sehr vorteilhafte Systeme. Sie können bei Bedarf auch mit Biogas betrieben werden, sind sehr laufruhig und äußerst wartungsarm. Eine Brennstoffzellenheizung ist dabei auch fast völlig emissionsfrei.

Da alle KWK-Anlagen nur konstante Leistungen abgeben aber nur schwer Spitzenleistungen abdecken können, sind sie meist mit Brennwert-Heizungen gekoppelt, die bei hohem Wärmebedarf dann zusätzlich Heizenergie liefern. Das erhöht die Kosten für Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen damit aber noch zusätzlich.

Frage: Was kosten Blockheizkraftwerke im Allgemeinen?

Kostencheck-Experte: Das kann man so pauschal unmöglich beantworten – das hängt auch immer von der Art der Anlage und der Leistung ab, die sie erbringt.

Grundsätzlich können Sie aber davon ausgehen, dass die Anlagen derzeit noch mindestens 15.000 EUR kosten. Die meisten Anlagen liegen bei den Anschaffungskosten in einem Bereich zwischen 20.000 EUR und 30.000 EUR.

Diese Preise gelten für Ein- und Zweifamilienhäuser, beim Mehrfamilienhaus oder Mietshaus liegen die Kosten noch deutlich höher.

Dem gegenüber stehen allerdings noch hohe Förderungen und bei korrekter Dimensionierung und günstigen Bedingungen hohe mögliche Einsparungen bei Heizkosten und Stromkosten. In vielen Fällen kann sich eine Anschaffung also trotz der hohen Kosten langfristig lohnen.

Ein kleines Kostenbeispiel aus der Praxis

Wir lassen in unserem Haus eine kleine Anlage mit Stirling-Motor einbauen.

Posten Preis
Mikro-KWK-Anlage 17.600 EUR
Einbau 4.500 EUR
Anbindung ans Stromnetz (für Wiedereinspeisevergütung) 1.500 EUR
Gesamtkosten 22.000 EUR
Förderung abzüglich 1.900 EUR
selbst zu tragende Kosten 20.100 EUR

Hierbei handelt es sich natürlich lediglich um ein einzelnes Kostenbeispiel für ein bestimmtes Gerät, das in einem bestimmten Umfeld eingesetzt wird. Die Kosten können in anderen Fällen auch deutlich abweichen.

Nicht berücksichtigt sind die Förderungen, die aus dem laufenden Betrieb entstehen: die KfW fördert für die Anlage jede erzeugte kWh mit 5,41 Cent/kWh über 10 Jahre hinweg. Dazu kommen noch weitere Förderungen, wie die entfallende Energiesteuer.

Frage: Wovon hängen die Kosten für ein Blockheizkraftwerk im Allgemeinen ab?

Kostencheck-Experte: Für die Anschaffungskosten spielen natürlich viele Faktoren eine Rolle:

  • welches System verwendet wird
  • wie groß die Anlage dimensioniert ist
  • ob ein Pufferspeicher eingesetzt wird
  • ob die Anlage ans öffentliche Netz angeschlossen wird, damit Wiedereinspeisevergütung bezogen werden kann
  • welche Spitzenlastsysteme gegebenenfalls noch mit eingebaut werden
  • welche Förderungen für das jeweilige System bezogen werden können

Alle diese Faktoren müssen in Betracht gezogen werden, wenn man die Anschaffungskosten ungefähr abschätzen möchte.

In der Regel empfiehlt es sich, ein System konkret für das eigene Haus entwerfen und dimensionieren zu lassen, da die Größe der Anlage ganz entscheidend für die Kosten des Systems ist.

In der Regel wird dabei auch ein Lastprofil erstellt werden müssen, das zeigt, zu welchen Zeiten welcher Energiebedarf besteht. Nur so kann korrekt abgeschätzt werden, welche Anlagengröße am besten eingesetzt wird und welches Zusatz-Heizsystem mit welcher Leistung verbaut werden muss.

Frage: Wie sieht es mit den Heizkosten bei solchen Systemen aus – rechnet sich das denn?

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Ein Blockheizkraftwerk rentiert sich meist
Kostencheck-Experte: Auch hier muss man natürlich immer den Einzelfall beurteilen – pauschal gesagt besteht zumindest die Möglichkeit, dass sich solche Anlagen deutlich rentieren und sich die Anschaffungskosten oft schon innerhalb weniger Jahre amortisieren können.

Voraussetzung für einen lohnenswerten Einsatz ist auf jeden Fall eine möglichst ausgeglichene Lastverteilung und die entsprechende Dimensionierung des Systems.

Dazu kommt: Ein BHKW erzeugt nur dann Strom, wenn auch Wärme benötigt wird. Da der Wirkungsgrad eines BHKW allerdings immer dann am höchsten ist, wenn es konstant läuft, sollte aus Effizienzgründen für eine möglichst lange Lastzeit des Systems geplant werden. Das geschieht häufig mithilfe von Pufferspeichern, die die erzeugte Wärmeenergie aufnehmen, wenn sie gerade nicht benötigt wird. Aus dem Pufferspeicher kann dann Wärmeenergie für die Heizung oder das benötigte Warmwasser abgezogen werden.

Grundsätzlich gilt also: Je länger ein Blockheizkraftwerk läuft, desto mehr rentiert es sich..

Der erzeugte Strom sollte am besten selbst verbraucht werden – aufgrund der geringen Wiedereinspeisevergütung lohnt sich das Einspeisen ins öffentliche Netz heute finanziell oft nicht.

Ausreichend groß dimensionierte Stromspeicher können helfen, die Nutzung von selbst erzeugtem Strom auch in Spitzenzeiten zu gewährleisten und damit vom Stromversorger weitgehend unabhängig zu werden. Die zum Teil noch hohen Kosten für Stromspeicher erfordern aber hier aber eine sehr sorgfältige Planung im Vorfeld, um nicht unnötig Kosten zu verschwenden.

Daneben sollten in einer Wirtschaftlichkeitsrechnung die laufend zu beziehenden Förderungen (5,41 Cent/kWh für 10 Jahre) mit eingerechnet werden sowie die Steuererleichterungen die für BHKW-Besitzer anfallen.

Frage: Welche laufenden Kosten muss man bei einem BHKW rechnen?

Kostencheck-Experte: Die laufenden Kosten werden häufig unterschätzt und oft bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung nicht berücksichtigt.

In der Regel liegen die Wartungskosten bei den meisten Anlagen mit innerer Verbrennung im Schnitt bei rund 3 Cent/kWh. Bei häufiger Taktung (automatisches An- und Ausschalten der Anlage) können die Kosten auch höher liegen, ebenso sind später bei höherem Anlagenalter wegen der Vielzahl der beweglichen Teile durchwegs höhere Instandhaltungs- und Wartungskosten zu berücksichtigen.

Zu beachten ist dabei, dass man bei für viele Förderungen auch einen Vollwartungsvertrag über mindestens 10 Jahre vorweisen muss. Die Kosten für solche Wartungsverträge liegen dann höher, meist bei rund 5 Cent/kWh.

Diese Kosten sollte man also in jedem Fall mit einkalkulieren, dazu die Kosten für fällige Reparaturen, Ersatzteile und die notwendige Generalüberholung der Anlage nach einer bestimmten Zahl von Betriebsstunden.

Bei anderen Anlagentypen fallen oft deutlich weniger Instandhaltungskosten an – die Brennstoffzellenheizung ist etwa relativ wartungsfreundlich.

Frage: Rechnet sich eine Brennstoffzellenheizung eher als andere BHKW?

Kostencheck-Experte: In Japan gehört die Brennstoffzellenheizung zwar schon seit einigen Jahren zur beliebtesten Heizalternative – daraus kann man aber keine besondere Rentabilität ableiten.

Grundsätzlich gilt auch für die Brennstoffzellen-Heizung, dass sie sich nur rechnet, wenn ein ausreichend hoher Wärmebedarf möglichst konstant gegeben ist und auch der Stromverbrauch im Haushalt nicht zu niedrig ist.

Je geringer und sporadischer Wärme benötigt wird, desto schlechter sieht es auch mit der Rentabilität der Brennstoffzellen-Heizung aus. Wenn daneben auch noch der Stromverbrauch so niedrig ist, dass ein großer Teil des erzeugten Stroms ins öffentliche Netz eingespeist werden muss, stehen die Chancen für eine Amortisation dann bereits denkbar schlecht.

Die Brennstoffzellen-Heizung ist ein sehr fortschrittliches und wirklich ökologisches Heizsystem – eine Wirtschaftlichkeitsberechnung im Vorfeld ist aber zwingend notwendig und unumgänglich. In vielen Haushalten wird sich selbst diese Form des BHKW mit ihrem hohen Wirkungsgrad nicht amortisieren können. Das gelingt nur unter entsprechend vorhandenen Voraussetzungen.

In anderen Fällen hingegen kann eine Brennstoffzellenheizung durchaus zu massiven Einsparungen führen und sich schon innerhalb weniger Jahre rechnen.

Text: Kostencheck.de
Artikelbilder: Adamova Mariya/Shutterstock, Algirdas Gelazius/Shutterstock, Africa Studio/Shutterstock