Blockheizkraftwerk: Strom und Wärme aus einem System

Was zeichnet ein BHKW aus?

Blockheizkraftwerke oder BHKW (fälschlicherweise häufig auch als Blockkraftwerke oder Blockheizwerke bezeichnet) sind moderne Heizsysteme, die nicht nur Wärme für Heizung und Warmwasser, sondern auch Strom zur Deckung des eigenen Bedarfs bereitstellen. Sie nutzen die eingesetzten Energieträger damit gleich doppelt aus und erreichen so eine hohe Effizienz.

Wie funktioniert ein Blockheizkraftwerk?

Die  Funktionsweise eines BHKW  beruht auf seinem Kern: einem Verbrennungsmotor. Dadurch kann das  Blockheizkraftwerk mit Öl, Gas, Heizöl oder Holz betrieben werden und funktioniert wie ein Motor im Auto. Der Unterschied: Während das Auto die Kraft auf die Straße überträgt, betreibt der Motor im Blockheizkraftwerk einen Generator zur Stromerzeugung. Die bei der Verbrennung entstandene Abwärme wird zurückgewonnen und zur Heizung und Warmwasserbereitung genutzt.  

Hohe Effizienz durch Kraft-Wärme-Kopplung

Während konventionelle Stromerzeuger nur etwa 40 Prozent der im Brennstoff gespeicherten Energie nutzen können, erreichen  BHKWs Wirkungsgrade  von bis zu 90 Prozent. Durch die kombinierte Strom- und Wärmeerzeugung können sie also fast die ganze im Brennstoff gespeicherte Energie verwerten.  Bedingt durch den Aufbau eines Blockheizkraftwerks können Strom und Wärme ungefähr in einem Verhältnis von eins zu drei erzeugt werden. Bei einer elektrischen Leistung von einem Kilowatt kann die Heizung im Haus dabei eine thermische Leistung von etwa drei Kilowatt nutzen.

Blockheizkraftwerk: Vor- und Nachteile im Überblick

Blockheizkraftwerke unterscheiden sich deutlich von anderen Heizsystemen. So erzeugen sie neben der Wärme für Heizung und Warmwasser auch Strom, der im eigenen Haus verbraucht werden kann.

Weiterführende und detaillierte Informationen finden Sie in unserem Beitrag "Nachteile und Vorteile eines BHKW im Überblick". Eine weitere Entscheidungshilfe ist zudem immer auch das Fachgespräch mit einem Installateur vor Ort, mit dem Sie besprechen können, wann und ob sich ein BHKW für Ihre individuelle Situation lohnt. Unter Umständen passt auch ein anderes Heizsystem zu Ihnen – wie etwa anstelle des gasbetriebenen BHKW vielleicht eine Gasheizung mit Solarthermie. Verschiedene Systeme gegenübergestellt finden Sie unter anderem in unserem  Heizungsvergleich.  

BHKW im Einfamilienhaus: Voraussetzungen, Rentabilität und Kosten

Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) erzeugt sowohl Wärme als auch Strom. Während die Wärme in Ihrem Haus genutzt wird, gibt es zwei Optionen für den erzeugten Strom:  

• Einspeisung ins öffentliche Netz: Für den ins Netz eingespeisten Strom erhalten Betreiber eine Vergütung von zehn bis zwölf Cent je Kilowattstunde (zusammengesetzt aus  KWK-Zuschlag, Börsen-Strompreis und Zuschlag für vermiedene Netznutzung)
• Eigenverbrauch: Hausbesitzer, die den erzeugten Strom selbst nutzen, sparen deutlich mehr. Je nach Tarif für Netzstrom sind das im Jahr 2024 zwischen 35 und 41 Cent pro Kilowattstunde, die sie nicht vom Energieversorger beziehen müssen. Dies macht den Eigenverbrauch besonders attraktiv.

Voraussetzungen für Wirtschaftlichkeit

Ein BHKW ist zwar, im Vergleich zu anderen  Heizungsarten, mit hohen Anschaffungskosten verbunden, kann jedoch langfristig wirtschaftlich sein, wenn der erzeugte Strom größtenteils selbst verbraucht wird. Besonders bei hohen Strompreisen im Netz lohnt sich die Investition, unterstützt durch Speicherlösungen, die den Eigenverbrauch optimieren.

• Hoher Stromverbrauch: Je mehr Strom das BHKW erzeugt und direkt im Haus genutzt wird, desto schneller amortisiert sich die Investition. Der Eigenverbrauch ist der Schlüssel zur Rentabilität.
• Lange Laufzeiten: Ein BHKW ist vor allem dann effizient, wenn es eine hohe Laufzeit erreicht. Dies bedeutet, dass es möglichst viele Stunden im Jahr in Betrieb sein sollte. (ca. > 5.500 Stunden im Jahr)
• Stromspeicher: Ein Stromspeicher kann dazu beitragen, den erzeugten Strom auch dann zu nutzen, wenn der Bedarf im Haushalt gering ist. Dadurch kann die Betriebszeit des BHKW maximiert und der Eigenverbrauch weiter gesteigert werden.
• Auslegung nach Grundlast: Um auch im Sommer, wenn der Wärmebedarf gering ist eine hohe Laufzeit gewährleisten zu können, werden sie anhand der  Jahresdauerlinie  nach der Grundlast (dem Wärmebedarf für Heizung und Warmwasserbereitung, der über weite Teile des Jahres vorhanden ist) ausgelegt. Um auch an kalten Tagen genügend Wärme bereitstellen zu können, muss das Heizsystem mit einem Spitzenlastkessel kombiniert werden.

Das BHKW  in Alt- und Neubauten

Generell gilt: Ein BHKW lohnt sich nur dann, wenn das Haus ausreichend Wärme verbraucht. Das ist bei nicht sanierten Altbauten oft der Fall, weshalb der Einsatz eines BHKW hier sinnvoll sein kann. Im Vergleich dazu benötigen Neubauten nur sehr wenig Wärme für die Heizung. Ein Grund, aus dem die BHKW Anlagen hier vor allem in Mehrfamilienhäusern oder Wohnsiedlungen eingesetzt werden, um den Wärmebedarf zur Warmwasserbereitung zu decken.

Ob ein  Blockheizkraftwerk im Einfamilienhaus  tatsächlich wirtschaftlich betrieben werden kann, hängt also von vielen Faktoren ab und muss von Fall zu Fall bewertet werden. Mit der Auswertung vorhandener Verbrauchswerte oder einer Simulation des zukünftigen Energiebedarfs lassen sich dabei sichere Aussagen über die Wirtschaftlichkeit geben.  

Was kostet ein Blockheizkraftwerk?

Die Kosten eines BHKW untergliedern sich generell in drei Bereiche. Dazu zählen:

• Erschließungskosten für Brennstoffanschluss- oder Lagerung
• die Kosten für das Blockheizkraftwerk selbst
• die Verbrauchskosten, die im laufenden Betrieb der Anlage entstehen

Erschließungskosten für Brennstoffanschluss oder -Lagerung

Im Bereich moderner Einfamilienhäuser kommen hauptsächlich die Brennstoffe Erd-, Bio- oder Flüssiggas infrage. Liegt eine öffentliche Gasleitung in der Nähe des Gebäudes, entstehen durch den Anschluss Kosten von rund 1.500 bis 3.000 Euro. Während der Versorger die Leitung von der Straße bis ins Haus erstellt, liegt die Gasleitung innerhalb des Gebäudes in der Verantwortung des Hausbesitzers.

Wenn zwischen Haus und Straßenleitung eine weite Entfernung überwunden werden muss, können die Kosten für den Gas-Anschluss höher ausfallen.  Soll das BHKW mit Flüssiggas betrieben werden, muss eine Tankanlage installiert werden, die in der Regel oberirdisch vor dem Haus aufgestellt wird. Der  Flüssiggastank  lässt sich kaufen oder mieten. Für die Kaufvariante, die im Nachhinein eine freie Wahl des Gas-Anbieters ermöglicht, müssen Hausbesitzer mit Kosten von rund 2.000 bis 3.000 Euro rechnen.

Kosten und Förderung für das Blockheizkraftwerk

Eine BHKW-Anlage besteht aus dem Blockheizkraftwerk selbst, einem Spitzenlastkessel (zum Beispiel einer Brennwerttherme) und einem Speicher: Letzterer nimmt die erzeugte Wärme dann auf, wenn kein Bedarf im Haus besteht. Für ein Paket aus diesen Komponenten müssen Hausbesitzer mit einem Preis von rund  14.000 bis 30.000  Euro rechnen. Der Preis für ein BHKW variiert jedoch stark nach Art des BHKW, Region, Hersteller und Dienstleister und stellt damit nur eine grobe Kosteneinschätzung dar.

Wer sich für die Installation der KWK-Technik entscheidet, kann in vielen Fällen auch attraktive Förderangebote für sich nutzen. Diese gibt es zum Beispiel in Form von günstigen Darlehen über die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) oder als steuerliche Vergünstigung vom Finanzamt. Wer neu baut, hat mit der Effizienzhausförderung gute Chancen auf günstige Kredite. Detaillierte Informationen erhalten Sie im Beitrag zur Förderung von Blockheizkraftwerken.

Die Verbrauchskosten einer BHKW-Anlage

Die Verbrauchskosten für ein Blockheizkraftwerk setzen sich zusammen aus  Brennstoffkosten,  Vergütung und  Einsparungen.  Während jede selbst genutzte Kilowattstunde dabei mindestens Kosten in Höhe des aktuellen Strompreises einspart, gibt es für jede eingespeiste Kilowattstunde etwa zehn bis zwölf Cent.  Wie hoch die Kosten ausfallen, hängt dabei neben der energetischen Qualität des Gebäudes auch von der Art, in der die BHKW-Anlage im Haus eingebunden wurde und dem Verhalten der Nutzer ab. Eine sichere Aussage kann nur gemacht werden, wenn diese Faktoren für jedes Gebäude einzeln bewertet werden.

Welche Arten von BHKWs gibt es?

Blockheizkraftwerke werden nach der Höhe ihrer elektrischen Leistung in verschiedene Kategorien eingeteilt. Für den Einsatz im Gebäudebereich unterscheidet man dabei:

Nano-BHKWs mit einer elektrischen Leistung bis zu 2,5 Kilowatt

Die Kategorie der  Nano-Blockheizkraftwerke  enthält alle Blockheizkraftwerke mit einer elektrischen Leistung von bis zu 2,5 Kilowatt. Die Geräte, die erst seit 2010 am Markt verfügbar sind, wurden technisch so weit optimiert, dass sie auch in kleinen Baugrößen sicher arbeiten. Mit nur einem Kilowatt elektrischer und drei Kilowatt thermischer Leistung eignen sich Nano-Blockheizkraftwerke im Vergleich zu größeren Bauarten sogar im Einfamilienhaus-Bereich zur Versorgung der Grundlast für Heizung und Warmwasser.

Mikro-BHKWs mit einer elektrischen Leistung von 2,5 bis 15 Kilowatt

Im Vergleich zu Nano-BHKWs haben Mikro-Blockheizkraftwerke eine elektrischen Leistung von 2,5 bis 15 Kilowatt. Sie eignen sich in Gebäuden mit einem ganzjährig hohen Wärmebedarf und können daher in größeren Mehrfamilienhäusern, Schwimmbädern oder Produktionsgebäuden eingesetzt werden. In diesen erreichen sie eine hohe Laufzeit. Außerdem kann neben der Wärme oft auch der Strom selbst verbraucht werden.

Mini-BHKWs mit einer elektrischen Leistung von 15 bis 50 Kilowatt

Mit einer elektrischen Leistung von 15 bis 50 Kilowatt lassen sich  Mini-BHKW  im Vergleich zu kleineren Bauarten überall da wirtschaftlich einsetzen, wo über weite Teile des Jahres eine thermische Leistung von 45 bis 150 Kilowatt nötig ist. Neben größeren Produktionsstätten sind das zum Beispiel Siedlungen oder Quartiere mit einer gemeinsamen Energieversorgung. Während der Strom dabei meist ins öffentliche Netz fließt, erfolgt die Versorgung mit Wärme als  Nahwärme  an  alle angeschlossenen Haushalte. Im Sommer sorgt sie dabei zum Beispiel für die Warmwasserbereitung.

Mit welchen Brennstoffen wird ein BHKW betrieben?

Wie oben bereits erwähnt, kann das BHKW nicht nur nach elektrischer Leistung unterschieden werden, sondern auch nach dem Brennstoff, der eingesetzt werden kann. Folgende stehen dabei zur Auswahl:  

• Erd- oder Biogas
• Flüssiggas
• Heizöl oder Bio-Heizöl
• Holz

BHKW mit Erd- oder Biogas betreiben

Sofern ein Gas-Anschluss vorhanden bzw. möglich ist, fällt die Wahl vieler Hausbesitzer auf Blockheizkraftwerke mit Gas-Motor. Denn diese bieten nicht nur die größte Auswahl am Markt verfügbarer Geräte, sondern erreichen mit einer sauberen Verbrennung und einer hohen Effizienz auch einen wartungsarmen Betrieb.  Das  Erdgas  kann dabei aus fossilen oder erneuerbaren Quellen stammen und über einen Anschluss an das öffentliche Versorgungsnetz bezogen werden.  

Während fossiles Erdgas aus unterirdischen Lagerstätten gewonnen und aufbereitet wird, findet die Herstellung von Biogas in Biogasanlagen statt. Das dabei entstehende Gas besteht zu einem Großteil aus Methan und wird so aufbereitet (Biogasaufbereitung), dass seine Eigenschaften dem fossilen Erdgas im Versorgungsnetz entsprechen. So kann Biogas ohne Weiteres über öffentliche Leitungen verteilt und in Hausanlagen, zum Beispiel von einem BHKW verbraucht werden.

Flüssiggas als lagerbare Alternative

Im Vergleich zum Gas-BHKW lässt sich das Flüssiggas-Blockheizkraftwerk unabhängig vom Leitungsnetz installieren. Die Technik ist meist sogar identisch, da die Geräte Flüssiggas aus Butan oder Propan in der gasförmigen Phase verbrennen. Der Brennstoff entstammt meist einem fossilen Ursprung, lässt sich heute aber auch aus Restöl oder organischen Materialen (Pflanzen etc.) herstellen. Der Vorteil von  Flüssiggas  ist, dass es bereits unter geringem Druck in die gasförmige Phase übergeht und so transportabel und lagerbar ist. Zur Verwendung in einem BHKW wird der Brennstoff in Tanks gelagert, die meist vor dem Haus aufgestellt werden.

Das BHKW mit Heizöl betreiben

Ein Blick auf aktuell verfügbare Geräte zeigt, dass der flüssige und überwiegend fossile  Brennstoff Öl  hauptsächlich in Mikro- und Mini-BHKWS eingesetzt wird. Durch Kosten und Aufwand für die Lagerung lohnen sich Heizöl-Blockheizkraftwerke oft nur dann, wenn eine bestehende Ölheizung durch die  KWK-Technik ergänzt wird. Denn dann können die vorhandenen Tanks gleich mit genutzt werden.  Das Heizöl selbst ist ein Mitteldestillat des Rohöls und wird als solches aus fossilen Quellen gewonnen.  

Bio-Heizöl einsetzen – funktioniert das?

Eine ökologischere Alternative zum fossilen Brennstoff ist Bio-Heizöl - Schwefelarmes Heizöl (EL), versetzt mit regenerativem Öl aus Raps-, Soja- oder Sonnenblumenöl. Der erneuerbare Anteil beträgt je nach Produkt bis zu zehn Prozent und kann in den meisten neuen Blockheizkraftwerken eingesetzt werden. Bei älteren BHKW Anlagen können besondere Maßnahmen erforderlich sein.

Ein BHKW mit Holz betreiben?

Im Vergleich zu anderen BHKW-Bauarten ist das Holz-Blockheizkraftwerk (Holzgas-BHKW  oder Blockheizkraftwerk mit  Stirlingmotor) eine Besonderheit. Denn dieses macht es möglich, Wärme und  Strom aus Holz  zu gewinnen. Holz ist ein nachwachsender und umweltfreundlicher Rohstoff, der CO₂-neutral verbrennt. Das heißt, dass bei der  Holzverbrennung  nur so viel CO₂ freigesetzt wird, wie im Wachstum zu Sauerstoff umgewandelt wurde.  Für die Verbrennung kann der Rohstoff in Form von Scheiten, Briketts, Hackschnitzeln oder Pellets eingesetzt werden. Letztgenannte bieten einen enormen Vorteil zu den anderen Holzformen; sie ermöglichen einen automatischen Betrieb:  BHKW mit Holzpellets. Sie bestehen in der Regel aus getrockneten und gepressten Industrieholzresten und haben einen höheren Energieinhalt als Hackschnitzel. Ihre Lagerung ist zudem wesentlich platzsparender. Durch die genormte Qualität gewährleisten Pellets immer eine optimale Verbrennung.

BHKW und Solar: Lohnt sich die Kombination?

Die Verbindung von BHKW und  Solarthermie lohnt sich weniger. Denn diese deckt einen Teil des Wärmebedarfs regenerativ. Das BHKW arbeitet jedoch nur dann wirtschaftlich, wenn es dauerhaft viel Wärme an das Haus abgeben kann, da es auch nur dann elektrische Energie erzeugt. Sinkt der Wärmebedarf durch die Solaranlage, fällt demzufolge der Stromertrag geringer aus und die Anlage spart weniger. BHKW mit Solar zur Warmwasserbereitung oder zur Heizungsunterstützung ist daher meist nicht lukrativ.

Anders verhält es sich bei der Kombination mit Photovoltaik. Diese erzeugt Strom aus der solaren Strahlung, der sich anschließend im Haus verbrauchen lässt. Während das vor allem im Sommer sehr gut funktioniert, liefern Blockheizkraftwerke im Winter die meiste elektrische Energie und Verbraucher versorgen sich das ganze Jahr über günstig und weitestgehend unabhängig (Auslegung entscheidet). Die Kombination von BHKW und Solar zur Stromerzeugung (PV) ist daher möglich und oftmals auch interessant.