Gas-Blockheizkraftwerk erzeugt Strom und Wärme

Gas-Blockheizkraftwerk: Grundlagen erklärt

Das Gas-Blockheizkraftwerk (kurz  BHKW) zählt zur Kategorie der Kraft-Wärme-Kopplungs-Geräte. Es erzeugt also nicht nur Wärme für Heizung oder Warmwasserbereitung, sondern auch Strom, der zum Beispiel den Bedarf im eigenen Haus decken kann.

Funktion des Gas-BHWK

Möglich ist die Funktionsweise vom BHKW für Gas durch die intelligente Verknüpfung von Motoren, Generatoren sowie Wärmeübertragern. So wandelt ein konventioneller Verbrennungs- oder ein  Stirlingmotor  die chemische Energie der eingesetzten Brennstoffe zunächst in eine Bewegung um. Diese treibt den Generator an, der daraufhin Strom erzeugt. Wärmeübertrager fangen die gleichzeitig entstehende Abwärme auf und speisen diese in das Heizsystem ein. Kleine Anlagen erreichen dabei in der Regel eine  Stromkennzahl  von 0,3 bis 0,5. Das heißt, dass sie auf 100 Kilowattstunden Wärme 30 bis 50 Kilowattstunden Strom erzeugen.

Kombination von Erdgas-BHKW und Brennwertkessel

Soll ein Gas-Blockheizkraftwerk wirtschaftlich arbeiten, muss es viel Strom erzeugen. Denn nur dann, wenn Verbraucher diesen selbst nutzen oder gegen eine Vergütung in das öffentliche Netz einspeisen, profitieren sie von hohen Einsparungen. Damit sich diese Voraussetzung erfüllen lässt, kombinieren Experten das Gas-BHKW mit einem Brennwertkessel. Das Blockheizkraftwerk deckt dabei die Grundlast im Haus ab. Dabei handelt es sich um den Wärmebedarf, der weite Teile des Jahres vorhanden ist. Übersteigt der Wärmebedarf die Leistungsfähigkeit des Blockheizkraftwerkes, springt dann auch der Zusatzheizkessel an. Er stellt sicher, dass die Anlage die eigenen vier Wände zu jeder Zeit wohlig warm bekommt und sorgt für einen hohen Komfort. Die Frage: „BHKW oder Brennwertkessel?“, stellt sich hier also nicht.

Pufferspeicher für das Gas Brennwert BHKW

Im Vergleich von BHKW und Brennwertkessel fällt auf, dass Letzterer seine Leistung in einem großen Bereich an den aktuellen Wärmebedarf anpassen kann. Bei einem BHKW, das gasbetrieben arbeitet, ist das möglichst zu vermeiden. Denn Wärme und Strom erzeugen die Geräte nur gemeinsam. Soll ein Blockheizkraftwerk viel Strom erzeugen, muss es also auch viel Wärme produzieren.

Pufferspeicher  stellen sicher, dass die thermische Energie im Haus auch einen Abnehmer findet. Denn sie können Wärme aufnehmen und für eine längere Zeit bevorraten. Auf diese Weise sorgen die Speicher für eine höhere Laufzeit sowie einen gleichmäßigen Betrieb der stromerzeugenden Heizung. Interessant ist, dass Pufferspeicher mit Schichtladung bei der Technik für eine höhere Effizienz sorgen. Warum das so ist, erklären wir detailliert im Beitrag zum  Schichtladespeicher.

Brennwert BHKW nutzt auch verborgene Wärme aus dem Abgas  

Besonders hohe Wirkungsgrade sind möglich, wenn das Blockheizkraftwerk für Gas mit Brennwerttechnik ausgestattet ist. Denn dabei kühlt es die Abgase so stark ab, dass der darin enthaltene Wasserdampf kondensiert. Dieser Vorgang setzt verborgene Wärme frei, die dem Gesamtprozess zugutekommt.

Besondere Voraussetzungen für ein Gas-Blockheizkraftwerk

Damit Hausbesitzer ein Gas-Blockheizkraftwerk betreiben können, muss der gasförmige Brennstoff verfügbar sein. Besonders platzsparend funktioniert das zum Beispiel mit einem Anschluss an die öffentliche Gasversorgung. Ob dieser möglich ist, erfahren Verbraucher bei ihrem örtlichen Bauamt oder dem jeweiligen Gasnetzbetreiber.

Flüssiggastank ist eine Alternative zum Gasanschluss

Liegt keine Gasleitung in der Straße oder ist die Erschließung aufgrund hoher Kosten unwirtschaftlich, bietet der  Flüssiggastank  eine interessante Alternative. Dieser lässt sich entweder mieten oder kaufen und meist unkompliziert im eigenen Garten aufstellen. Mit Ausnahme der Länder Berlin, Brandenburg und dem Saarland, sind für haushaltstypische Anlagengrößen dabei keine besonderen Genehmigungen erforderlich.

Einsatzbereiche der BHKW-Technik

Ein Gas-Blockheizkraftwerk lohnt sich immer dann, wenn die Einsparungen durch den selbst erzeugten Strom so hoch sind, dass sie die höheren Anschaffungskosten ausgleichen. Voraussetzung für den wirtschaftlichen Betrieb ist daher eine lange Laufzeit, bei der Hausbesitzer viel Strom erzeugen und nutzen können.

Großer Wärmebedarf soll vorhanden sein

Da ein Gas-Blockheizkraftwerk aber nur dann ausreichend Strom produziert, wenn die erzeugte Wärme vom Heizsystem abgenommen wird, muss der Bedarf im Haus groß genug sein. Der Fall ist das zum Beispiel in Mehrfamilienhäusern oder unsanierten Einfamilienhäusern. Aber auch in Gebäuden, die ständig viel Wärme benötigen (zum Beispiel zur Beheizung eines Schwimmbades), profitieren Nutzer eines BHKWs für Gas von der besonderen Funktionsweise. Denn auch hier erzeugen die Geräte das ganze Jahr über viel Strom.

Brennstoffe für das Gas-Blockheizkraftwerk

Planen Hausbesitzer, ein Gas-Blockheizkraftwerk zu installieren, stehen ihnen verschiedene Brennstoffe zur Auswahl. Diese sind:

• Erdgas
• Biogas
• Flüssiggas

Fossiles Erdgas für das BHKW

Erdgas  ist ein fossiler Rohstoff, der in unterirdischen Lagerstätten gespeichert ist. Während der Brennstoff - der über ein weitverbreitetes Netz im öffentlichen Raum verteilt wird - überwiegend aus Methan besteht, kann sich seine genaue chemische Zusammensetzung in Abhängigkeit der jeweiligen Lagerstätte unterscheiden. In Deutschland wird heute L- und H-Gas gehandelt. Das „L“ steht für Low und bezeichnet energiearme Brennstoffe mit einem Methangehalt von etwa 85 Prozent. Das „H“ steht hingegen für High und kennzeichnet energiereiches Erdgas, mit einem Methananteil von 98 Prozent.

Bis auf einige Gebiete im Norden und Westen wird ganz Deutschland heute mit H-Gas beliefert. Bis zum Jahr 2030 sollen aber auch die sogenannten L-Gas-Regionen auf den energiereichen Brennstoff umgestellt werden.

Ökologisch hergestelltes Biogas

Biogas  ist ein regenerativer Rohstoff, der in sogenannten Biogasanlagen hergestellt wird. Es entsteht bei der aeroben (sauerstofffreien) Zersetzung von Biomasse aus Pflanzen oder Landwirtschaftsabfällen und besteht überwiegend aus Methan, Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff. In einem Aufbereitungsprozess werden die Eigenschaften dem Gas im Versorgungsnetz angepasst, wodurch der Brennstoff in das öffentliche Netz eingespeist werden kann. In einem Gas Blockheizkraftwerk lässt sich Biogas als Alternative zum fossilen Erdgas verwenden.

Übrigens:  Eine Alternative zum Biogas ist auch das sogenannte EE-Gas. Der Brennstoff entsteht in sogenannten Power-to-Gas-Anlagen, die Wasser mithilfe elektrischer Energie aus Photovoltaik- und  Windkraftanlagen  in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten. Der Wasserstoff kann dann mit Kohlenstoffdioxid zu synthetischem Methan (EE-Gas) umgewandelt werden.

Flüssiggas für das Gas Blockheizkraftwerk

Flüssiggas  wird unter anderem bei der Erdölförderung gewonnen und gehört zur Kategorie der fossilen Brennstoffe. Als sogenanntes „Liquid Petroleum Gas“ (LPG), besteht es zu großen Teilen aus Propan oder Butan und kann bereits bei geringem Druck flüssig gelagert werden. Flüssiggas wird in speziellen Tankanlagen bevorratet und bietet eine gute Alternative zum Heizen mit Erdgas.  Genau wie Bio- oder EE-Gas können Hersteller heute auch biologisches Flüssiggas produzieren. Der Rohstoff besteht dann aus pflanzlichen Reststoffen sowie industriellen Abfällen.

Kosten und Fördermittel für Gas-Blockheizkraftwerke  

Ein BHKW für Erd- oder Flüssiggas besteht neben dem Blockheizkraftwerk selbst auch aus einem Spitzenlastkessel sowie einem Speicher. Anschaffung und Installation der nötigen Komponenten schlagen dabei mit Kosten von 20.000 bis 30.000 Euro zu Buche. Wie hoch die Preise im Detail ausfallen, hängt sehr stark von den Gegebenheiten vor Ort sowie dem regionalen Preisgefüge ab.

Kosten der Blockheizkraftwerke im Betrieb

Ob  Mini-BHKW  oder Nano-BHKW: Auch der Verbrauch von Gas (Erdgas oder Flüssiggas) verursacht Kosten, die Nutzer bei einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung nicht außer Acht lassen dürfen. Wie hoch diese sind, hängt dabei vor allem von folgenden Faktoren ab:

• energetische Qualität der Gebäudehülle
• Einbindung des BHKW in Haus und Heizungsanlage
• Wirkungsgrad eines Gas-Blockheizkraftwerks
• individuelles Verhalten der Nutzer im Haus

Ohne die einzelnen Kriterien zu kennen, ist eine zuverlässige Aussage an dieser Stelle nicht möglich. Aus diesem Grund empfehlen wir die Beratung durch einen erfahrenen Handwerker oder Energieberater. Beide nehmen das Gebäude genau unter die Lupe, bevor sie mögliche Ausgaben und Einsparungen berechnen.

Fördermittel für Gas Blockheizkraftwerke

BHKWs für Erdgas, Flüssiggas und andere Brennstoffe erreichen durch die kombinierte Erzeugung von Strom und Wärme hohe Wirkungsgrade. Sie erhalten eine Förderung in Form der  EEG- oder  KWK-Vergütung  für den selbst erzeugten Strom. Die Anschaffungsförderung für gasbetriebene Heiz- und Energiesysteme ist mittlerweile nahezu vollständig eingestellt. Ausfürhrliche Informationen erhalten Sie unter  Förderung für ein BHKW.