Eine Heizungsanlage mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erzeugt gleichzeitig Strom und Wärme. Das spart Primärenergie und schützt so das Klima. Dazu werden Blockheizkraftwerke (BHKW) mit Verbrennungs‑, Stirlingmotor oder einer Brennstoffzelle genutzt. Im Erneuerbare-Wärme-Gesetz sind nur hocheffiziente Anlagen im Sinne der EU-Richtlinie 2012/27/EU mit einem Gesamtwirkungsgrad von mindestens 80 % als Ersatzerfüllung anrechenbar.
KWK-Kleinanlagen mit einer elektrischen Leistung von bis zu 20 kW erfüllen das EWärmeG komplett, wenn 15 kWh Strom pro m² Wohnfläche und Jahr parallel erzeugt werden. Eine pauschale Berechnung zur anteiligen Erfüllung ist möglich.
Ein Einfamilienhaus mit 150 m² Wohnfläche benötigt bspw. ein kleines BHKW (≤ 20 kWel), das 2.250 kWh Strom produziert (150 m² * 15 kWh). Bspw. würde eine 2 kWel-Anlage mit 1.125 Volllastbetriebsstunden pro Jahr die Vorgaben erfüllen.
Größere KWK-Anlagen mit über 20 kW elektrischer Leistung erfüllen das Gesetz vollständig, wenn der Wärmeenergiebedarf zu mehr als 50 % durch die KWK-Anlage abgedeckt wird. Auch größere Anlagen können nach Berechnung im Einzelfall anteilig angerechnet werden. Hierbei darf ein ggf. zusätzlich installierter Spitzenlastkessel nicht berücksichtigt werden.
Kombination mit anderen Erfüllungsoptionen
Bei einer wirtschaftlichen Auslegung der KWK-Anlage werden in der Regel die oben aufgeführten Vorgaben (über)erfüllt. Falls dennoch nur eine anteilige Erfüllung mit dem BHKW zu erreichen ist, kann ein ggf. installierter (Spitzenlast)Gaskessel mit einem Biogasgemisch befeuert werden. Eine Kombination mit dem Sanierungsfahrplan oder tatsächlichen Dämmmaßnahmen können auch Sinn ergeben, da diese unabhängig von der Erzeugereinheit durchzuführen sind.
Entscheiden Sie sich zu einem späteren Zeitpunkt für eine Sanierung Ihres Altbaus, dann sollten Sie einen Tragwerksplaner hinzuziehen. Eine Dämmung oder neu installierte Solaranlagen verändern die Lasten.
Stand der Technik – Das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung
Kraft-Wärme-Kopplung oder kurz KWK bezeichnet die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme. In einem konventionellen Kraftwerk wird üblicherweise nur ca. ⅓ der eingesetzten Brennstoffenergie in Strom umgewandelt. Die restlichen ⅔ werden als Abwärme über den Kühlturm an die Umwelt abgegeben und somit nicht sinnvoll verwertet. Im Gegensatz dazu arbeitet eine KWK-Anlage deutlich effizienter, da sowohl der Strom, als auch die anfallende Wärme und somit der gesamte Brennstoff (fast) vollständig genutzt wird. So eine KWK-Anlage wird gewöhnlich Blockheizkraftwerk oder kurz BHKW genannt.
Einsatzorte von kleinen und großen BHKW
Der am häufigsten eingesetzte BHKW-Typ ist der Gasmotor. Dieser kommt aus dem LKW- oder PKW-Bereich und wurde auf den stationären Einsatz in einem BHKW weiterentwickelt und optimiert. Es werden aber alternativ auch Gasturbinen, Brennstoffzellen, Stirling-Motoren und andere Stromerzeugungsanlagen eingesetzt. Dementsprechend wird als Brennstoff überwiegend Erdgas verwendet; je nach Anforderung aber auch Öl, Flüssiggas oder Wasserstoff. In größeren Anlagen mit mehreren Megawatt (MW) elektrischer Leistung werden auch feste Brennstoffe wie Holz oder Kohle eingesetzt. Hierbei wird mit der Abgaswärme Dampf erzeugt und somit über eine Dampfturbine Strom produziert. Bei kleineren Anlagen werden auch ORC-Anlagen (ORC = Organic Rankine Cycle) eingesetzt. Dies ist auch ein Dampfprozess, jedoch wird hierbei ein anderes Medium als Wasser genutzt.
Im Wohnbereich werden die kleinsten BHKW eingesetzt. In einem Mehrfamilienhaus liegt die elektrische Leistung bei 5 bis 50 kW. In einem Ein- oder Zweifamilienhaus werden noch kleinere BHKW mit einer Leistung von 1 bis 5 kW eingesetzt.
Die Preise beginnen bei ca. 15.000 €. Der hohe Anschaffungspreis finanziert sich über die eingesparten Strom- und Wärmekosten. Ein wirtschaftlicher Betrieb setzt einen ausreichenden Strom- und Wärmebedarf voraus, um auf hohe Nutzungsstunden des BHKW zu kommen. Hierfür wird das BHKW so ausgelegt, dass es die Grundlastwärme abdeckt. Leistungsspitzen im Winter können durch einen zusätzlichen Gaskessel abgedeckt werden. Aufgrund der hohen Effizienz werden BHKW finanziell gefördert. Die BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle) gewährt einen einmaligen Zuschuss je nach Anlagengröße und zahlt einen Zuschlag je erzeugter kWh Strom. Die Energiesteuer auf das im BHKW eingesetzte Erdgas wird auf Antrag zurückerstattet. Das Bundesland oder der örtliche Energieversorger haben teilweise noch zusätzliche Förderprogramme für KWK-Anlagen.
KWK-Anlagen haben ein sehr großes Einsatzspektrum. Neben dem Einsatz von Kleinstanlagen in Wohnhäusern nutzen Unternehmen die Wärme und den produzierten Strom von größeren BHKW auch direkt in ihrem Betrieb (Leistungsbereich 100 bis 5.000 kW). Hotels, Krankenhäuser und Schwimmbäder nutzen BHKW um Warmwasser, Heizwärme und Strom zu erzeugen (Leistungsbereich 5 bis 1.000 kW). Kraftwerke mit einer Größe von mehreren 100 MW elektrischer Leistung können die Abwärme auch in ein Wärmenetz einspeisen und den Strom in das öffentliche Netz einfließen lassen.
Anteilige Gesetzeserfüllung durch Kraft-Wärme-Kopplung
Eine anteilige Anrechnung ist durch die folgenden Formeln möglich:
Pauschale Berechnung für Kleinanlagen (≤ 20 kWel) nach § 11.2 Satz 3:
Ist der Wert größer oder gleich 15 %, sind die Vorschriften vollständig erfüllt. Ansonsten ist die anteilige Erfüllung folgendermaßen zu berechnen:
