Neun FAQs zur Kraft-Wärme-Kopplung und Blockheizkraftwerken
1. Was ist Kraft-Wärme-Kopplung bzw. was ist ein Blockheizkraftwerk?
Bei der kombinierten Erzeugung von Strom und Wärme (Kraft-Wärme-Kopplung) wird der eingesetzte Brennstoff effizienter genutzt als bei der getrennten Erzeugung von Strom im Kraftwerk und Wärme in einem Heizkessel. Voraussetzung ist allerdings, dass Strom und Wärme gleichzeitig abgenommen werden. Mit Blockheizkraftwerk (BHKW) wird die kompakte Bauart von auf Rahmen vormontierten KWK-Modulen bezeichnet, die mit Verbrennungsmotoren im Leistungsbereich bis 3 MWel betrieben werden. Je nach Größe wird die KWK wie folgt unterteilt: Mikro-KWK: Leistungsbereich bis 10 kWel zum Einsatz in Mehrfamilienhäusern und kleinen Gewerbebetriebe sowie in Einfamilienhäusern. Bis zu einer Leistung von bis ~ 2 kWel spricht man auch von einer stromerzeugenden Heizung. Mini-KWK: Leistungsbereich 10 kWel bis 50 kWelzum Einsatz in größeren Gebäudekomplexen wie Mehrfamilienhäusern, kleineren Gewerbebetrieben sowie in größeren Wohn- und Nutzgebäuden Kleine KWK-Anlage: Leistungsbereich ab 50 kWel zum Einsatz in größeren Wohn- und Nicht-Wohngebäuden, in Industriebetrieben in Nah- und Fernwärmenetzen Große KWK-Anlage: Leistungsbereich ab 2 MWel zum Einsatz in großen Industriebetrieben und in der Versorgungswirtschaft
2. Welchen Einfluss hat die Kraft-Wärme-Kopplung auf die Umwelt?
Bei der Kraft-Wärme-Kopplung wird der eingesetzte Brennstoff sehr gut genutzt. Der Wirkungsgrad von KWK-Anlagen liegt meist bei 85 bis über 90 %. Große Kraftwerke hingegen, die ausschließlich Strom erzeugen, haben durchschnittlich Wirkungsgrade von rund 38 %. Das heißt, dass mehr als 60 % der eingesetzten Energie ungenutzt als Abwärme über große Kühltürme an die Umgebung abgegeben werden. Durch konsequente Nutzung von Kraft-Wärme-Kopplung kann also Primärenergie eingespart und CO2-Emissionen vermindert werden.
3. Mit welchen Brennstoffen können KWK-Anlagen betrieben werden?
Die meisten KWK-Anlagen, insbesondere BHKW, sind auf den Betrieb mit Erdgas bzw. mit Flüssiggas ausgelegt. Wenn ein Standort nicht an das öffentliche Erdgasnetz angeschlossen ist, so kann der Betreiber des BHKW auf Flüssiggas ausweichen, welches mit Tankwagen angeliefert wird. KWK-Anlagen lassen sich aber auch mit erneuerbaren Energien wie Biogas oder Pflanzenöl betreiben. So enthält die Liste der förderfähigen Mini-KWK-Anlagen dann auch Mini-BHKW, die mit Heizöl (schwefelfrei), Rapsöl (V DIN 51605), Klärgas/Biogas und in Sonderanlagen mit Holzpellets (nach DIN-Plus) betrieben werden können.
4. Was bedeutet „wärmegeführte“ Betriebsweise?
Generell unterscheidet man zwischen strom- und wärmegeführtem Betrieb. Ausschlag gebend ist dabei die Priorität, die der Betreiber dem Strom bzw. der Wärme beimisst. Bei wärmegeführtem Betrieb wird die Wärme immer weitestgehend durch die KWK-Anlage bereitgestellt. Der dabei erzeugte Strom wird dann so weit wie möglich selbst genutzt und darüber hinaus ins Netz eingespeist. Häufig wird auch eine Mischform gewählt. Dabei wird zum Beispiel ein Pufferspeicher etwa bis zur Hälfte aufgeladen, um die Wärmeversorgung zu sichern. Wird dann Strom nachgefragt, startet die KWK-Anlage erneut und füllt den Pufferspeicher vollständig und schaltet soweit möglich noch zusätzliche Wärmeverbraucher ein, um eine längere Laufzeit zu ermöglichen. Dabei soll die Einspeisung des selbst erzeugten Stroms ins öffentliche Netz möglichst vermieden werden. Dadurch erhöht sich die Wirtschaftlichkeit der Anlage.
5. Unter welchen Bedingungen ist es besonders sinnvoll, eine KWK-Anlage einzusetzen?
Da KWK-Anlagen, wie BHKWs, fast immer wärmegeführt betrieben werden, bieten sich Objekte mit einem hohen, möglichst ganzjährigem Wärmebedarf an. Neben dem saisonal stark schwankenden Bedarf an Raumwärme sollte auch die Trinkwarmwasserbereitung über die KWK-Anlage erfolgen. Auch in Krankenhäusern oder Mehrfamilienhäusern besteht ein hoher Warmwasserbedarf, der sich sehr günstig auf die Wirtschaftlichkeit einer KWK-Anlage auswirkt. Inzwischen eignen sich neben Mehrfamilienhäusern auch Ein- und Zweifamilienhäuser für die Installation einer Mikro-KWK-Anlage mit einer elektrischen Leistung von ca. 1 bis 2 kWel. Diese KWK-Anlagen werden auch als „stromerzeugende Heizung“ bezeichnet und sind vor allem für die energetische Sanierung von Bestandsgebäuden interessant, deren Wärmebedarf über denen von Neubauten liegt. Denn in einem Neubau nach heutigem energetischem Standard wird eine stromerzeugende Heizung aufgrund des nur sehr geringen Heizenergiebedarfes in aller Regel nicht wirtschaftlich sein, da diese aufgrund des niedrigen Wärmebedarfes überdimensioniert ist. Allgemein sollte ein Objekt für die Mikro-KWK Installation einen Gasverbrauch von mindestens 15.000 kWh bis 20.000 kWh pro Jahr aufweisen. Mit steigender Auslastung erhöhen sich Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Mikro-KWK-Anlage. Vor der Installation einer KWK-Anlage sollte eine projektbezogene Prüfung des Gebäudezustandes, des Wärmebedarfs, der Nutzerstruktur und des Nutzerverhaltens sowie des bestehenden Elektroanschlusses erfolgen.
6. Arbeitet eine KWK-Anlage zuverlässig?
Die am Markt verfügbaren Geräte sind unterschiedlich in der Konstruktion. Einige Hersteller haben bereits viele tausend Geräte installiert. Diese ausgereiften Geräte sind, entsprechende Wartung vorausgesetzt, ebenso zuverlässig wie moderne Heizkessel.
7. Ersetzt die KWK-Anlage den bestehenden Heizkessel?
Eine KWK-Anlage sollte so ausgelegt werden, dass damit bis zu ca. 30 % der Wärmehöchstlast kontinuierlich bereitgestellt werden können. Damit lassen sich hohe Laufzeiten erreichen. Für eine möglichst gute Auslastung ist also eine Überdimensionierung der Anlage zu vermeiden. Um Spitzenlasten zu überbrücken, kann der alte Heizkessel weiterhin genutzt werden, sofern er noch energieeffizient betrieben werden kann. In Phasen erhöhten Wärmebedarfs wird er dann automatisch zugeschaltet. Einige Hersteller von stromerzeugenden Heizungen bieten Geräte an, in denen das KWK-Aggregat und der Spitzenlastkessel als Brennwertgerät in einem Gehäuse kombiniert sind. Diese Geräte sind kaum größer als konventionelle Brennwertgeräte.
8. Muss mit der Installation einer KWK-Anlage auch das Rohrleitungssystem erneuert werden?
Eine stromerzeugende Heizung ersetzt den bestehenden Heizkessel. Sie wird an das vorhandene Rohrleitungsnetz angeschlossen. Zumeist wird mit der KWK-Anlage auch ein neuer Pufferspeicher installiert. Das bestehende Rohrleitungssystem und die bestehenden Heizkörper können dabei erhalten bleiben. Allerdings sollte grundsätzlich, wie bei jeder Neuinstallation eines Heizkessels. ein hydraulischer Abgleich durchgeführt werden, damit die neue Anlage optimal funktioniert und wirtschaftlich arbeitet.
9. Ist Contracting im Zusammenhang mit einer KWK-Anlage sinnvoll?
Beim Contracting betreibt der Contractor die jeweilige KWK-Anlage. Contractingnehmer sind etwa Betriebe, Krankenhäuser oder auch die Wohnungswirtschaft. Der Contractor sorgt für den reibungslosen Betrieb der Anlage, er übernimmt die Investition, die Wartung, den Brennstoffeinkauf sowie die Abrechnung. Der Contracting-Nehmer zahlt bestimmte Beträge für Wärme und Strom, die im Contracting-Vertrag festgelegt werden. Und nach Ablauf des Vertrags (zum Beispiel nach zehn Jahren) kann die die KWK-Anlage in den Besitz des Contracting-Nehmers übergehen. Dieser kann dann die KWK-Anlage weiter nutzen, ohne dass er vorher investieren musste. Contracting wird für KWK-Anlagen angeboten,. KWK-Contracting lohnt sich für den Contracting-Nehmer, wenn er Strom und Wärme zu niedrigeren Kosten als zu den üblichen Marktpreisen erhält. Zudem wird mit der Investition die Liquidität nicht gemindert. Weitere Informationen zum Thema Contracting erhalten Sie unter folgendem Link: http://www.energieagentur.nrw.de/contracting