Letzte Aktualisierung: 16.09.2024
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Blockheizkraftwerk: Technik und Wirtschaftlichkeit von BHKW im Überblick
Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine modular aufgebaute Anlage zur Gewinnung elektrischer Energie und Wärme, die vorzugsweise am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben wird. Es kann auch Nutzwärme in ein Nahwärmenetz eingespeist werden. Sie nutzt dafür das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Blockheizkraftwerke lassen sich überall da sinnvoll einsetzen, wo ein hoher Wärmebedarf herrscht.
Vorteile dezentraler Blockheizkraftwerke
Während in großen Kraftwerken die bei der Stromproduktion anfallende Wärme vielfach nicht genutzt wird, werden kleinere Blockheizkraftwerke (Mini-BHKW) eingesetzt, um auch die Wärme gezielt zu Heizzwecken einzusetzen. Dadurch wird der in Blockheizkraftwerken eingesetzte Brennstoff wesentlich effizienter eingesetzt und auch die Kosten pro erzeugter Kilowattstunde Strom und Wärme fallen insgesamt geringer aus. Dies reduziert in gleichem Maße die CO2-Emissionen und durch den dezentralen Einsatz eines Blockheizkraftwerks entstehen geringere Übertragungsverluste als auf dem Weg vom Großkraftwerk zum Verbraucher.
Einsatzgebiete von Blockheizkraftwerken
Aus diesen Gründen zählen Blockheizkraftwerke zu den Anwendungen der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), bei der man neben Strom auch Heizwärme, Wärme zur Trinkwassererwärmung, Prozesswärme oder Prozesskälte produziert. Blockheizkraftwerke werden dabei direkt beim Verbraucher installiert. Im Gegensatz zu großen Heizkraftwerken ist der Einsatz von Blockheizkraftwerken daher auch nicht vom Vorhandensein oder der Neuinstallation eines Wärmenetzes erforderlich. Einsatzgebiete sind beispielsweise Wohngebäude, öffentliche Einrichtungen sowie Gewerbe- und Industriebetriebe. Mit Blockheizkraftwerken kann deshalb ein großes KWK-Potential erschlossen werden, das mit großen zentralen Heizkraftwerken nicht erreichbar wäre.
Wirtschaftlichkeit von Blockheizkraftwerken
Der Betrieb von Blockheizkraftwerken ist jedoch nicht überall sinnvoll. Für einen wirtschaftlichen Betrieb ist vor allem eine hohe Auslastung des BHKW entscheidend. Diese ist in vielen Fällen vom Wärmebedarf abhängig (wärmegeführter BHKW-Betrieb), da ein reiner stromgeführter Betrieb des Blockheizkraftwerks in aller Regel zu teuer wäre. Liegt hingegen nur ein geringer Eigenstromverbrauch vor, so kann der BHKW-Strom gegen eine Vergütung und einen zusätzlichen KWK-Bonus in das Stromnetz eingespeist werden.
Seit dem 1. Januar 2018 müssen Betreiber hocheffizienter KWK-Anlagen (über 10 kW), die nach dem 1. August 2014 in Betrieb gegangen sind und dem Eigenverbrauch dienen, die volle EEG-Umlage auf den selbst verbrauchten KWK-Strom zahlen (Eigenstromprivileg). Zuvor galt für z. B. Blockheizkraftwerke ein reduzierter Satz von 40 Prozent der EEG-Umlage. Davon profitierten vor allem Industriebetriebe, die sich hauptsächlich mittels BHKW selbst mit Strom und Wärme versorgten.
Für nach dem 1. August 2014 in Betrieb genommene Anlagen galt dies nicht mehr und die EEG-Umlage wurde jährlich gestaffelt auf bis zu 40 Prozent erhöht. Diese teilweise Befreiung war gemäß der beihilferechtlichen Genehmigung der EU-KOM befristet bis zum 31. Dezember 2017. Für diese Anlagen wird nun die volle EEG-Umlage fällig. Befreit sind weiterhin vor dem 1. August 2014 in Betrieb genommene Eigenerzeugungsanlagen.
Entsprechend der Prognose der EEG-Umlage 2018 umfasst die Privilegierung von Strom aus neuen KWK- und EEG-Anlagen nach §61b Nr. 1 und 2 EEG 2017 (40 Prozent der EEG-Umlage) deutschlandweit zusammen rund 1,2 Milliarden Kilowattstunden.
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Elektrische Leistung des BHKW | 500 kW |
| Elektrischer Wirkungsgrad des BHKW | 40% |
| Thermischer Wirkungsgrad des BHKW | 50% |
| Volllaststunden des BHKW | 5.000 h |
| Brennstoff | Erdgas |
| Abschreibungsdauer | 10 Jahre |
| Derzeitige Stromkosten in Euro/MWh | 140 Euro/MWh |
| Kalkulationszinssatz | 4% |
| Brennstoffkosten | 36 Euro/MWh |
| Gesamtkosten inklusive Montage, Planung etc. | 532.000 Euro |
| Davon KWK-Anlage | 266.000 Euro |
| Jährliche zusätzliche Brennstoffbezugskosten | 225.000 Euro/Jahr |
| Vermiedene Brennstoffbezugskosten zur Wärmeerzeugung | 118.421 Euro/Jahr |
| Vermiedene Strombezugskosten durch Eigennutzung | 350.000 Euro/Jahr |
| Statische Amortisationszeit | 2 Jahre |
| Interne Verzinsung | 60% |
Faustregel: Aufgrund der verhältnismäßig hohen Investitionskosten, den laufenden Betriebskosten und den Kapitalkosten kann ein BHKW ab rund 4000 Betriebsstunden pro Jahr wirtschaftlich betrieben werden. In Ein- und Zweifamilienhäusern ist aufgrund des privaten Wärmeverbrauchs häufig nur ein BHKW-Betrieb von rund 2000 Stunden pro Jahr möglich. Um auch in diesen Fällen ein Blockheizkraftwerk einzusetzen, haben Hersteller sogenannte Mini-BHKW entwickelt, die diesen Anforderungen Rechnung tragen.
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