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.  

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.

Lohnt sich ein Blockheizkraftwerk im Einfamilienhaus?

Während die von einem BHKW erzeugte Wärme immer im eigenen Haus verbraucht wird, lässt sich der Strom entweder in das öffentliche Netz einspeisen oder auch im Haus verbrauchen. Gibt es für den eingespeisten Strom heute eine Vergütung von zehn bis zwölf Cent je Kilowattstunde (zusammengesetzt aus  KWK-Zuschlag, Börsen-Strompreis und Zuschlag für vermiedene Netznutzung), sparen Hausbesitzer mehr als doppelt so viel, wenn sie den erzeugten Strom selbst verbrauchen. Denn je Kilowattstunde sind das etwa 38 Cent für Strom, den sie nicht vom Energieversorger kaufen müssen (Stand: Februar 2022).  Da ein Blockheizkraftwerk im Vergleich zu anderen  Heizungsarten  mit hohen Anschaffungskosten verbunden ist, kann es nur dann wirtschaftlich arbeiten, wenn viel Strom produziert und im besten Falle auch selbst verbraucht wird. Möglich ist das mit einer hohen Laufzeit und zum Beispiel einem Stromspeicher, der die erzeugte Energie bevorratet, wenn im Haus gerade kein Bedarf besteht.

Wichtige Voraussetzung: Das Haus sollte ausreichend Wärme verbrauchen

Die Herausforderung dabei ist, dass Blockheizkraftwerke - außer sie werden zur Notstromversorgung eingesetzt - immer wärmegeführt arbeiten. Das heißt, sie produzieren nur dann Strom, wenn auch ein Wärmebedarf besteht. Vor allem im Sommer ist das aber selten der Fall. Um dennoch 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.

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.  

Generell gilt: Ein BHKW lohnt sich nur dann, wenn das Haus ausreichend Wärme verbraucht. Nicht geeignet ist da zum Beispiel die Kombination mit einer Anlage für  Solarthermie. Denn diese senkt den vorhandene Wärmebedarf für Heizung oder Warmwasser und reduziert somit Laufzeit und Einsparung des Blockheizkraftwerks.

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 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?

Geht es um eine neue Heizung, bietet sich in vielen Fällen die Kombination mit Solartechnik an. So sparen Hausbesitzer beispielsweise Heizkosten, wenn sie Gasheizung und  Solarthermie  koppeln. Die Verbindung von BHKW und Solar lohnt sich hingegen weniger. Das gilt zumindest dann, wenn es um die Solarthermie geht. 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. Letztere 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 (Photovoltaik) ist daher möglich und oftmals auch interessant.  

Was kostet ein Blockheizkraftwerk?

Die Kosten eines BHKW untergliedern sich generell in drei Bereiche. Diese sind:

• 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

Um ein BHKW betreiben zu können, müssen sich Hausbesitzer zuerst für einen der genannten Brennstoffe entscheiden. Im Bereich moderner Einfamilienhäuser kommt dabei hauptsächlich 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 Blockheizkraftwerk stattdessen mit Flüssiggas betrieben werden, muss eine Tankanlage installiert werden, die in der Regel oberirdisch vor dem Haus aufgestellt wird. Der  Flüssiggastank  lässt sich dabei 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 17.000  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.  Im Beitrag zur Förderung von Blockheizkraftwerken erklären wir, was die Angebote unterscheidet und wie Sie von der höchsten Förderung für Ihr BHKW profitieren.  

Die Verbrauchskosten einer BHKW-Anlage

Die Verbrauchskosten für ein Blockheizkraftwerk setzen sich zusammen aus:

• Brennstoffkosten
• Vergütung  
• 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 (zusammengesetzt aus KWK-Zuschlag, Börsen-Strompreis und Vergütung für die vermiedene Netznutzung).  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.

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.  

Das BHKW  in Alt- und Neubauten

Ein Blockheizkraftwerk arbeitet dann effizient, wenn auch ein hoher Wärmebedarf vorhanden ist. 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 Anlagen hier vor allem in Mehrfamilienhäusern oder Wohnsiedlungen eingesetzt werden, um den Wärmebedarf zur Warmwasserbereitung zu decken.