Ein Kraftwerk im eigenen Haus? Ingenieur erzählt, wie das geht
Heizöl ist zu kostbar, um damit nur zu heizen, fand Tom Schmieder vor 15 Jahren – und lässt seither sein kleines Kraftwerk im Keller gleichzeitig Strom und Wärme produzieren.
Wer ein neues, innovatives Haus baut, braucht auch eine neue, innovative, klimafreundliche Heizanlage. Das war mein Grundgedanke damals. Ich entschied mich für ein Mini-Blockheizkraftwerk (BHKW) und habe gute Erfahrungen gemacht: Immer hatte ich eine optimale effiziente Brennstoffnutzung, Wärme und eine Stromausbeute, die meinen Strombedarf umweltfreundlich deckte.
Wie funktioniert ein Blockheizkraftwerk?
Ein BHKW ist eine Heizungsanlage, in der ein Motor einen elektrischen Generator antreibt. Wertvoller Brennstoff wie Gas oder Öl wird nicht nur in Wärme, sondern durch Kraft-Wärme-Kopplung in Wärme und Strom zugleich umgewandelt. Der Strom wird mit einem hohen Wirkungsgrad erzeugt und vorwiegend vor Ort verbraucht. Mit der (Ab-)Wärme wird die eigene Immobilie beheizt. BHKWs werden meist „wärmegeführt“ betrieben. Das heißt: Ist ein Wärmebedarf vorhanden, startet die Anlage und liefert Wärme und Strom. Denkbar wäre auch, allein mit einer Wärmepumpe ohne Kraft-Wärme-Kopplung zu heizen. Doch das hat den Nachteil, dass der dafür verwendete Strom beim jetzigen Energiemix überwiegend aus Kohle stammt und damit einen hohen CO2-Ausstoß verursacht. Auch in einem Kohlekraftwerk entsteht Abwärme. Doch die wird durch den Kühlturm des Kohlekraftwerks geblasen. Die Kraft-Wärme-Kopplung nutzt die Abwärme ideal vor Ort zum Heizen.
Mit welchen Brennstoffen arbeitet ein Blockheizkraftwerk?
Mini-Blockheizkraftwerke gibt es heute für verschiedene Brennstoffe. Aus Klimasicht kommen vor allem Holz-Pellets, Pflanzenöl und Gas in Betracht.
Öl: Da es in meinem Baugebiet vor 15 Jahren keine Gasversorgung gab, entschied ich mich für einen Dieselmotor in Verbindung mit Heizöl. Ich plane gerade, ihn auf Pflanzenöl aufzurüsten. Das ist ein nachwachsender Rohstoff und gilt damit als CO2-neutral: Bei der Verbrennung wird so viel CO2 ausgestoßen, wie die Pflanzen beim Wachstum gespeichert haben. Zwar schmälern Dünger und Pestizide den Effekt und man kann darüber diskutieren, ob landwirtschaftliche Flächen für die Produktion von Kraftstoff genutzt werden sollten, aber unterm Strich erscheint es mir für meine ölbetriebene Anlage eine sinnvolle, weil klimafreundlichere Alternative zu sein.
Holz: Auch Holz-Pellets verbrennen CO2-neutral. Allerdings stößt eine Pellet-Heizung mehr Feinstaub aus als etwa eine Ölheizung. Zudem kann der Pellet-Bedarf nicht mehr durch Holzabfälle allein gedeckt werden und Wälder werden dafür abgeholzt. Wer sich für Holzpellets entscheidet, sollte deshalb auf Siegel wie den „Blauen Engel“ achten, die für eine nachhaltige Forstwirtschaft stehen.
Gas: Von den fossilen Brennstoffen ist Gas der effizienteste, deshalb gilt der Erdgasbetrieb als empfehlenswerte Überbrückungstechnologie.
Brennstoffzellen-Heizung wird gefördert
Besonders hervorheben muss man die Technik der Brennstoffzellen-Heizung, die stark gefördert wird und sehr umweltfreundlich ist. Brennstoffzellen werden entweder direkt mit Wasserstoff oder mit Erdgas betrieben. Bei der Verbrennung von Wasserstoff wird kein CO2 ausgestoßen, das Abfallprodukt ist Wasserdampf. Energieseitig erzeuge ich wie beim motorischen BHKW Strom und Wärme.
Wasserstoff kann man bis zu einem gewissen Prozentsatz (heute etwa zehn Prozent) auch dem Erdgasnetz zuführen. Wird der Wasserstoff mithilfe von Kohlenstoffdioxid zu Biomethan (sogenanntem „grünen Gas“) aufbereitet, kann es unbegrenzt ins Erdgasnetz eingespeist werden. Das Gas aus dem Erdgasnetz wird dann für die Variante motorisches BHKW (Otto-Motor) oder in der Brennstoffzelle verbrannt.
In jedem Fall ist es sinnvoll, die Kraft-Wärme-Kopplung eines BHKWs einzusetzen, um den wertvollen Brennstoff mit hohem Wirkungsgrad zu nutzen. Seit Anfang des Jahres gilt in Deutschland die CO2-Bepreisung. Pro Tonne CO2, die fossile Brennstoffe im Verbrauch verursachen werden, fallen derzeit 25 Euro an, bis 2025 soll der Preis auf 55 Euro steigen. Durch diese Mehrkosten werden die Weichen für die Art der Brennstoffnutzung neu gestellt.
Sparen beim Strom
Mini-BHKWs sind aus meiner Sicht eine gute Investition gegen steigende Energiekosten. Mit einer ergänzenden Akku-Anlage lassen sich die über den Tag verteilten Heizpausen, in denen kein Strom erzeugt wird, überbrücken. Diese Kombination bringt die größte Kosteneinsparung, weil einem als Selbsterzeuger der hohe Strompreis der Anbieter erspart bleibt. Die Stromausbeute ist für einen normalen Haushalt gut ausreichend.
Der Sommer-Strom-Bedarf kann natürlich über eine Fotovoltaik Anlage ergänzt werden, die selbstverständlich den gleichen Akku nutzt. So erreicht man über das Jahr betrachtet einen Autarkiegrad von rund 90 Prozent. Die letzten Prozente bezieht man sinnvollerweise vom Energieversorger, da es sich weder wirtschaftlich noch ökologisch lohnt, dafür einen größeren Akku anzuschaffen.
Anschaffung nie bereut
In meinen Augen sind BHKWs eine tolle Technik, die sich ökologisch auszahlt, weil Strom im Winter, wenn der Solarstrom rar ist, deutlich effizienter erzeugt wird. Der Wartungsaufwand ist zugegebenermaßen etwas höher als bei einer konventionellen Heizung, aber es kommt durch die Strom-Eigennutzung und -Einspeisung auch viel mehr rein.
Mein Resümee: Ich habe zu keinem Moment die Anschaffung meines Mini-BHKWs bereut. Es ist so ein gutes Gefühl, den wertvollen Brennstoff in der kalten Jahreszeit Kraft-Wärme-gekoppelt zu nutzen und damit einen Beitrag zur CO2-Minderung zu leisten.
Text: Tom Schmieder, ist Elektroingenieur, verheiratet und seit Jahrzehnten interessiert an regenerativen Energien und nachhaltiger Umwelttechnik.
