Eigenes Kraftwerk ist Goldes wert

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Heizungen mit Mehrwert

Große Blockheizkraftwerke stellen für die Versorgung von Nahwärmenetzen seit Jahrzehnten die optimale Lösung dar. Stromerzeugende Heizungen bieten seit Kurzem auch für kleine Immobilien eine umweltfreundliche und kostengünstige Alternative zum Brennwertkessel. Der Staat fördert die dezentrale Kraft-Wärme-Kopplung im Heizungskeller zudem weiterhin.
Von Louis- F. Stahl

(25. Juni 2012) Noch vor den Ereignissen in Fukushima im März letzten Jahres hatten alle großen Heiztechnikhersteller  stromerzeugende Heizungen für Eigenheimbesitzer angekündigt. Kleine Nano-BHKW erzeugen wie große Blockheizkraftwerke unter Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung sowohl Strom als auch Wärme dezentral, also nah bei den Verbrauchern. Daraus resultiert ein sehr hoher Primärenergienutzungsgrad von bis zu 95 Prozent.

Konventionelle Großkraftwerke erreichen hingegen nur einen Primärenergienutzungsgrad von 30 bis 50 Prozent. Das liegt daran, dass die bei der Stromerzeugung anfallende Wärme ungenutzt durch Kühltürme entsorgt und der Strom durch lange Leitungen zu den Verbrauchern transportiert werden muss. Durch die Vermeidung dieser Verluste tragen stromerzeugende Heizungen selbst dann aktiv zur Ressourcenschonung und zum Umweltschutz bei, wenn sie fossile Brennstoffe nutzen. Die schnell regelbare und dezentrale Erzeugung direkt im Heizungskeller kann zudem die Stromnetze entlasten, was den Ausbaubedarf von Hochspannungstrassen verringert. Wer ein BHKW als stromerzeugende Heizung nutzt, kann zudem die Kosten für Wärme und Strom einer Immobilie erheblich senken, die energetische Bewertung der Immobilie verbessern und damit den Wert des Objektes steigern.

Strom für den Eigenbedarf

Den selbst erzeugten Strom verbrauchen die Betreiber stromerzeugender Heizungen vorrangig selbst. Geht die Stromproduktion über den eigenen Verbrauch hinaus, wird der Überschuss in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Der Verbraucher muss auf der anderen Seite nur noch dann Strom aus dem Netz beziehen, wenn der eigene Stromverbrauch die momentane Produktion übersteigt oder das Nano-BHKW nicht in Betrieb ist. Der normale Stromzähler wird für die Verrechnung der bezogenen und in das Netz eingespeisten Strommengen beim Einbau einer stromerzeugenden Heizung gegen einen Zwei-Richtungs-Stromzähler mit zwei Zählwerken ausgetauscht. Für den Strombezug wählt der Betreiber wie bisher einen Stromversorger. Den in das Netz eingespeisten Strom muss der Netzbetreiber mindestens mit dem sogenannten „Baseloadpreis“ der Strombörse EEX in Leipzig vergüten. Zusätzlich zum Baseloadpreis von derzeit etwa fünf Cent je Kilowattstunde erhält der Betreiber eine regional unterschiedliche Vergütung für die Entlastung des Stromnetzes von bis zu 2 Cent je eingespeister Kilowattstunde.

Knackpunkt Wärmebedarf

Um möglichst immer Strom für den Eigenbedarf bereitzustellen, müssen stromerzeugende Heizungen möglichst ununterbrochen laufen. Die Stromproduktion ist jedoch an den Wärmebedarf des Gebäudes gekoppelt. Mit einem Pufferspeicher kann die Laufzeit der Stromerzeugung  für einige Stunden vom Wärmebedarf entkoppelt werden. Eine Speicherung für eine ganze Sommersaison ist jedoch nicht wirtschaftlich. Deshalb muss der Wärmebedarf korrekt berechnet werden, bevor man die passende stromerzeugende Heizung auswählt. Besonderes Augenmerk legen erfahrene Planer dabei auf die Sommermonate, da im Sommer die Anzahl der Bewohner und eine eventuelle Solarthermieanlage den Wärmebedarf für die Warmwasserbereitung stark beeinflussen können. Darüber hinaus ist auch zu beachten, dass eine moderne stromerzeugende Heizung mit Brennwerttechnik deutlich effizienter arbeitet als die bisherige Anlage.

Staatliche Förderimpulse

Seit dem 1. April 2012 fördert der Staat den Einsatz der dezentralen Kraft-Wärme-Kopplung im Heizungskeller wieder mit einem KWK-Impulsprogramm. Nano-BHKW mit einem Kilowatt elektrischer Leistung erhalten einen Baukostenzuschuss von 1.500 Euro. Größere BHKW für Mehrfamilienhäuser und Gewerbeobjekte erhalten je nach Größe sogar bis zu 3.500 Euro Zuschuss. Dazu kommen die Betreiber stromerzeugender Heizungen unbefristet in den Genuss einer Erstattung der Energiesteuer auf den Brennstoff. Zudem bekommen sie für zehn Jahre einen „KWK-Zuschlag“ von 5,11 Cent je erzeugter Kilowattstunde Strom. Auch eine Anfrage bei regionalen Energieversorgern nach einer Förderung kann sich lohnen. Bei den Förderungen von Energieversorgern sollten Verbraucher jedoch genau auf die Bedingungen achten. Zumeist verlangen Energieversorger für die Auszahlung einer Förderung den Abschluss eines langfristigen Versorgungsvertrages, was für den Verbraucher gelegentlich Nachteile birgt. Für die Finanzierung bieten sich zudem günstige Sanierungskredite der KfW-Bank an.

Wirtschaftlichkeit im Blick

Setzt man einen Erdgaspreis von sechs Cent je Kilowattstunde an, zieht die Energiesteuer von 0,55 Cent je Kilowattstunde ab und berücksichtigt den KWK-Zuschlag von 5,11 Cent, so beträgt der Strompreis für den Besitzer einer stromerzeugenden Heizung nur 0,34 Cent je Kilowattstunde für den selbst erzeugten Strom. Für den Betreiber einer stromerzeugenden Heizung liegt der „Gewinn“ eines Nano-BHKW daher in der Verringerung des Strombezuges, wenn das Nano-BHKW in Betrieb ist.

Dem großen Einsparpotenzial steht eine Investition von etwa 12.000 bis 16.000 Euro für aktuelle Nano-BHKW gegenüber, welche sich nur durch entsprechende Einsparungen des laufenden Verbrauchs amortisieren kann. Ein ganzjähriger Wärmebedarf für Heizung und Warmwasser von mehr als 15.000 Kilowattstunden sowie ein Stromverbrauch von über 3.500 Kilowattstunden sind daher die Voraussetzungen, um eine stromerzeugende Heizung wirtschaftlich zu betreiben. Im Einzelfall kann jedoch nur eine Berechnung durch einen Energieberater oder besonders geschulten Heizungsbauer unter  Berücksichtigung der bisherigen Verbrauchswerte, baulichen Gegebenheiten und Verbrauchsgewohnheiten beantworten, ob der Einsatz einer stromerzeugenden Heizung wirtschaftlich sinnvoll ist.

Das Vaillant ecoPOWER 1.0

Die Technologie des Otto-Motors ist aufgrund der langen Entwicklung derzeit am effizientesten bei der Umwandlung von Brennstoff in elektrische Energie. Das Vaillant ecoPOWER 1.0 mit einem Motor vom japanischen Hersteller Honda erzeugt beispielsweise bei der Produktion einer Kilowattstunde Strom nur 2,5 Kilowattstunden Wärme. Je geringer der Anteil der Wärmeerzeugung ist, desto längere Laufzeiten erreicht ein BHKW für die Stromproduktion beispielsweise im Sommer, wenn nur wenig Wärme für die Warmwasserbereitung benötigt wird.

763 Honda Motor des Vaillant ecoPOWER 1.0

Marktwunder in USA und Asien: der Honda Motor des Vaillant ecoPOWER 1.0

Die Technologie des Verbrennungsmotors erfordert jedoch wie beim Auto eine umfangreiche Wartung mit Filter,- Öl- sowie Zündkerzenwechsel, und verursacht relativ hohe Investitions- und Wartungskosten. Zudem sind Motor und Spitzenlastbrenner für zusätzliche Heizleistung in den Wintermonaten beim ecoPOWER 1.0 nicht in ein gemeinsames Gehäuse integriert, was zusätzlichen Platz und Aufwand bei der Installation erforderlich macht. Vaillant bietet das eco-POWER 1.0 derzeit ausschließlich in Paketen mit einer Spitzenlasttherme, einem Pufferspeicher und einer Warmwasserbereitungseinheit zu Preisen ab 15.727 Euro an.

Brennwertthermen mit Stirlingmotor

Erst seit letztem Jahr bekommt der Verbrennungsmotor merklich Konkurrenz vom sogenannten Stirlingmotor. In einem Stirlingmotor wird ein Arbeitsgas von außen durch die Verbrennung des Brennstoffes erhitzt und durch das Heizungswasser an anderer Stelle gekühlt. Zwischen dem heißen und dem kühleren Bereich bewegt sich das Arbeitsgas hin und her. Dadurch entsteht Bewegungsenergie, die ein Generator in Strom umwandelt. Aufgrund fehlender Verbrennungs- und Explosionsprozesse im Motor arbeiten Stirlingmotoren leise, sollen eine hohe Lebensdauer erreichen und wartungsfrei laufen. Bei der Effizienz hinsichtlich der Stromgewinnung wird der Stirlingmotor jedoch noch aufholen müssen. Aktuelle Brennwertthermen mit integriertem Stirlingmotor erzeugen bei der Produktion einer Kilowattstunde Strom noch etwa fünf Kilowattstunden Wärme. Angeboten werden derzeit die Wandthermen eVita von De Dietrich Remeha, die EcoGen von Brötje und die Vitotwin von Viessmann mit einem Stirlingmotor von Microgen. Diese Thermen unterscheiden sich nur durch Details wie Steuerung und Heizleistung des integrierten Spitzenlastbrenners. Auch der Dachs Stirling SE als Standgerät mit integriertem Pufferspeicher von SenerTec verwendet den Stirlingmotor von Microgen. Die Nano-BHKW mit Microgen Stirlingmotor gibt es bereits ab 11.950 Euro mit Pufferspeicher und Warmwasserbereitung.

Hoffnungsschimmer WhisperGen

Die Entwicklung des WhisperGen Stirlingmotors begann bereits 1987 als Projekt an der University of Canterbury in Neuseeland. Nach vielen Jahren der Entwicklung durch das Unternehmen WhisperTech und insgesamt fünf Prototypenserien wurde 2008 mit dem Joint Venture EHE in Spanien der Bau einer Fabrik für die europäische Produktion begonnen, deren Produktion des WhisperGen-BHKW 2011 größere Stückzahlen erreichte. Der WhisperGen stellt seine elektrische Nennleistung von einem Kilowatt erst bei einer Heizleistung von 8,3 Kilowatt bereit und landet damit auf dem letzten Platz, was das Verhältnis von Strom- und Wärmeerzeugung betrifft. Angeboten wird der WhisperGen mit integriertem Spitzenlastbrenner ab 12.268 Euro inklusive Pufferspeicher, Warmwasserbereitung und allem zur Installation benötigten Zubehör.

Fazit für Hausbesitzer

Auch für die Besitzer von Ein- bis Dreifamilienhäusern bieten die neuen stromerzeugenden Heizungen mit einem Kilowatt elektrischer Leistung eine interessante und je nach Situation auch sehr wirtschaftliche Alternative zu einer klassischen Brennwerttherme. Interessierte Hausbesitzer sollten bei einer anstehenden Heizungsmodernisierung neben klassischen Heiztechniken auch stromerzeugende Heizungen wie das sehr effiziente ecoPOWER 1.0 mit Verbrennungsmotor von Vaillant sowie die kostengünstigeren Brennwertthermen mit Stirlingmotor von Brötje, Remeha und Viessmann in Betracht ziehen. Die jetzt im Rahmen der Markteinführung noch recht hohen Investitionskosten für kleine stromerzeugende Heizungen erlauben einen wirtschaftlichen Betrieb jedoch nur bei passenden Rahmenbedingungen. Wichtig ist bei der Planung eine Prognoseberechnung der Wirtschaftlichkeit anhand der tatsächlichen Verbrauchs- und Gebäudedaten.

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