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BHKW - das KWK-Blockheizkraftwerk

Bild: BHWK Blockheizkraftwerk
BHKW für Wärme und Strom | © Bosch Thermotechnik GmbH, Buderus Deutschland

Ein BHKW, also ein Blockheizkraftwerk, erzeugt gleichzeitig Wärme und Strom, was mit den richtigen Rahmenbedingungen sehr wirtschaftlich sein kann. Für Industrie und Gewerbe ist das BHKW daher eine gern genutzte Heizung.

Aber wie sieht es im privaten Sektor aus? Wir zeigen Kosten, Förderung und viele weitere wichtige Aspekte rund um Blockheizkraftwerke, damit Sie für Ihre Kaufentscheidung bestens informiert sind!

Inhalt


    Was ist ein Blockheizkraftwerk?

    Grafik: Schema einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage
    Funktionsweise einer KWK-Anlage | © thingamajiggs/ fotolia.com

    BHKW nutzen das KWK-Prinzip (Kraft-Wärme-Kopplung), um die abgegebene Energie eines Motors optimal zu nutzen. Zieht man Kraftfahrzeuge als Gegenbeispiel heran, dann geht hier die Wärmeenergie als Nebenprodukt des laufenden Motors ungenutzt verloren.

    Bei einem Blockheizkraftwerk ist das anders. Hier treibt der Motor einen Stromerzeuger an und die dabei entstehende Abwärme kann zum Heizen genutzt werden. Dieses Grundprinzip kommt in verschiedensten Formen mit unterschiedlichen Motoren zum Einsatz, weshalb es nicht einfach nur DAS EINE Blockheizkraftwerk gibt.

    Das BHKW in 2021 und 2022

    Die Fülle an Informationen im Internet täuscht etwas darüber hinweg, dass der Hype um kleinere Blockheizkraftwerke deutlich abgeebbt ist. Viele Aussagen sind daher veraltet und auch die meisten Hersteller haben gar keine kleinen BHKW mehr im Sortiment. Dabei handelt es sich keineswegs um eine schlechte Technologie, aber im Regelfall sind Blockheizkraftwerke eben viel zu aufwendig und zu teuer für kleinere Immobilien - daran wird sich auch in 2022 nichts ändern.

    Aufbau und Wirkungsgrad

    Der Aufbau eines BHKW ist zwar technisch komplex, aber recht leicht zu beschreiben. Es gibt einen Motor, der fast permanent auf niedriger Drehzahl läuft und einen Stromgenerator antreibt - dieser Aufbau ist das eigentliche Blockheizkraftwerk. Daneben gibt es dann noch eine kleinere Heizung für Spitzenlasten und ein herkömmliches Wärmeverteilsystem mit Wärmetauscher, das die Abwärme des BHKW aufnimmt und als Heizwärme im Gebäude zur Verfügung stellt.

    Welcher Wirkungsgrad bei diesem Aufbau erreicht wird, hängt vom jeweiligen Hersteller ab. Mit dem SenerTec Dachs 5.5 erzeugen Sie zum Beispiel theoretisch bei 5.000 Volllast-Betriebsstunden pro Jahr etwa 27.500 Kilowattstunden Strom und etwa 74.000 Kilowattstunden Wärme. Der Gasverbrauch bei einem BHKW dieser Größe liegt bei rund 22,8 Kilowattstunden Gas pro Betriebsstunde. Für 5.000 Stunden läge der Gasverbrauch also etwa bei 114.000 Kilowattstunden.

    BHKW Laufzeit p.a. Strom p.a. Wärme p.a. Gasverbrauch p.a.
    SenerTec Dachs 5.5 5.000 Stunden 27.500 kWh 74.000 kWh 114.000 kWh

    Bauarten und Motoren des BHKW

    Bild: BHKW-Strom verkaufen
    Einspeisevergütung für BHKW-Strom | © yelantsevv / shutterstock.com

    Beim Blockheizkraftwerk muss zwischen Größen und Motoren-Arten unterschieden werden. Wie bereits eingangs erwähnt wurde, gibt es also nicht DAS EINE BHKW auf dem Markt.

    Die Bezeichnungen sind dabei für Besitzer kleinerer Immobilien eher irreführend, denn ein Mini-BHKW hat eine elektrische Leistung von bis zu 50 Kilowatt. Bei 5.000 Betriebsstunden wären das 250.000 Kilowattstunden Strom, also völlig überdimensioniert für ein Einfamilienhaus.

    Zwar können Sie überproduzierten BHKW-Strom verkaufen - Netzbetreiber müssen ihn gemäß KWK-Gesetz vorrangig abnehmen und Sie bekommen eine Einspeisevergütung dafür -, allerdings sollte bestenfalls die Dimensionierung von Anfang an stimmen. Tatsächlich ist das Nano-BHKW die kleinste Bauart, die sich gerade noch sinnvoll in kleineren Gebäuden nutzen lässt. Zur besseren Übersicht haben wir für Sie diese Tabelle zusammengetragen:

    BHKW Leistung Einsatzbereich
    Nano-BHKW Bis 2,5 kW EFH*
    Mikro-BHKW Bis 10 kW EFH* / MFH**
    Mini-BHKW Bis 50 kW Mittelgroße Wohnanlagen / Gewerbe
    Normales BHKW Über 50 kW Industrie / Gewerbe / Wohngebiete / Stadtteile / Ortschaften

    * Einfamilienhaus; ** Mehrfamilienhaus

    BHKW-Motor Funktionsweise Brennstoff Vorteile Nachteile
    Stirling-Motor Wandelt externe Wärmeenergie (Brenner) in mechanische Energie (Kreis- oder auch Stirling-Prozess) Meist Gas, läuft auch mit erneuerbaren Energien Weniger Emissionen als Otto-Motor, wartungsarm Teuer in der Anschaffung, niedrigerer Wirkungsgrad als Otto-Motor
    Otto-Motor Klassischer 4-Takt-Verbrennungsmotor Erdgas oder Biogas Erprobtes Prinzip, hoher Wirkungsgrad, wirtschaftlicher als Stirling Motor / amortisiert sich früher Teuer in der Anschaffung, wartungsintensiv, hoher Verschleiß, hohe Wartungskosten, mehr Emissionen als Stirling-Motor, laut im Betrieb
    Diesel-Motor Verbrennungsmotor (Selbstzünder, 4-Takt, 2-Takt) Heizöl, Diesel, Biodiesel Sparsam, sehr hoher Wirkungsgrad Teuer in der Anschaffung, wartungsintensiv, hohe Wartungskosten, Rußbildung
    Dampf-Motor Wandelt externe Wärmeenergie (Brenner) mittels Dampf in mechanische Energie Gas, es sind aber auch andere Brennstoffe möglich Hoher Wirkungsgrad, hohe thermische Leistung, wenig Emissionen, wartungsarm Teuer in der Anschaffung, niedrige Stromproduktion
    Brennstoffzelle Umwandlung chemischer Energie in thermische und elektrische Energie Wasserstoff (in der Regel im sogenannten Reformer aus Erdgas gewonnen) + Luft (Sauerstoff) Kaum Emissionen, Wasser als Abfallstoff, sehr hoher elektrischer Wirkungsgrad, kaum Verschleißteile, kaum Wartungsbedarf, für Einsatz in EFH* gut geeignet Teuer in der Anschaffung

    * Einfamilienhaus

    Blockheizkraftwerk vom Fachmann

    Vorteile, Nachteile und Einsatzbereiche

    Bild: Vorteil BHKW Förderung
    Ein Vorteil des BHKW: Förderung verfügbar | © cdubo / unsplash.com CC0

    Bei den Vorteilen und Nachteilen eines BHKW sollte auch der Einsatzbereich ins Auge gefasst werden. Im richtigen Umfeld hat ein Blockheizkraftwerk mehr Vorteile als Nachteile und wird daher in Industrie oder Gewerbe gerne eingesetzt.

    Schaut man allerdings auf den privaten Sektor, dann überwiegt ein gewichtiger Nachteil: Bei sehr geringem Energiebedarf ist die Anschaffung einfach nicht wirtschaftlich. Das gilt selbst dann, wenn überproduzierter Strom gegen eine Einspeisevergütung verkauft werden kann.

    Daneben gibt es dann noch einige generelle Aspekte, die es abzuwägen gilt. Dazu gehörten die teuren Wartungskosten oder die Lautstärke des Motors. Die Vorteile und Nachteile von Blockheizkraftwerken in der Übersicht:

    Vorteile Nachteile
    Sehr hohe Nutzungsgrade (dadurch umweltfreundlich) Hohe Anschaffungskosten
    Förderfähig nach BEG WG* (Sanierung + Neubau) wenn der Brennstoff zum Betrieb zu 100 % aus erneuerbaren Energien stammt (Biomasse) Hohe Wartungskosten
    Einspeisevergütung für ungenutzten Strom Für Betrieb in Einfamilienhäusern meist nicht geeignet da unwirtschaftlich
    Niedrige laufende Kosten (gilt bei hohem Wärme- + Strombedarf der Immobilie; MFH mit Gewerbe / Industrie + Gewerbe, gilt nicht für EFH) Hohe Lautstärke im Betrieb (Otto- / Diesel-Motor)

    * Bundesförderung für effiziente Gebäude - Wohngebäude

    BHKW für Industrie und Gewerbe

    In einem Gewerbe- oder Industriebetrieb lässt sich mit spitzem Bleistift sehr gut errechnen, wie viel mit einem BHKW gespart werden kann, weil ein hoher Energiebedarf vorliegt und häufig sogar im Schichtbetrieb rund um die Uhr gearbeitet wird. So eine Investition sollte aber immer auch mit Alternativen wie einer großen Photovoltaik-Anlage verglichen werden, um sich für die insgesamt günstigste Lösung zu entscheiden.

    BHKW für Biogasanlagen

    Ein Blockheizkraft ist für Biogasanlagen mehr oder weniger ein Muss. Zwar könnte das Biogas theoretisch auch direkt verheizt werden, aber der Aufbau und die Finanzierung moderner Biogasanlagen sind stets darauf ausgelegt, Strom ins öffentliche Netz einzuspeisen und die Abwärme des BHKW in einem Nah- bzw. Fernwärme-Netz zu verteilen.

    BHKW für Mehrfamilienhäuser

    In einem Mehrfamilienhaus kann die Anschaffung eines BHKW durchaus wirtschaftlich sein, manchmal sogar schon ab 2 oder 3 Parteien. (Da es nur Strom produziert, wenn gleichzeitig auch Wärme erzeugt wird, ist hier eine Abdeckung des Warmwasserbedarfes sinnvoll.)

    Ab etwa 35.000 Kilowattstunden Wärmebedarf pro Jahr kann grundsätzlich über die Anschaffung es Blockheizkraftwerkes nachgedacht werden. Dennoch sollten Sie auch prüfen, ob nicht vielleicht Brennstoffzellen, Holzheizungen oder gar Wärmepumpen eine bessere Lösung wären, auch wenn die beiden letztgenannten Optionen keinen Strom erzeugen.

    BHKW für private Haushalte

    In ganz speziellen Fällen kann der Einsatz eines BHKW im privaten Sektor sinnvoll und wirtschaftlich sein. Sie können aber davon ausgehen, dass ein 150 bis 300 Quadratmeter großes Haus nicht wirklich für so etwas prädestiniert ist. Stattdessen sollten Sie zumindest über einfache Dämm-Maßnahmen, den Austausch von Fenstern und die Modernisierung der Heizung nachdenken. Auch eine Photovoltaik-Anlage kann die Stromkosten senken, aber wartet mit deutlich geringeren Wartungskosten als ein BHKW auf.

    Quelle: © ErdgasSuedwest / youtube.com


    Kosten und Förderung für ein BHKW

    Bild: BHKW Kosten & Förderung
    Rentabel dank Förderung - das BHKW | © geralt / pixabay.com CC0

    Je nach Bauart und Leistung des BHKW liegen die Anschaffungskosten inklusive Einbau und Zubehör bei ca. 25.000 bis 35.000 Euro für ein Mikro-BHKW. Größere Anlagen kosten entsprechend mehr. Allerdings sind diese Anlagen nicht für Ein- oder Mehrfamilienhäuser geeignet.

    Da es sich bei BHKW um eine umweltfreundliche Technologie handelt, wird diese von verschiedenen Stellen gefördert. Das relativiert den hohen Anschaffungspreis etwas und ermöglicht eine Amortisation der Anlage.

    Umfangreiche Förderungen

    Bis zum 31.12.2020 konnte man für BHKW mit einer Leistung bis 20 Kilowatt vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) den sogenannten Mini-KWK-Zuschuss inklusive Bonusförderung für besonders effiziente Anlagen erhalten. Diese Förderung existiert seit 01.01.2021 nicht mehr - sie ist ersatzlos gestrichen worden. Die einzige direkte Förderung für BHKW, die noch verfügbar ist, ist die KfW-Förderung der Brennstoffzelle - eine Variante des BHKW. Hier kann man - je nach Leistung der Anlage - durch den Zuschuss KfW 433 der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) eine Förderung von mindestens 6.800 bis maximal 34.300 Euro erhalten.

    Für alle anderen BHKW bietet die KfW im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude BEG WG (Effizienzhaus-Förderung) seit 01.07.2021 allerdings anteilige Förderung, wenn sie erneuerbare Energien (z. B. Biomasse) nutzen. Ansonsten stellt das BAFA aktuell für BHKW bis 50 kW el den sogenannten KWK-Zuschlag zur Verfügung. Bei diesem handelt es sich um eine Vergütung für selbst erzeugten Strom für einen Zeitraum von 30.000 Volllast-Stunden (ca. 3,5 bis 6 Jahre lang). Dabei erhalten Sie für überschüssigen, ins Netz eingespeisten Strom eine Vergütung von 0,16 Euro pro Kilowattstunde und für selbst genutzten eine von 0,08 Euro pro Kilowattstunde. 

    Zudem kann man vom Netzbetreiber noch eine laufende Vergütung für eingespeisten Strom bekommen. Dabei ist die Höhe der Vergütung verhandelbar, beträgt aber mindestens den KWK-Basisload-Wert von aktuell 0,02 Euro pro Kilowattstunde. Umstritten ist dagegen die Höhe des Zuschusses für vermiedene Netznutzung für dezentral eingespeisten Strom, die sogenannten vermiedenen Netznutzungsentgelte (VNNE) - die VNNE liegen zwischen 0,01 und 1,5 Cent pro Kilowattstunde.

    Eine weitere Möglichkeit der Förderung besteht darin, sich vom örtlichen Hauptzollamt die Energiesteuer für den Brennstoff (nicht für Öl) des BHKW in Höhe von 0,55 Cent pro Kilowattstunde zurückzahlen zu lassen. Zudem können sich Unternehmen im Rahmen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes für selbst erzeugten und verbrauchten Strom aus hocheffizienten KWK-Anlagen von der vollen EEG-Umlage auf eine auf 40 Prozent reduzierte einstufen lassen. Berechtigt hierzu sind Unternehmen, die bei Zahlung der vollen Umlage im internationalen Vergleich nicht mehr konkurrenzfähig wären.

    Programm BHKW Förderung
    BAFA Mini-KWK-Zuschuss Seit 01.01.2021 eingstellt
    BAFA Mini-KWK-Zuschuss Bonus für effiziente Anlagen Seit 01.01.2021 eingstellt
    KfW BEG WG: Zuschuss KfW 461 oder Kredit KfW 261 mit Tilgungszuschuss Seit 01.07.2021: Zuschuss / Tilgungszuschuss bis zu 50 % der förderfähigen Kosten bzw. der Kreditsumme von höchstens 150.000 €, maximal 75.000 € (Sanierung)
    KfW 433 Brennstoffzellen-BHKW Mindestens 6.800 € + 550 € / 100 Wattel Anlagenleistung, maximal 34.300 €
    BAFA KWK-Zuschlag (30.000 Vollbenutzungs-Stunden) 0,16 € pro kWh (Einspeisung), 0,08 € pro kWh (Eigenverbrauch)
    Vergütung für eingespeisten Strom (Netzbetreiber) 0,02 € pro kWh
    Zuschuss für vermiedene Netznutzungsentglte (VNNE) 0,01 - 1,5 Ct / kWh
    Örtliches Hauptzollamt Rückerstattung der Energiesteuer (nicht für Öl) 0,55 Ct pro kWh
    Mikro-KWK-Anlage vom Fachmann

    Energiebedarf und Wirtschaftlichkeit

    Wir werden an dieser Stelle eine beispielhafte Berechnung der Wirtschaftlichkeit eines BHKW aufzeigen. Hierzu sollten Sie wissen, dass dabei nicht allein die Wärme- und Stromerzeugung, sondern auch Förderungen, die Einspeisevergütung und die Rückerstattung der Energiesteuer berücksichtigt werden müssen. Viele Variablen gibt es zudem bei den jährlichen Laufzeiten, weil nicht alle Anlagen immer voll ausgelastet werden können.

    Der tatsächliche Energiebedarf für Wärme und Strom spielt also ein wesentliche Rolle und sollte für eines der kleisnsten erhältlichen BHKW (Dachs 2.9) mindestens bei 40.000 Kilowattstunden für Wärme und 10.000 Kilowattstunden für Strom liegen. Grundsätzlich kann man sagen, dass sich ein gasbetriebenes BHKW gegenüber einer Gas-Brennwertheizung nach ca. 20 Jahren recht deutlich amortisiert.

    Infografik: Amortisation eines BHKW im Vergleich mit einer Gasheizung
    Wirtschaftlichkeit eines BHKW im Vergleich zur Gasheizung | © Energieheld

    Gasverbrauch eines BHKW berechnen

    Zwar gibt es auch viele andere Brennstoffe für Blockheizkraftwerke, aber gasbetriebene sind doch recht häufig vertreten. Leider ist es gar nicht so einfach, auf den Webseiten der Hersteller oder anhand von Datenblättern genau zu ermitteln, wie viel Gas ein BHKW pro Jahr benötigt. Für das vormals schon erwähnte Dachs 5.5 von SenerTec liegt allerdings der Gasbedarf pro Betriebsstunde vor: Laut TÜV-Bescheinigung werden bei Erdgas unter Vollast 22,8 Kilowattstunden HO pro Betriebsstunde benötigt. Dabei steht HO für oberer Heizwert und definiert den Brennwert des Gases, also dessen Qualität bzw. die Energie, die bei seiner Verbrennung freigesetzt wird.

    Ein durchschnittliches Jahr hat 8765,81 Stunden, daher sind 4.000 bis 6.000 jährliche Volllast-Stunden für ein BHKW realistisch. Rechnen wir mit 5.000 Stunden, dann benötigt unser BHKW in diesem Beispiel also rund 114.000 Kilowattstunden Gas, die bei dieser Bedarfsmenge im Einkauf etwa bei 4 Cent pro Kilowattstunde liegen (Verivox, Stand 2020). Insgesamt kosten Sie diese 114.000 Kilowattstunden Erdgas (inkl. Grundpreis) also rund 4.800 Euro pro Jahr.

    BHKW Gasverbrauch pro Stunde Gasverbrauch pro Jahr Kosten pro Jahr
    SenerTec Dachs 5.5 22,8 kW HO 114.000 kWh ca. 4.800 €

    Die richtige Größe für Ihr BHKW finden

    Bild: Richtige Größe mit Energieberater
    Energieberater hilft die richtige Größe zu finden | © Rido / shutterstock.com

    Sie können als Privatperson davon ausgehen, dass die Berechnung der BHKW-Größe auf Basis einer Internetrecherche vergebene Liebesmüh ist. Das liegt vor allem daran, dass kaum noch echte Nano-BHKW von den Herstellern angeboten werden und in der nächstgrößeren Leistungsklasse weiß man schon gar nicht mehr, wohin mit der ganzen Wärme.

    Schaut man auf größere Anwendungen, so ist auch hier eine pauschale Berechnung an dieser Stelle wenig sinnvoll, da zu viele Sonderfälle existieren. Wie weiter oben bereits erwähnt, benötigt selbst ein sehr kleines BHKW einen jährlichen Wärmebedarf von mindestens 40.000 Kilowattstunden und einen Strombedarf von ca. 10.000 Kilowattstunden pro Jahr, um wirtschaftlich arbeiten zu können. Energieberater oder auch Kundenberater der jeweiligen Hersteller können Sie zum Thema Größen-Berechnung für Blockheizkraftwerke bei echtem Interesse jedoch sehr ausführlich vor Ort beraten.

    Bild: Energieheld-Tipps

    Die richtige Größe eines BHKW für Ihr Eigenheim zu finden, ist nicht einfach. Sie muss kompliziert berechnet werden und kleine Fehler hierbei können dazu führen, dass das BHKW anschließend überdimensioniert ist und sich nie amortisiert. Ein Energieberater kann Ihnen helfen, die richtige Größe zu berechnen, sodass sich der Einsatz sowohl für Ihre Finanzen als auch für die Umwelt lohnt.


    Blockheizkraftwerk mit Förderung

    Der Markt in 2021/2022: Hersteller im Überblick

    Wer sich für ein BHKW als Heizung und Stromerzeuger für sein Einfamilienhaus interessiert, wird feststellen, dass es für diesen Leistungsbereich kaum (noch) Angebote gibt. Einige Hersteller haben inzwischen Konkurs angemeldet und selbst große Hersteller haben die Produktion von Nano-BHKW eingestellt. Stattdessen werden verstärkt Brennstoffzellen angeboten.

    Diese erzeugen ebenfalls Strom und Wärme und arbeiten im Gegensatz zu BHKW auch schon im Teillastbetrieb sehr effizient. Dadurch sind sie für den Betrieb in Einfamilienhäusern mit niedrigem jährlichem Wärmebedarf viel besser geeignet. In der folgenden Tabelle finden Sie einen Überblick zu den (ehemaligen) Herstellern von Nano-BHKW.

    Hersteller Angebot Nano-BHKW (bis 2,5 kWel) Angebot Brennstoffzellen (bis 2,5 kWel)
    Baxi Innotech (Unternehmen existiert nicht mehr) Nein Nein
    SOLIDPower Nein Ja
    Bosch Thermotechnik (Buderus) Nein Ja
    Brötje Nein Nein
    Ceramic fuel cells (Unternehmen existiert nicht mehr) Nein Nein
    Elcore (Unternehmen existiert nicht mehr) Nein Nein
    Hexis Nein Ja
    intelli (Unternehmen existiert nicht mehr) Nein Nein
    kirsch homeenergy (Unternehmen existiert nicht mehr) Nein Nein
    lion energy (Unternehmen existiert nicht mehr) Nein Nein
    Motoren-AT (Unternehmen existiert nicht mehr) Nein Nein
    Navien (läuft noch, nur USA und Asien) Nein Nein
    ÖkoFen Nein Nein
    Paradigma Nein Nein
    Remeha Ja Ja
    Senertec Nein Ja
    Vaillant Nein Nein
    Viessmann Nein Ja
    WhisperGen (Unternehmen existiert nicht mehr) Nein Nein