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BHKW

In den Medien taucht zunehmend häufiger die Abkürzung »BHKW« auf, die in Verbindung mit energiesparender Wärmeerzeugung verwendet wird. Diese Abkürzung steht für »Blockheizkraftwerk«.

Erzeugt man in einem kleinen Kraftwerk aus Heizöl, Erdgas oder Biogas gleichzeitig Wärme und Strom, also Kraft, spricht man von einer Kraft-Wärme-Kopplung, wobei dieser Begriff wiederum mit »KWK« abgekürzt wird. Ist diese kleine Anlage auch noch kompakt gebaut und steht diese dezentral und nicht in einem Kraftwerk, handelt es sich dann um das so bezeichnete BHKW. Das BHKW wird mit einem Verbrennungsmotor angetrieben, weiterhin gehört zu einer solchen Anlage auch noch ein Heizkessel, der als Spitzenkessel dient. Blockheizkraftwerke werden meist zur Versorgung eines Gebäudekomplexes oder einer kleineren bis mittleren Wohnsiedlung mit Fernwärme und Strom betrieben. Sofern beim Betrieb eines BHKW´s überschüssiger Strom anfällt, wird dieser in das öffentliche Stromversorgungsnetz eingespeist, evtl. höherer Strombedarf wird über das öffentliche Stromnetz gedeckt. Durch die Kraft-Wärme-Kopplung erreicht man eine Brennstoffausnutzung von 80 bis 85 %, wenn eine solche Anlage im optimalen Betriebspunkt betrieben wird.

Durch die Verbrennung des Heizöls bzw. Gases in einem Generator wird Wärmeenergie erzeugt. Die sowohl im Kühlwasser als auch in den Abgasen des Motors enthaltene Wärme, die zusätzlich zum Strom anfällt, wird zur Erwärmung von Brauchwasser genutzt. In herkömmlichen Kraftwerken wird die bei der Stromerzeugung anfallende Abwärme ungenutzt an die Umwelt abgegeben, sodass der Energienutzungsgrad solcher Anlagen bei lediglich 30 bis 45 % liegt. Durch die gezielte Nutzung der sowieso anfallenden Abwärme erhöht sich der Energienutzungsgrad des Gesamtprozesses ganz erheblich auf 80 bis 90 %, damit einhergehend werden die CO2-Emissionen, die bei der Energieumwandlung der fossilen Energieträger freigesetzt werden, entscheidend gesenkt, und zwar um bis zu 30 %.

Zunehmend werden kompakte BHKW´s auch in kleineren Wohneinheiten, z.B. in Mehrfamilienwohnhäusern oder in Hotels, eingesetzt. So kann direkt vor Ort ohne weitere Transportverluste gleichzeitig Strom, Wärme und heißes Wasser erzeugt werden. Wird in einem BHKW der Motor mit Erdgas betrieben, verbraucht eine solche Anlage etwa 40 % weniger Primärenergie als Anlagen, die diese Nutzenergien jeweils getrennt voneinander erzeugen. Der Kohlendioxidausstoß ist entsprechend geringer. Das Prinzip entspricht dem des Autos: In diesem wird im Motor Primärenergie, also Diesel oder Benzin, verbrannt. Der Motor erzeugt dabei Bewegungsenergie, Wärme für die Heizungsanlage und über die Lichtmaschine auch etwas Strom. Der größte Teil der Wärmeenergie wird jedoch nicht genutzt, heiße Abgase werden über den Auspuff ausgestoßen, der Motor wird über einen Kühlwasserkreislauf gekühlt, der Wirkungsgrad ist entsprechend gering.

Anders als im Auto wird im BHKW jedoch die Wärme des Motors nicht ungenutzt „in den Kamin geblasen“, sondern es wird damit ein Generator angetrieben, der Strom erzeugt, das anfallende Kühlwasser wird nutzbringend für die Raumheizung eingesetzt, da es mit einem Temperaturniveau von etwa 80°C in einem günstigen Bereich liegt. Die Gesamtlaufleistung eines Erdgasmotors in einem BHKW beträgt etwa 30.000 bis 40.000 Betriebsstunden. Im Vergleich zu einem Automotor, welcher für eine durchschnittliche Laufleistung von etwa 200.000 km ausgelegt ist, entspricht die Lebensdauer eines BHKW-Motors somit etwa dem 10fachen Wert eines Automotors. Die Energieeffizienz ist nochmals entsprechend höher, da für die Herstellung eines Motors ebenfalls Primärenergie benötigt wird. Im Gegensatz zum Automotor sind die Abgastemperaturen eines BHKW-Motors mit bis zu 500°C sehr hoch, sodass diese insbesondere bei größeren Versorgungseinheiten wie z.B. einem Krankenhaus nutzbringend zur Dampferzeugung eingesetzt werden können.

Die Gesamtenergiebilanz eines BHKW´s ist durchaus positiv zu beurteilen. Erdgas zählt zu den Primärenergieträgern, aber auch Biogasanlagen sind bereits auf dem Markt verfügbar. Erdgas lässt sich ohne weitere Umwandlungsprozesse direkt zum Betrieb des Motors einsetzen, sodass keine weiteren Energieverluste und Schadstoffemissionen wie z.B. beim Heizöl oder Diesel entstehen. Erdgasmotoren erreichen aufgrund der guten verbrennungstechnischen Eigenschaften hohe Gesamtwirkungsgrade, sodass gasbetriebene Anlagen gegenüber dieselbetriebenen Anlagen nochmals einen höheren Gesamtwirkungsgrad aufweisen. Erdgasbetriebene BHKW´s erreichen leicht einen Wirkungsgrad von 85 % und mehr. Eine wirtschaftliche Voraussetzung für alle BHKW´s ist die große Nähe zum Endverbraucher, damit Transportverluste minimiert werden. Der ideale Einsatzort eines BHKW´s ist somit die Wohnhaussiedlung, das kleinere Gewerbegebiet, das Krankenhaus oder die Hotelanlage.

In Großanlagen kann die Kraft-Wärme-Kopplung auch bei Kernkraftwerken oder Müllverbrennungsanlagen realisiert werden, hier ist jedoch für den Wärmetransport ein Fernwärmenetz erforderlich, für dessen Herstellung und Unterhaltung entsprechend hohe Kosten anfallen, gleichzeitig sind die Wärmeverluste aufgrund der relativ großen Transportwege entsprechend hoch, sodass der Gesamtwirkungsgrad deutlich schlechter ist als bei verbrauchernahen Wohneinheiten.

siehe auch:
- Abgasklappe
- Anlagentechnik
- Biogas
- Blockheizkraftwerk
- Brennstoffzelle
- Brennwertkessel
- CO2
- Energiekosten
- Geothermie
- Heizkessel - Erneuerung
- Klimawandel
- NAWAROS
- Photovoltaik
- Solarenergieeintrag
- Solarthermie
- Treibhauseffekt
- Windenergie
- Wirkungsgrad