Wie funktioniert ein BHKW genau?

Ein Blockheizkraftwerk, kurz BHKW, besteht aus 3 Hauptkomponenten:

  • einem Motor
  • dem Generator
  • und dem Wärmetauscher

Der Motor wird mit einem Brennstoff betrieben, die erzeugte Energie wandelt der Generator in elektrischen Strom um und die anfallende Abwärme wird durch den Wärmetauscher als Heizenergie brauchbar gemacht.

Wenn ein Kraftwerk sowohl Wärme als auch Strom erzeugt, dann spricht man von „Kraft-Wärme-Kopplung“, KWK abgekürzt. Die KWK beschreibt ein Prinzip, mit dem mechanische Energie in elektrische Energie, also in Strom, und in nutzbare Wärme für Heizzwecke oder für Produktionsprozesse gewonnen wird. Die bei der Stromerzeugung entstandene Nutzwärme verpufft nicht ungenutzt, sondern wird ausgekoppelt und als wertvoller Energieträger genutzt. Verschiedene elektrische Schalt- und Steuereinrichtungen für das Kraftmanagement sowie hydraulische Einrichtungen zur Verteilung der Wärme unterstützen den Prozess der Kraft-Wärme-Kopplung. Ein Wärmespeicher oder ein Spitzenkessel ergänzen das BHKW und sorgen auch bei Entnahmespitzen für die zuverlässige Verfügbarkeit von warmem Brauchwasser.

Auch große Kraftwerke können nach dem KWK-Prinzip arbeiten. Bei der Übertragung der thermischen Energie über Fernwärmeleitungen und der elektrischen Energie über Hochspannungsleitungen geht jedoch viel Energie verloren.

Das ist der große Vorteil der kleinen Blockheizkraftwerke: Sie stehen direkt bei den Verbrauchern, zumeist im Keller. Moderne Giese Energator BHKW-Anlagen arbeiten mit Wirkungsgraden von bis zu 95%. Zum Vergleich: Photovoltaikmodule haben einen Wirkungsgrad unter 20%! Allerdings muss man hier fairerweise dazu sagen, dass die eingesetzte Sonnenenergie kostenlos vorhanden ist. Großkraftwerke erreichen dagegen häufig nur Wirkungsgrade von rund 45 %, da die produzierte Wärme oft nicht genutzt werden kann und über Kühltürme an die Umwelt abgegeben wird. Für die Nutzung der Wärme, zum Beispiel als Fernwärme, muss einerseits ein aufwändiges Leitungsnetz installiert und andererseits mit hohen Übertragungsverlusten gerechnet werden.

Das Konzept „Virtuelles Kraftwerk“

Wenn viele kleine KWK-Anlagen von einer zentralen Stelle gesteuert werden, spricht man von einem „virtuellen Kraftwerk”. Dieses Konzept hat verschiedene Vorteile gegenüber Großkraftwerken: Es ist wesentlich effizienter, benötigt keine großen Flächen und es kann sehr schnell reguliert werden. Der zuletzt genannte Punkt bietet eine wichtige Chance für die Integration erneuerbarer Energien, da diese wesentlich auf schnelle Regulierbarkeit, also auf Flexibilität angewiesen sind. Beispielsweise erzeugen Windkraftanlagen bei guten Windverhältnissen viel Strom, der direkt verbraucht werden muss, da Strom nur sehr schwer gespeichert werden kann. Daher ist es wichtig, dass andere Kraftwerke in diesen Zeiten schnell heruntergefahren werden können – was Großkraftwerke in der Regel nicht leisten können. So können BHKW beim Umbau des ganzen Stromsystems in Deutschland helfen und die Energiewende unterstützen.