Kraft-Wärme-Kopplung

Vollständige Erfüllung
Relevante Paragraphen:
Anerkennung:§ 10.1
Kombinationen:§ 11.1, 11.2 Satz 1+3
Sachkundiger:§ 3 Nr. 11
 
Nachweiserbringung nach § 20:
Vorlage für untere Baurechtsbehörde

Kraft-Wärme-Kopplung im EWärmeG

Eine Heizungsanlage mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erzeugt gleichzeitig Strom und Wärme. Das spart Pri­mär­en­er­gie und schützt so das Klima. Dazu werden Blockheizkraftwerke (BHKW) mit Verbrennungs-, Stir­ling­motor oder einer Brenn­stoff­zelle genutzt. Im Erneuerbare-Wärme-Gesetz sind nur hoch­effi­ziente Anlagen im Sinne der EU-Richtlinie 2012/27/EU mit einem Ge­samt­wirkungs­grad von mindestens 80 % als Ersatzerfüllung an­rech­en­bar.

KWK-Kleinanlagen mit einer elek­trischen Leis­tung von bis zu 20 kW er­fül­len das EWärmeG kom­plett, wenn 15 kWh Strom pro m² Wohn­fläche und Jahr paral­lel er­zeugt werden. Eine pau­schale Berech­nung zur an­teil­igen Er­fül­lung ist mög­lich.

Beispiel: Ein Ein­familien­haus mit 150 m² Wohnfläche benötigt ein kleines BHKW (≤ 20 kWel), das 2.250 kWh Strom produziert (150 m² * 15 kWh). Bspw. würde eine 2 kWel-Anlage mit 1.125 Voll­last­betriebs­stunden pro Jahr die Vorgaben erfüllen.

Größere KWK-Anlagen mit über 20 kW elek­trischer Leis­tung er­fül­len das Gesetz voll­stän­dig, wenn der Wärme­energie­bedarf zu mehr als 50 % durch die KWK-Anlage ab­ge­deckt wird. Auch größere An­la­gen kön­nen nach Be­rech­nung im Ein­zel­fall an­tei­lig an­ge­rech­net werden. Hierbei darf ein ggf. zu­sätz­lich in­stal­lier­ter Spitzen­last­kes­sel nicht berück­sich­tigt werden.

Kombination mit anderen Erfüllungsoptionen

Bei einer wirtschaft­lichen Aus­le­gung der KWK-Anlage werden in der Regel die oben auf­geführ­ten Vor­ga­ben (über)er­füllt. Falls den­noch nur eine an­tei­lige Er­fül­lung mit dem BHKW zu er­reich­en ist, kann ein ggf. in­stal­lier­ter (Spitzen­last)Gas­kessel mit einem Biogas­gemisch befeuert werden. Eine Kombination mit dem Sanier­ungs­fahr­plan oder tat­säch­lichen Dämm­maß­nah­men können auch Sinn er­geben, da diese un­ab­häng­ig von der Er­zeu­ger­ein­heit durch­zu­führen sind.

Gängige Kombinationen: Gasheizung mit Biogas, Sanierungsfahrplan, Dachdämmung

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Stand der Technik - Das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung

Kraft-Wärme-Kopplung oder kurz KWK bezeichnet die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme. In einem kon­ventio­nellen Kraft­werk wird üblicherweise nur ca. ⅓ der ein­gesetzten Brenn­stoff­energie in Strom umgewandelt. Die restlichen ⅔ werden als Abwärme über den Kühlturm an die Umwelt abgegeben und somit nicht sinnvoll verwertet. Im Gegensatz dazu arbeitet eine KWK-Anlage deutlich effizienter, da sowohl der Strom, als auch die anfallende Wärme und somit der gesamte Brennstoff (fast) vollständig genutzt wird. So eine KWK-Anlage wird gewöhnlich Blockheizkraftwerk oder kurz BHKW genannt.

Einsatzorte von kleinen und großen BHKW

Der am häufigsten eingesetzte BHKW-Typ ist der Gasmotor. Dieser kommt aus dem LKW- oder PKW-Bereich und wurde auf den stationären Einsatz in einem BHKW weiter­entwickelt und optimiert. Es werden aber alternativ auch Gasturbinen, Brennstoffzellen, Stirling-Motoren und andere Strom­erzeugungs­anlagen eingesetzt. Dementsprechend wird als Brennstoff überwiegend Erdgas verwendet; je nach Anforderung aber auch Öl, Flüssig­gas oder Wasser­stoff. In größeren Anlagen mit mehreren Megawatt (MW) elektrischer Leistung werden auch feste Brenn­stoffe wie Holz oder Kohle eingesetzt. Hierbei wird mit der Abgaswärme Dampf erzeugt und somit über eine Dampf­turbine Strom produziert. Bei kleineren Anlagen werden auch ORC-Anlagen (ORC = Organic Rankine Cycle) eingesetzt. Dies ist auch ein Dampf­prozess, jedoch wird hierbei ein anderes Medium als Wasser genutzt.

Im Wohn­bereich werden die kleinsten BHKW eingesetzt. In einem Mehr­familien­haus liegt die elektrische Leistung bei 5 bis 50 kW. In einem Ein- oder Zwei­familien­haus werden noch kleinere BHKW mit einer Leistung von 1 bis 5 kW eingesetzt.

Kleinanlage für Kraft-Wärme-Kopplung
Hinweis: Die Preise beginnen bei ca. 15.000 €. Der hohe Anschaffungs­preis finanziert sich über die einge­sparten Strom- und Wärme­kosten. Ein wirtschaft­licher Betrieb setzt einen aus­reichen­den Strom- und Wärme­bedarf voraus, um auf hohe Nutzungs­stunden des BHKW zu kommen. Hierfür wird das BHKW so ausgelegt, dass es die Grund­last­wärme abdeckt. Leistungs­spitzen im Winter können durch einen zusätzlichen Gas­kessel abgedeckt werden. Aufgrund der hohen Effi­zienz werden BHKW finanziell gefördert. Die BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhr­kontrolle) gewährt einen einmaligen Zuschuss je nach Anlagen­größe und zahlt einen Zuschlag je erzeugter kWh Strom. Die Energie­steuer auf das im BHKW eingesetzte Erdgas wird auf Antrag zurück­erstattet. Das Bundes­land oder der örtliche Energie­versorger haben teilweise noch zusätzliche Förder­programme für KWK-Anlagen. BHKW-Angebot kostenlos einholen …

KWK-Anlagen haben ein sehr großes Einsatz­spektrum. Neben dem Einsatz von Kleinst­anlagen in Wohn­häusern nutzen Unternehmen die Wärme und den produzierten Strom von größeren BHKW auch direkt in ihrem Betrieb (Leistungsbereich 100 bis 5.000 kW). Hotels, Kranken­häuser und Schwimm­bäder nutzen BHKW um Warm­wasser, Heizwärme und Strom zu erzeugen (Leistungs­bereich 5 bis 1.000 kW). Kraft­werke mit einer Größe von mehreren 100 MW elektrischer Leistung können die Abwärme auch in ein Wärmenetz einspeisen und den Strom in das öffentliche Netz einfließen lassen.