Mikro BHKW im Einfamilienhaus

Als Mikro BHKW sollen Blockheizkraftwerke im Einfamilienhaus oder in kleineren Gebäuden mit mehreren Wohneinheiten zum Einsatz kommen. Der Betrieb eines BHKW in kleinen Wohngebäuden lohnt sich in der Praxis aber nur in den seltensten Fällen. Unter welchen Bedingungen macht ein Einsatz eines BHKW’s Sinn?

Funktionsweise eines BHKW

Ein konventionelles Kraftwerk verbrennt einen fossilen Brennstoff um damit Strom zu erzeugen. Die überschüssige Wärme wird z.B. als Abfallprodukt in einem Kühlturm ungenutzt an die Umwelt abgegeben. In einem Blockheizkraftwerk (BHKW) treibt ein Verbrennungsmotor einen Generator an, der elektrischen Strom erzeugt. Als Brennstoff verwendet das BHKW in den meisten Fällen Gas oder Heizöl. Ein Wärmetauscher überträgt die Abwärme des Motors an das Heizungssystem und lädt damit einen Pufferspeicher auf. Da alle Komponenten în einem einzigen Modul (Block) integriert sind, bezeichnet man die Anlage als Blockheizkraftwerk. Die Abwärme wird vor Ort für Heizung und Warmwasser verwendet, weshalb ein BHKW energetisch sehr effizient arbeitet. Heizkraftwerke arbeiten nach dem gleichen Prinzip, indem zusätzlich zum Strom Nah- oder Fernwärme erzeugt wird.

Der elektrische Wirkungsgrad eines BHKW liegt bei ca. 30-40 %, der thermische Wirkungsgrad beträgt 50-60 %. Ein Blockheizkraftwerk erzeugt im Vergleich zu einem konventionellen Wärmeerzeuger neben Wärme zusätzlich eine höherwertigere Energie in Form von Strom und nutzt damit die fossile Energie besser aus als ein Kraftwerk.

Einsatzbedingungen

Blockheizkraftwerke sind in der Anschaffung teuer und im Betrieb wartungsintensiv. Für einen wirtschaftlichen Betrieb sollten diese möglichst oft und lange laufen. Das heißt, es muss gleichzeitig ein großer Wärme- und Strombedarf vor Ort über das ganze Jahr vorhanden sein. Eine Einspeisung des Stroms in das öffentliche Netz sollte möglichst selten vorkommen. Als grobe Regel kann man sagen, dass ein BHKW wirtschaftlich ist, wenn es mindestens 5.000 Stunden im Jahr läuft. In einem durchschnittlichen Einfamilienhaus kommt man dagegen nur auf Laufzeiten von maximal 3.000 Stunden

BHKW’s für kleine Wohngebäude haben normalerweise eine elektrische Leistung zwischen 2,5 kW bis 5,5 kW und eine thermische Leistung zwischen 6 kW und 15 kW. Diese BHKW’s bezeichnet man aufgrund der Leistungsgröße auch Mikro-BHKW. Anlagen unter 2,5 kW elektrischer Leistung werden Nano-BHKW genannt. In einem Einfamilienhaus mit 4 Personen liegt der Strombedarf im Mittel bei 3.500 kWh im Jahr. Ein kleines Mikro-BHKW erzeugt mit einer Laufzeit von 3.000 Stunden mindestens 7.500 kWh Strom, wovon weniger als 2.000 kWh selbst verbraucht werden. Das BHKW speist daher einen Großteil des Stroms in das öffentliche Strom-Verteilnetz. In Gebäuden mit einem aktuellen Dämmstandard sind die Laufzeiten aufgrund des geringeren Wärmebedarfs noch niedriger. Wenn keine zusätzlichen Verbraucher wie z.B. ein Schwimmbad vorhanden sind, sind die Laufzeiten und der Bedarf von Strom zu gering, damit ein BHKW in einem kleinen Wohngebäude wirtschaftlich ist.  

Ein BHKW ist kein vollständiger Ersatz für eine konventionelle Heizung. Die Dimensionierung erfolgt so, dass nur ein Teil der benötigten Wärme erzeugt wird. Neben dem BHKW muss daher zusätzlich eine konventionelle Heizungsanlage installiert sein. Obwohl diese etwas geringer in der Leistung ausgelegt werden kann, macht dies in der Praxis von den Investitionen her keinen relevanten Unterschied. Die Investitionskosten eines BHKW’s entstehen daher als Zusatzkosten, die sich allein durch den Wert des erzeugten Stroms amortisieren müssen.

Erfahrungen aus der Praxis

Die Firma Lichtblick startete 2009 das Projekt „Zuhausekraftwerk“, um 100.000 BHKW in Kooperation mit Volkswagen dezentral in Ein-und Mehrfamilienhäusern aufzustellen. Im Jahr 2014 wurde das Projekt beendet. Lichtblick bezeichnete das Projekt als „wirtschaftlichen Totalschaden“. Von den damals installierten 1.000 BHKW‘s waren nur noch 500 in Betrieb, die aber auch in den roten Zahlen waren. Es sollte zu denken geben, dass trotz großer Stückzahlen die beiden Firmen keinen wirtschaftlichen Betrieb erreichen konnten.

Vor einem Kauf sollte man sich in entsprechenden Foren selbst informieren (z.B. www.bhkw-forum.de ). Dort erhält man realistische Erfahrungsberichte von Betreibern bzw. kann auch von den Usern des Forums oder Installateuren eine erste Einschätzung für die Planung bekommen.

Kosten

Die Installation eines Mikro-BHKW’s mit 5 kW elektrischer Leistung kostet in Summe ca. 30-40 Tsd. Euro. Neben den reinen Kosten für das BHKW sind noch die Investitionen für einen Pufferspeicher sowie elektrische Anschlüsse inkl. Zähler enthalten. Zusätzlich muss ein geeigneter Aufstellungsraum für das BHKW mit einem Kaminanschluss zur Verfügung stehen. Neben dem reinen Platzbedarf sollte der Raum so beschaffen sein, dass das hörbare Motorengeräusch gedämmt wird. Die Kosten für den Raum plus Installation der Verrohrung sind ebenfalls noch zu berücksichtigen. Bei kleinen Mikro-BHKW’s mit einer Leistung von 2,5 kW muss man mit Investitionskosten von mindestens 18 -20 Tsd. € rechnen. Ein Marken BHKW wie der Senertec Dachs mit 2,9 kW elektrischer Leistung kostet ca. 23 Tsd. Euro inklusive Installation. Es ist zu beachten, dass diese Kosten zusätzlich zu einer Heizungsanlage kommen, da ein BHKW nur einen Teil der Wärme erzeugt und die konventionelle Heizungsanlage die Spitzenleistung an kalten Tagen zur Verfügung stellt.

Die Wartung eines Heizkessels kann von jedem Heizungsbauer durchgeführt werden. In der Regel installiert ein von einem durch den Hersteller autorisierter Fachbetrieb das BHKW und führt die Wartung durch. Ein Wechsel des Fachbetriebs ist bei Unzufriedenheit daher nicht einfach möglich. Im Schnitt muss ein Fachbetrieb ca. alle 3.000 Stunden Laufzeit eine Regelwartung durchführen (Ölwechsel, Ölfilter, Zündkerze etc.). Mindestens einmal im Jahr fallen damit Wartungskosten von ca. 500 Euro an. Darin sind die Anfahrtkosten enthalten, da der Fachbetrieb meistens nicht direkt vor Ort ist. In größeren Abständen muss eine Vollwartung durchgeführt werden (Prüfung, Reinigung bzw. Austausch von Teilen des BHKW’s), die entsprechend teurer ist. Nach Möglichkeit sollte man einen Servicevertrag schon bei der Installation abschließen, in der zu einem festen Betrag die Wartungsintervalle abgedeckt sind. Damit kann man vermeiden, dass im Betrieb unerwarteten Kosten entstehen. Unerwartete Reparaturkosten über die gesamte Laufzeit des BHKW können aber immer noch hinzukommen,

Neben Geld muss der Betreiber auch Zeit für die Verwaltung investieren. Dies fängt mit der Anmeldung des BHKW an (BAFA, Stromnetzbetreiber, Schornsteinfeger), wobei hier der Installateur unterstützen sollte. Einmal jährlich muss man beim Zoll die Rückerstattung der Energiesteuer beantragen. Zusätzlich kommt die Abrechnung mit dem Energieversorger bzgl. der Einspeisung hinzu, Einmalig ist außerdem eine Anmeldung am Marktstammdatenregister notwendig.

Förderungsmöglichkeiten

Das BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle) fördert neue BHKW’s mit einem Zuschuss für die Installation. Die Höhe hängt von der Größe des BHKW’s ab. Die genauen Förderbedingungen sind unter folgendem Link zu finden:   BAFA Förderung

Als Beispiel zahlt die BAFA für ein BHKW mit 3 KW elektrischer Leistung eine Förderung von 2.800 Euro zuzüglich 950 Euro, falls das BHKW besonders wärmeeffizient ist.

Der selbst erzeugte Strom wird ebenfalls vom BAFA gefördert. Für selbst verbrauchten Strom betragen die Zuschüsse 4 Cent pro kWh. Der in das Stromnetz eingespeiste Strom wird mit 8 Cent pro kWh vergütet. Zusätzlich erhält man als Betreiber den Strompreis an der deutschen Strombörse zuzüglich vermiedener Netzentgelte gut geschrieben. In Summe erhält man als Betreiber für den eingespeisten Strom aktuell etwas mehr als 13 Cent pro kWh. Früher war nur eine Förderung der Stromerzeugung nur über eine Laufzeit von 10 Jahren möglich. Seit 2016 ist diese für eine Laufzeit von 60.000 Stunden garantiert. Dies wirkt sich günstig für einen Einsatz in Einfamilienhäusern mit niedrigen Laufzeiten aus. Nach Ende der Förderung bekommen Sie nur noch den aktuellen Börsenpreis zuzüglich einer kleinen Entschädigung für vermiedene Netznutzungsentgelte. Damit erhält man für den eingespeisten Strom nur noch die Brennstoffkosten vergütet. Falls nur ein kleiner Teil des Stroms selbst verbraucht wird, sollte man das BHKW spätestens dann stilllegen. Alleine durch die Wartungskosten ist ein Betrieb nicht mehr rentabel.

Neben den genannten Fördermöglichkeiten sind die Brennstoffe für den Betrieb des BHKW von der Steuer befreit. Der Betreiber kann vom Hauptzollamt eine Steuerrückerstattung von 0,55 Cent/pro kWh für Erdgas und 6,014 Cent pro Liter Heizöl beantragen.

Regenerative Energien und BHKW passen nicht zusammen

Der Einbau eines Solarkollektors reduziert die benötigte Wärme. Der Einbau eines Solarkollektors mit einer richtigen Dimensionierung führt dazu, dass das BHKW von Mai bis September vollständig abgeschalten werden kann. Da damit die jährliche Laufzeit eines BHKW noch weiter sinken würde, macht dies keinen Sinn. Eine PV Anlage auf dem Dach reduziert dagegen den Anteil des vom BHKW erzeugten Stroms, der selbst verbraucht wird.

Wenn ein BHKW installiert wird, entscheidet man sich bewusst gegen die Nutzung von regenerativen Energien.

Besipielrechnung für ein Einfamilienhaus

An einem durchschnittlich gedämmten Einfamilienhaus soll eine Beispielrechnung durchgeführt werden:

• Der Wärmebedarf für Heizung und Warmwasser liegt bei ca. 25.000 kWh 
• Der Stromverbrauch beträgt 4.000 kWh im Jahr

Installiert werden soll der weit verbreitete Senertec Dachs in Form eines Mikro-BHKW’s mit einer Stromerzeugung von 2,9 kW und einer thermischen Leistung von 7 kW. Die Investitionen inklusive Einbau liegen bei ca. 23 Tsd. Euro. Mit eine Förderung der BAFA von 3.087,50 Euro inkl. eines Effizienz Bonus bleiben Kosten von ca. 20 Tsd. Euro.

Um die Berechnung zu vereinfachen, werden einige Annahme getroffen, die aber immer zu Gunsten eines BHKW’s sind.

Annahme 1: Laufzeit

Um den Wärmebedarf des Gebäudes zu decken, läuft das BHKW rein rechnerisch 3.300 Stunden im Jahr. Die tatsächliche Laufzeit liegt in der Praxis deutlich niedriger, da eine konventionelle Heizung einen Teil des Wärmebedarfs deckt. Für die Berechnung wird vereinfacht eine Laufzeit von 3.300 Stunden angenommen.

Annahme 2: Stromverbrauch

Das BHKW erzeugt mit einer Laufzeit von 3.300 Stunden 9.500 kWh Strom. Es wird die unrealistische Annahme getroffen, dass 100% des Stroms selbst verbraucht werden. In der Praxis dürften es mit 2.000 kWh höchstens die Hälfte sein. Bei einem Strompreis von 30 Cent zzgl. 4 Cent Förderung pro kWh und einem Stromverbrauch von 4.000 kWh ist dieser insgesamt 1.360 Euro wert. Der restliche Strom wird in das öffentliche Netz eingespeist. Für 5.500 kWh eine Vergütung von  13,5 Cent, also 740 Euro. Pro Jahr ist der vom BHKW erzeugte Strom damit 2.100 Euro wert.

Annahme 3: Kosten für den Betrieb

Einmal pro Jahr führt ein Fachbetrieb eine Regelwartung mit Kosten von 500 Euro durch. Die erhöhten Kosten für die Vollwartungen werden vereinfacht nicht berücksichtigt. Es wird außerdem angenommen, dass das BHKW ohne Reparaturen über 20 Jahre läuft.

Es wird angenommen, dass man 1 kWh Erdgas benötigt, um 1 kWh Strom zu erzeugen. Nicht berücksichtigt sind die Verluste, die in Wärme für die Heizung umgewandelt werden. Bei einem Erdgaspreisen von 6 Cent pro kWh betragen die Brennstoffkosten 570 Euro zur Erzeugung des Stroms. Zuzüglich der Wartungskosten kommt man damit auf Kosten von 1.070 Euro pro Jahr. Vom Hauptzollamt gibt es bei Beantragung eine Steuergutschrift von 150 Euro. Pro Jahr spart man damit durch die Stromerzeugung 1.180 Euro durch das BHKW. Das BHKW hätte sich damit mit völlig unrealistisch positiven Annahmen erst nach 17 Jahren amortisiert. Nach 18 Jahren muss es stillgelegt werden, da die Förderung nach insgesamt 60.000 Betriebsstunden endet. In der Praxis ist der Einsatz damit für den Betreiber nicht wirtschaftlich. Nicht berücksichtigt ist der Verwaltungsaufwand, den der Betreiber hat.

Fazit

Eine Amortisation eines BHKW’s in einem Einfamilienhaus rechnet sich nur unter folgenden Annahmen:

• Der Strom wird vollständig selbst verbraucht
• Der Heizenergiebedarf ist so hoch, dass ein Betrieb von mehr als 3.000 Stunden gewährleistet ist
• Es werden während der gesamten Laufzeit keine Reparaturen durchgeführt
• Das BHKW erreicht eine Lebenszeit von mindestens 18 Jahren
• Die Kosten für den Verwaltungsaufwand werden nicht berechnet
• Risiken durch die Politik mit Auswirkungen auf Brennstoffpreise, Strompreise und Steuern werden nicht berücksichtigt

Der Betrieb eines BHKW in einem Einfamilienhaus lohnt sich nur, wenn alle diese Annahmen zutreffen. In der Praxis macht der Betreiber im Allgemeinen einen Verlust. Gewinner sind die Hersteller der Geräte sowie Installateure, die unrealistische Annahmen treffen und ahnungslose Kunden zu einem Kauf zu überreden. Ein seriöser Fachbetrieb würde von einem Einsatz abraten, falls keine Sonderbedingungen wie z.B. ein Schwimmbad vorhanden sind. Diese Aussage gilt nicht für Industrie, Gewerbebetriebe oder große Wohneinheiten, in denen aufgrund eines höheren Wärme- und Strombedarfs andere Voraussetzungen vorliegen. Hier kann der Einsatz von BHKW’s eine wirtschaftliche und ökologisch sinnvolle Alternative sein.

Kleine Brennstoffzellen sind aktuell noch sehr teuer. Da hier kein wartungsintensiver Motor installiert ist und die elektrische Leistung kleiner ausgelegt werden kann, dürften Brennstoffzellen eine bessere Ergänzung für eine konventionelle Heizung als ein BHKW in einem Einfamilienhaus sein. Alternativ bietet sich auch die Installation eines Solarkollektors und einer PV Anlage an, die langfristig wartungsfrei sind.