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Die Stromgewinnung ist in großen Kraftwerken immer mit großen Energieverlusten verbunden. Dadurch bleibt die erzeugte Wärme meistens ungenutzt.

In Blockheizkraftwerken ist dies nicht so. Da wird die erzeugte Wärme in den Kreislauf einbezogen. Man unterscheidet zwischen Blockheizkraftwerken und Micro-Kraftwerken. Micro-Kraftwerke sind für kleinere Anwendungen in Ein- und Mehrfamilienhäusern oder Miethauskomplexen konzipiert. Diese werden oft von nachwachsenden Rohstoffen betrieben. Sie sind kostengünstig, ermöglichen ein Stück weit Unabhängigkeit vom Energieversorger und arbeiten umweltfreundlich. Deshalb werden sie immer beliebter.

Funktion eines BHKW (Blockheizkraftwerk)

Mit großer Wahrscheinlichkeit werden viele Personen  schon einmal etwas von den so genannten Blockheizkraftwerken gehört haben. Obwohl diese  Form der Energiegewinnung in den Medien sehr präsent ist, weiß wohl kaum einer, was sich wirklich hinter dieser Technik im Detail versteckt. Ganz grundsätzlich kann immer davon ausgegangen werden, dass ein Blockheizkraftwerk eine Anlage zur Energieerzeugung ist, die in modularer Weise aufgebaut ist. Ziel des Blockheizkraftwerkes ist es, vornehmlich elektrischen Strom und Wärme zu erzeugen. Dabei wird über einen Verbrennungsmotor in einem Generator Strom erzeugt und gleichzeitig Wärme abgegeben. Das Verhältnis von Wärme- und Strommenge die erzeugt werden, ist je nach Auslegungsart des BHKW unterschiedlich. Doch wird fast immer mehr Wärme als Strom erzeugt.

Im Idealfall wird ein Blockheizkraftwerk immer auch direkt am Ort des Energieverbrauchs betrieben. Dennoch gibt es auch Varianten, bei denen die Nutzwärme in ein Nahwärmenetz eingespeist werden kann. Das technische Prinzip, welches hinter der Idee der Blockheizkraftwerke steht, ist die so genannte Kraft-Wärme-Kopplung. Der Hauptnutzen bei dieser Art der Wärme- und Energieerzeugung ist vor allem darin zu sehen, dass Wärme und Strom direkt vor Ort genutzt werden können.

Wichtig ist dabei, dass die erzeugte Strommenge und die Abwärme auch wirklich genutzt werden können. Zu viel produzierter Strom kann in das öffentliche Netz abgegeben werden. Überproduktionen von Warmwasser kann in speziellen Reservoirs wie Warmwasserspeichern für die spätere Nutzung gespeichert werden.

Blockheizkraftwerke werden zum Beispiel zum Betreiben von Schwimmbädern eingesetzt. Die Warmwasserversorgung ist dann mit der Stromerzeugung in einem Kreislauf gekoppelt. Das dort benötigte Warmwasser ist sonst nur mit großem Energieaufwand zu produzieren.

Neben der Verbrennung von Holzpellets als Primärenergieträger kommen auch Erdgas, Biogas, Diesel, Pflanzenöl oder Brennstoffzellen zum Einsatz.  

Die Geschichte der Blockheizkraftwerke (BHKW) – kurz und bündig

Die Geschichte der Blockheizkraftwerke ist bis auf das Jahr 1791 zurück zu führen. John Barber hat damals als erster die Antriebskraft von Motoren mittels Verbrennung erfunden. Dadurch wurde ein Schaufelrad angetrieben. In den nächsten Jahren folgten Wissenschaftler wie Robert Street und später der Franzose Philippe Lebon. Deren Erkenntnisse wurden durch Samuel Brown 1823 und Lemuel W. Wright 1833 verfeinert und ausgereifter.

Doch genug der Geschichte und hin zum wichtigen Thema der staatlichen Förderung. Die gesetzliche Grundlage in Deutschland ist hierfür das Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz. Danach wird ein Zuschlag für die Einspeisung des Stroms gewährt. Weitere Förderungsmöglichkeiten sind Steuererleichterungen wie zum Beispiel das Erlassen der Mineralölsteuer für den eingesetzten Brennstoff. Auf Länderebene gibt es zahlreiche weitere Förderungsprogramme für den Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung.

Letztendlich wird durch den Betrieb von Blockheizkraftwerken die Umwelt entlastet  und Energie wird wieder bezahlbar. Somit hat sich die Erfindung der Blockheizkraftwerke auf jeden Fall gelohnt und ihre Nutzung sollte weiter ausgebaut werden. Auch müssen wir in Richtung regenerativer Energien denken, denn unsere Ressourcen sind bekanntlich nicht unbegrenzt. Vielleicht ist eine solche Anlage schon bald über Solarenergie betreibbar und ersetzt die Fossilen Brennstoffe wie Gas und Öl.

Holz als Rohstoff für ein Blockheizkraftwekr (BHKW)

Die Kosten für diesen Rohstoff sind durch Beschaffung und Lagerung relativ hoch. Beim Holz ist darauf zu achten, dass es den Anforderungen für eine optimale Energiebilanz entspricht.

Hierzu sind folgende Eigenschaften wichtig: Die Holzfeuchte darf maximal 20 % betragen. Zudem darf es nicht chemisch behandelt sein. Um diese Holzqualität zu erhalten, muss genügend Lagerraum zur Trocknung zur Verfügung stehen. Außerdem kommen auf den Nutzer von Holz als Brennstoff gewisse Arbeiten zu, wie z.B. Beschaffung und Transport des Holzes, Ascheentsorgung und Filterwartung. Die Verfügbarkeit von Holz ist fast immer gegeben. Allerdings muss man immer einen großen Vorrat an Holz haben, um das BHKW durchgehend und effizient zu nutzen. Die Umweltverträglichkeit ist bereits dadurch gegeben, das Holz einen nachwachsenden Rohstoff darstellt. Der Ausstoß von Schadstoffen kann durch den Einbau eines Oxydationskatalysators verringert werden, womit das Einhalten der Richtlinien gewährleistet ist.

Rapsöl als Rohstoff für Blockheizkraftwerke (BHKW)

Die Nutzung von Rapsöl zur Energiegewinnung ist sicherlich der umweltfreundlichste Weg. Denn Rapsöl ist ungiftig und schwefelfrei, der Transport ist vollkommen ungefährlich. Es ist in ausreichenden Mengen und guter Qualität erhältlich. Am besten bezieht man die Vorräte kurz nach der Rapsernte, um sie dann in einem dunklen Raum unter 20°C  zu lagern. Die Kosten für diesen Rohstoff sind relativ hoch, doch er kann auch sehr effizient genutzt werden. Der Anbau von Raps auf landwirtschaftlichen Nutzflächen beträgt momentan nur einen Bruchteil des Möglichen. Und viele Flächen liegen gar noch brach. Rapsöl stellt eine äußerst umweltfreundliche Variante der Energiegewinnung dar, da auch Raps ein nachwachsender Rohstoff ist.

Gas als Rohstoff für Blockheizkraftwerke (BHKW)

Die Kosten für Gas sind vergleichsweise gering, wodurch man bei der Beschaffung des Rohstoffs für das BHKW bares Geld sparen kann. Der Transport und die Lagerung von Gas sind jedoch sehr gefährlich und erfordern hohe Sicherheitsmaßnahmen, um Explosionen oder sonstige Unfälle zu vermeiden. Durch die geringen Emissionen mit Hilfe von Filtern ist auch diese Variante der Energiegewinnung in diesem Sinne umweltfreundlich. Doch der meist weite Transport und die Tatsache, dass Erdgas ein fossiler Rohstoff ist, macht diese Variante weniger attraktiv, wenn man eine umweltfreundliche und zukunftsorientierte Möglichkeit der Energiegewinnung sucht.

Die Ausbeutung der Erdgaslagerstätten ist schwierig und kostenintensiv. Bei der Förderung und dem Transport werden große Mengen an CO2 verursacht. Und da der Erdgaspreis nachgelagert an den Ölpreis gekoppelt ist und auch hier die Vorkommen nicht unendlich sind, ist Gas als Brennstoff auf Dauer keine Alternative.

Hier entsteht der deutschsprachige blog von Econsolar zum Thema erneuerbare Energien. Aktuelle politische Diskussionen und Entscheidungen, technische Entwicklungen aber auch gegensätzliche Standpunkte zum Thema Energie werden hier veröffentlicht. Wo geht die Entwicklung hin? Was kostet uns unser Energieverbrauch? Und werden wir auch in Zukunft eine lebenswerten Umwelt haben? Der Themenbereich ist so vielschichtig und spannend, dass er jeden angeht. Unser blog wird wöchentlich aktualisiert und orientiert sich am neuesten Erkenntnisstand.

Sonnige Grüße wünscht Jörg Donig

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