Strom und Wärme kommt aus dem eigenen Heizungskeller
Energiezentralen im Heizungskeller, die gleichzeitig Strom und Wärme erzeugen, sind Betreibern von Hotels oder Schwimmbädern bekannt. Jetzt werden diese Mini-Kraftwerke auch für Ein- bis Dreifamilienhäuser angeboten, und zwar im Sinne der Energieeinsparung.
Die derzeit herrschenden Diskussionen zum Thema Energiekosten lassen darauf schließen, dass die gesetzlichen Vorgaben zu Emissionsschutz und Energieeinsparung in Deutschland eher verschärft denn zurückgenommen werden. Besonders groß deshalb das Interesse an energiesparender Wärmeerzeugung im Haus. Eine der jetzt viel diskutierten Methoden: die Kraft-Wärme-Kopplung im Kleinformat. Bei einer solchen Heiz-Kraft-Anlage (HKA) fürs Heim wird die Erzeugung elektrischer und thermischer Energie zu Gunsten eines hohen Wirkungsgrads wie beim Blockheizkraftwerk gekoppelt.
Eine der Möglichkeiten, um das umweltpolitische Programm der Bundesregierung schnell und zugleich wirtschaftlich befriedigend zu realisieren, sei – so Energieberater – die gekoppelte Strom- und Wärmeerzeugung, auch Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) genannt. Aufsehen erregen derzeit „Mini-BHKW“, also Heiz-Kraft-Anlagen (HKA), die sich wegen ihrer geringen Größe vor allem zur dezentralen Energieversorgung eignen: Der Strom und die bei der Stromerzeugung entstehende Wärme werden direkt im Objekt verbraucht. Diese als anschlussfertige Module industriell hergestellten Anlagen seien inzwischen technisch ausgereift, versichert in Schweinfurt Karl Kiessling, Geschäftsführer der SenerTec GmbH, Anbieter einer jetzt im dritten Jahr in Serie gefertigten HKA. Und auch wirtschaftlich lohne sich die Investition. Doch ihre Marktdurchdringung stecke in den Anfängen, räumt der SenerTec-Chef ein. Und so gebe es ein noch weitgehend unerschlossenes Einsatzpotential – in Gewerbe, Gastronomie, Landwirtschaft, Kleinindustrie, öffentlichen Einrichtungen sowie neuerdings auch bei Ein- bis Mehrfamilienhäusern.
Die seit 1997 in Serie gefertigte HKA nennt der Schweinfurter Hersteller „Dachs HKA“. Je nach Art des Brennstoffs – Heizöl, Gas oder Biodiesel – hat die Anlage eine elektrische Leistung von 5,0 kW bis 5,5 kW und eine thermische Leistung von 10,4 kW bis 12,5 kW. Die Leistung lässt sich bedarfsgerecht anpassen, indem bis zu sechs HKA über einen integrierten Leitregler vernetzt werden. Die wichtigsten Komponenten sind ein Einzylinder-Viertakt-Spezialmotor und ein davon angetriebener Generator, der den Strom erzeugt. Die dabei im Kühlwasser, Schmieröl und Abgas entstehende Abwärme wird zur Heizung und Warmwasserbereitung genutzt. Durch diese effektive Ausnutzung der Primärenergie erreiche die HKA einen Gesamtwirkungsgrad von etwa 90 % – gegenüber 34 % in herkömmlichen Kraftwerken, so Kiessling. Dieser hohe Nutzungsgrad habe zur Folge, dass die „Dachs HKA“ einen – im Vergleich zu getrennter Erzeugung von Wärme und Strom – um 31 % geringeren Brennstoffverbrauch aufweise und 25 % weniger NOx sowie 47 % weniger CO2 emittiere. Damit unterbietet sie die von der Bundesregierung gesetzten Emissionswerte. Dazu der SenerTec-Geschäftsführer: „Mit einem Dachs werden durch die doppelte Nutzung der Energie jedes Jahr 10 t bis 20 t CO2 eingespart.“ Dies entspreche dem durchschnittlichen CO2-Verbrauch einer zweiköpfigen Familie in Deutschland. Kiessling: „Eine vierköpfige Familie erfüllt mit der Dachs HKA die Versprechen, welche die deutschen Politiker auf der Klimaschutzkonferenz in Rio de Janeiro und Kyoto abgegeben haben.“
Eine HKA ist in bestehende Heizungsanlagen einbindbar
Eine „Dachs HKA“ könne ohne große Umbau- und Installationsmaßnahmen in bestehende Heizungs- und Warmwasseranlagen eingebunden werden, erläutert der Anbieter. Im bivalenten Betrieb decke sie den Grundlastbedarf, ein zusätzlicher Heizkessel den Spitzenwärmebedarf.
Produziert die HKA mehr Strom als verbraucht wird, kann überschüssiger Strom ins öffentliche Netz eingespeist werden. Der Netzbetreiber ist verpflichtet, den Strom abzunehmen und angemessen zu vergüten. Im Durchschnitt werden in Deutschland 9 Pf bis 10 Pf pro Kilowattstunde gezahlt.
Besonders wirtschaftlich ist eine bivalent betriebene HKA, wenn sie bei voller Auslastung im Dauerbetrieb läuft und ein hoher Anteil am erzeugten Strom im Objekt selbst verbraucht wird. Das ist zum Beispiel bei klein- und mittelständischen Betrieben, größeren Wohngebäuden, Schulen sowie Verwaltungs- und Pflegeeinrichtungen der Fall.
Eines von fast 4000 Objekten, das von einer „Dachs HKA“ mit Strom und Wärme versorgt wird, ist das Vier-Sterne-Hotel Andreashof in Heising-Moos im Allgäu. Das Haus hat 41 Zimmer und besitzt auf insgesamt 3000 m2 Nutzfläche auch einen Wellnessbereich, der dauerhaft auf 50 oC erhitzt wird. „Wir haben die HKA auf Leasingbasis gekauft“, erklärt Hotelier Fred Wollstadt. „Sie hat inklusive Einbau 24 000 DM gekostet. Früher haben wir 2200 DM monatlich für Strom bezahlt. Jetzt sind es nur noch 700 DM bis 800 DM. Bei den derzeitigen Strompreisen hat sich die Anlage nach vier Jahren amortisiert. Wird der Strom wieder teurer, geht es schneller.“
Seit Anfang dieses Jahres gibt es speziell für Ein- bis Dreifamilienhäuser die „HKA Dachs Solo“, die in diesen Objekten monovalent betrieben wird. Dabei wird die gesamte benötigte Strom- und Wärmemenge produziert. Kiessling: „Inklusive Installationskosten muss ein Hauseigentümer mit ca. 30 000 DM rechnen. Diese werden jedoch durch die enormen Steuervergünstigungen bei der Ökosteuer, der Mineralölsteuer, den Finanzierungshilfen durch das CO2-Minderungsprogramm der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) sowie durch Zuschüsse, die in einigen Regionen vergeben werden, in maximal 10 bis 15 Jahren abgetragen. Im Vergleich zur Photovoltaik erfordern unsere Anlagen zehnfach geringere Investitionen, für gleich große CO2-Einsparungen.“
Wirtschaftlich und umweltschonend Strom und Wärme erzeugen und gleichzeitig Sicherheit bieten für Betreiber, die sich keinen längeren Stromausfall erlauben können – das war das Ziel bei der Entwicklung der „Dachs NE“, einer neuen Systemlösung auf Basis der bewährten Dachs HKA. Die Ersatzstrom-HKA kann beides, denn sie arbeitet im Normalfall als netzparallele HKA. Wenn der Strom vom Energieversorgungsunternehmen einmal ausfällt, trennt sich die „Dachs NE“ automatisch vom Netz und startet innerhalb von einer Minute wieder im Inselbetrieb. Ihr Einsatz lohnt sich überall dort, wo bestimmte Stromverbraucher auch bei einem Ausfall des öffentlichen Stromnetzes weiterhin mit Strom versorgt werden müssen, aber keine Sicherheitsstromversorgung nach VDE 0107/0108 benötigen.
Soll eine ununterbrochene Stromversorgung sicher gestellt werden, kann die Dachs NE auch mit einer Online-USV-Anlage kombiniert werden. So ist auch in der kurzen Umschaltphase vom Netzparallel- in den Inselbetrieb und zurück die Stromversorgung gewährleistet. Der Betrieb der Dachs NE mit einer Online-USV ist vor allem für Rechenzentren, Sparkassen und Banken geeignet, weil sie eine unbegrenzte Stromversorgung gewährleistet, auch wenn die USV allein ihren Dienst schon längst quittiert hätte.
Der Wartungsaufwand bei einer Dachs HKA ist vergleichbar mit dem Aufwand bei herkömmlichen Gas- oder Ölheizungen. Dazu gehört eine jährliche Inspektion mit Öl- und Zündkerzenwechsel. Das Aggregat ist bei regelmäßiger Wartung auf eine Lebensdauer von mindestens 15 bis 20 Jahren oder 80 000 Betriebsstunden ausgerichtet.
„Werden die Rahmenbedingungen im Objekt angemessen berücksichtigt, ist eine HKA so wirtschaftlich, dass sich die Investitionskosten bereits nach wenigen Jahren amortisiert haben und die Anlage danach mit Gewinn arbeitet,“ versichert Kiessling. Außerdem bliebe der Betreiber einer HKA unabhängig von der Strompreisbildung der Energieversorgungsunternehmen. HOLGER DAVID
Aktivitäten zum Energiesparen im Haus
Das Thema rationelle Energieversorgung und -nutzung hat in den letzten Wochen an Aktualität gewonnen. Dabei spielen neben wirtschaftlichen aber auch ökologische Faktoren eine Rolle. Schließlich hat sich die Bundesregierung zum Ziel gesetzt, die CO2-Emissionen bis 2005 um 25 % gegenüber 1990 zu reduzieren. Zu den ordnungspolitischen Maßnahmen, mit denen sie dieses Ziel erreichen will, gehören u. a. das „Gesetz zum Einstieg in die ökologische Steuerreform“, das „100 000-Dächer-Solarstromprogramm“ sowie das am 1. April 2000 in Kraft getretene „Erneuerbare-Energien-Gesetz“, das die Vergütungshöhe des Stromes aus regenerativen Energieträgern festlegt. Mit der kommenden Energieeinsparverordnung (EnEV) soll der Energieverbrauch in Gebäuden um 25 % bis 30 % gesenkt und der sogenannte „Niedrig-Energiehaus-Standard“ eingeführt werden. HD
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