KWK im Verbund mit Erneuerbaren Energien: Gegensatz oder Ergänzung? - BHKW jetzt
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Die Kleehäuser im Stadtteil Vauban in Freiburg. (Foto: Jörg Lange)
KWK im Verbund mit Erneuerbaren Energien:
Gegensatz oder Ergänzung?
Die Kleehäuser im Stadtteil Vauban zeigen beispielhaft, wie man sich mit Strom aus Erneuerbaren und Kraft-Wärme-Kopplung ver-
sorgen kann und dabei Treibhausgase und Geld spart. Von Jörg Lange & Martin Ufheil
Sind wir uns über die Ziele einig? werden derzeit gerade einmal 14 % des
Die öffentliche Energiewende-Diskussi deutschen Endenergiebedarfs aus Erneu Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)
on dreht sich derzeit fast ausschließlich erbaren Energien gedeckt. Linear fortge
bezeichnet die gleichzeitige Erzeugung
um die Technik der Erzeugung von Strom schrieben (ein derzeit eher optimistisches
von Wärme und Strom vor Ort. Vortei-
und deren Kosten. Der Strombedarf be Scenario) würden 100 % Erneuerbare
trug 2013 in Deutschland nur rund 528 Energien damit erst im Jahr 2100 er le der KWK gegenüber der getrennten
Mrd. Kilowattstunden (TWh). Die deutlich reicht. Erzeugung sind der verringerte Brenn-
größeren Sektoren sind die Wärme mit Umweltkosten wie Klimagase, radioak stoffeinsatz und geringere Schadstoff
1200 TWh, die heute noch zu über 90 % tiver Müll und Strahlung, Biodiversitäts emissionen. Die Förderung (auch der
aus Gas und Heizöl erzeugt werden, so zerstörung, Konkurrenz um Land (Land Eigenstromerzeugung) durch das Kraft-
wie die Mobilität mit 700 TWh, die fast Grabbing) etc. sind nach wie vor nicht Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG) und
ausschließlich mit Benzin und Diesel er durch unsere Energiekosten abgedeckt das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)
zeugt werden. Die Themen Einsparung und werden damit zukünftigen Genera soll den Ausbau beschleunigen und den
und Effizienz bleiben in den Medien und tionen aufgebürdet. Auch das Verursa Anteil an der Stromerzeugung von heu-
der Diskussiom um das Erneuerbare- cherprinzip wird in der Energiewirtschaft
te etwa 15,7 % auf 25 % bis 2020 stei-
Energien-Gesetz weitgehend außen vor. nicht angewendet. Wer viel Energie oder
gern. Das Spektrum der elektrischen
Die Kraft-Wärme-Kopplung droht dem viel Netz nutzt, müsste nach dem Verur
und thermischen Leistung von KWK-An-
langfristigen Ziel „100 % Erneuerbare sacherprinzip auch proportional dafür
Energien“ zum Opfer zu fallen. Und das zahlen. Meist ist das Gegenteil der Fall. lagen reicht von wenigen Kilowatt für
zu einem Zeitpunkt, in der sie am effizi Um die Energieversorgung so umwelt Ein- und Mehrfamilienhäuser bis zu
entesten und kostengünstigsten helfen freundlich wie möglich zu gestalten, be mehreren Hundert Megawatt zur Ener-
könnte, Atom- und Kohlekraft schnell darf es der Einsparung von Energie, eines gieversorgung ganzer Städte.
zu verdrängen. Wohlwollend gerechnet möglichst regional ausgeglichenen Ver
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Technik und ANwendung
brauchs, des geplanten Abschaltens von Last ohne Sonne & Wind (MW) Sonne (MW) Wind (MW)
Atom- und Kohlekraftwerken, des Aus
baus von Sonnen- und Windkraftwerken 10000
(vor allem an Land, „onshore“) und des
Ausbaus und der Nutzung der Flexibilität
8000
der Kraft- Wärme-Kopplung (KWK).
Energiewende geht nur mit den
6000
Bürgern
MW
Gefragt sind alle! Letztlich bestimmt
jede(r) mit, was und wie viel gekauft 4000
wird, und bestimmt damit auch über den
Energieverbrauch. Eine bürgernahe Ener
giewende setzt auf sparsames Verhalten 2000
sowie effiziente Energieanlagen auf unse
ren Dächern und in unseren Kellern. Ob
die Politik den Stromhandel so reformie 0
ren wird, dass er die Umweltkosten abbil
Last ohne Sonne und Wind (MW) Wind (MW) Sonne (MW)
det und damit zukünftige Generationen
entlastet, kann man bezweifeln. Die gute 10000
Nachricht: Keiner muss darauf warten.
Jede(r) kann schon heute Energie einspa
ren, die Heizung durch eine Kraft-Wärme- 8000
Kopplungsanlage ersetzen, sich und ande
re mit Strom und Wärme versorgen oder
6000
Stromüberschüsse mit Nachbarn teilen.
MW
So wird man zunehmend unabhängiger
von Rohstoff und Energiepreisen.
4000
KWK ist effizient
Trotz der Verwendung gasförmiger 2000
Brennstoffe ist ein BHKW im eigenen Kel
ler heute genauso umweltfreundlich wie
eine Solaranlage oder eine Holzheizung 0
und wesentlich umweltfreundlicher als
Wärmepumpen oder Gas-Brennwertkes
sel. Werden sie mit regenerativen Brenn Stromlast in Baden-Württemberg und Deckungsanteil mit Wind und Solarstrom im März 2014 und
stoffen (wie z. B. Biogas) betrieben, zählen Juli 2013. Datenquelle: www.transnetbw.de/de/kennzahlen
diese zu den energieeffizientesten Ener
gieerzeugern überhaupt. Wer dies nach überall dort, wo Wärme gebraucht wird, zung eingesetzte Gas wird dabei auch zur
vollziehen will, muss zunächst wissen, gleichzeitig Strom produzieren, könnte Stromerzeugung eingesetzt, anstatt es
wie ineffizient heute Strom in Deutsch der Brennstoffbedarf radikal gesenkt wer im Gaskessel nur zu verheizen. Die anfal
land erzeugt wird. 2013 wurden hierzu den. Genau dies ist der Ansatz der Kraft- lende Abwärme dient zur Beheizung, der
lande 633 TWh Strom erzeugt. Zieht man Wärme-Kopplung (KWK). Das zur Behei erzeugte Strom verdrängt den „schmutzi
den Eigenverbrauch der Kraftwerke, die
Netzverluste, Pumpstrom und den Strom Tabelle: Flexibilität fossiler Kraftwerke.
export ab, so betrug der Strombedarf in
Lastände-
Deutschland 2013 nur etwa 528 TWh. Emissionen Startzeiten Startkosten
rungsgradient
Mindestlast
Allein für die Stromerzeugung mit großen
g/kWhel Minuten pro Minute
Braun- und Steinkohlekraftwerken (286
TWh) wurden mehr als 700 TWh Stein- Neues Stein-
740 60 Hoch ca. 6 % ca. 25 %
oder Braunkohle verbrannt. Mehr als 400 kohlekraftwerk
Mrd. kWh Brennstoff gehen bei dieser Art Altes Kohle-
900-1000 90-120 Sehr hoch ca. 2 % ca. 35 %
der Stromerzeugung „verloren“, indem kraftwerk
die nicht nutzbare Wärme über Kühltür Modernes
345 30 Mitte ca. 8 % ca. 40 %
me die Atmosphäre oder direkt unsere GuD-Kraftwerk
Flüsse aufheizt. Mit der Abwärme der Skalierbar
großen fossilen Kraftwerke zur Stromer Beliebig
durch gleich-
Virtuelle Kraft- (Leistung eines
zeugung könnte der Wärmebedarf aller werke (BHKW)
0-345 1-5 Sehr niedrig zeitiges Starten
einzelnen
Gebäude in Deutschland gedeckt wer von Einzel
Moduls)
modulen
den. Oder eben umgekehrt. Würde man
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Technik und ANwendung
gen“ Strom aus Kohle- und Kernenergie Verluste, da die Wärme zumindest stun Bewohner in den Kleehäusern für Hei
und spart somit riesige Energiemengen denweise zwischengespeichert werden zung, Warmwasser und Allgemeinstrom
und CO2-Emissionen ein. Gleichzeitig kann. Die aktuelle Gesetzgebung formu monatlich nur 0,34 €/m2 statt durschnitt
wird weniger Wärme in die Flüsse abge liert jedoch genau das Gegenteil, so heißt lich 1,29 €. Stromsparmaßnahmen und
geben, was wiederum die Fischbestände es in der Begründung zum Entwurf der BHKW führen dazu, dass auch die Strom
schont. Der volkswirtschaftliche Nutzen Reform des Erneuerbare-Energien-Geset kosten deutlich niedriger ausfallen, etwa
ist enorm. Leider hat sich dieser Nutzen zes vom 8. April 2014: 0,25 €/m2 und Monat statt üblicherweise
bislang noch nicht in einer konsequen „Die Herausforderungen, vor denen das etwa 0,60 €.
ten, die Kraft-Wärme-Kopplung unterstüt Gesamtsystem im Zuge der Energiewende Mehr Informationen zu BHKWs erhal
zenden Politik niedergeschlagen. Bisher steht, sind mit einem weiteren starken An- ten interessierte Leser auf dem Infoportal
lohnt sich die Stromerzeugung im eige stieg der Eigenversorgung nicht vereinbar. der solares bauen GmbH unter
nen BHKW nur für den Eigenbedarf. Wer ... So werden zunehmend Strommengen dem www.bhkw-jetzt.de
den effizient erzeugten Strom ins öffent Strommarkt entzogen und damit die Flexibi-
liche Netz einspeist, erhält nur etwa 1/3 lität des Gesamtsystems verringert.“
des Preises, den man für den Strombezug
bezahlen muss.
Unter den heutigen gesetzlichen Rah
menbedingungen ist die Kraft-Wär
me-Kopplung somit zuallererst für die
Eigenstromerzeugung wirtschaftlich ein
setzbar. Wirtschaftlich hochinteressant
ist die Kraft-Wärme-Kopplung vor allem
mit gasförmigen Brennstoffen für nahezu
jede Form von Gewerbebetrieb, ob Hotel,
Handel oder Produktion. Aber auch in öf
fentlichen Gebäuden wie Schulen, Mehr
zweckhallen, Rathäusern und natürlich
Schwimmbädern kann die Kraft-Wärme-
Kopplung sehr gute betriebswirtschaftli
che Ergebnisse erzielen. Inzwischen ent
deckt aber auch die Wohnungswirtschaft
die KWK zunehmend als Möglichkeit,
Kosten auch für Mieter zu sparen.
KWK ist flexibel und die ideale
Ergänzung ZU den Erneuerbaren
Kleine BHKWs laufen ohnehin meist
dann, wenn die Sonne nicht scheint. Sie Solarstromanlage (Photovoltaik) auf dem Dach der Kleehäuser.
tragen damit fast immer auch zur Netz
entlastung und Versorgungsstabilität bei So wird die zukünftige Belastung des
Subsidiarität
und sind die flexibelsten aller Kraftwerke in kleinen BHKWs erzeugten Stroms, den
(vgl. Tabelle). Genau solche Kraftwerke man selbst nutzt, begründet (2014 etwa ist das demokratische Prinzip, dass die
braucht es, um die „volatilen“ Sonnen- 3,1 Cent/kWh). kleinste Einheit zunächst selbst ihre
und Windkraftwerke auszugleichen. Die Geschicke bestimmt und erst dann,
Wärme kann dabei für Stunden zwischen Subsidiarität am Beispiel der wenn sie nicht mehr weiterkommt, die
gespeichert werden. Wie hoch an man Kleehäuser in Freiburg im Breisgau Hilfe der nächsthöheren Ebene in An-
chen Tagen der Anteil insbesondere der Ein Beispiel dafür, wie ideal sich Block spruch nimmt. Auf das Energiesys-
Sonnenenergie an der Stromproduktion heizkraftwerk (BHKW) und Solarenergie tem übertragen bedeutet dies, dass
zunächst die kleinsten Einheiten (Haus-
ist, zeigt die Grafik der vorhergehenden für die ganzjährige Erzeugung von Strom
halte, Betriebe) ihre Möglichkeiten der
Seite. Tagsüber können Solarkraftwer und Wärme ergänzen, sind die „Kleehäu
Einsparung und bedarfsgerechten so-
ke selbst im März bis zu einem Drittel ser“ im Freiburger Stadtteil Vauban. Hier
wie umweltfreundlichen Energieerzeu-
des Strombedarfs in Baden-Württemberg werden Wärme und Strom im Winter
gung vor Ort ausnutzen und dann erst
abdecken: An Sonntagen im Juli decken mittels Kraft-Wärme-Kopplung in einem
auf Nachbarschaften, Stadtteile, gan-
sie zur Mittagszeit bereits den gesam BHKW erzeugt. Im Sommer erfolgt die
ze Orte bzw. Niederspannungsnetze zu-
ten Strombedarf ab. Die Windkraft spielt Energieversorgung mit Solarkollektoren rückgreifen. In diesem subsidiären Sys-
bisher in Baden-Württemberg nur eine und einer Photovoltaikanlage. Das BHKW tem werden vorgelagerte Netze nur
untergeordnete Rolle. Eine am Strombe wird von den Wohnungseigentümern noch für geringe Ausgleichsmengen be-
darf orientierte KWK könnte immer dann (WEG) betrieben. D ie Eigentümer bzw. nötigt, neue „Stromautobahnen“ ein-
elektrische Energie erzeugen, wenn sie Mieter erzeugen Wärme und Strom mit gespart. So d
ezentral wie möglich, so
nicht durch Erneuerbare Energien abge dem BHKW weitgehend selbst. Aufgrund zentral wie nötig.
deckt wird, und das ohne nennenswerte des geringen Energiebedarfs bezahlen die
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10000
Stromverbrauch BHKW-Eigenstrom BHKW Stromüberschusseinspeisung Fotovoltaik
8000
6000
Endenergie [kWh]
4000
2000
0
-2000
-4000
-6000
2011 2012
Dem Verbrauch stehen in den Kleehäusern entweder die Solarstromerzeugung (vorwiegend im Sommer) oder die Stromerzeugung aus dem BHKW
(vorwiegend im Winter) gegenüber. BHKWs in Nachbargebäuden könnten zeitversetzt laufen und ein weitgehender Ausgleich vor Ort zwischen
Stromerzeugung und -verbrauch über das Jahr würde erreicht.
Die Kleehäuser
Im Projekt Kleehäuser haben 24 Partei-
en in zwei Häusern 25 Wohnungen ge-
baut; darunter zwei Ferienwohnungen,
12 Eigentumswohnungen und 11 Miet-
wohnungen. Seit Juli 2006 leben in den
Kleehäusern etwa 73 Menschen (ohne
Ferienwohnungen) zwischen 0 und 80
Jahren. Zahlreiche Maßnahmen wie z. B.
Waschmaschinen mit Warmwasseran-
schluss, energiesparende Elektrogeräte,
Aufzüge, LED-Außenbeleuchtung, kon-
trollierte Lüftung mit Wärmerückge-
winnung und Kochen mit Erdgas tragen
zum geringen Strombedarf der Klee-
häuser bei. Um eine ausgeglichene CO 2-
Bilanz (= 0 kg) zu erreichen, besitzen
die Wohnungseigentümer der Kleehäu-
ser Beteiligungen an folgenden regene-
rativen Stromerzeugungsanlagen (Pri-
märenergie):
•P
hotovoltaik auf dem eigenen Dach,
erzeugt ca. 22 000 kWh Strom/Jahr).
•W
indkraftanlage im Schwarzwald
BHKW der Kleehäuser mit einer (St. Peter).
elektrischen Leistung von 14 kW.
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