Source: http://exploredoc.com/doc/9423151/strom-erzeugende-heizung-im-ein--und-zweifamilienhaus/
Timestamp: 2019-01-22 15:44:08+00:00

Document:
im Ein- und Zweifamilienhaus
Strom erzeugende Heizung 1
1 Dezentrale Strom- und
Wärmeversorgung ist effizient
3 So arbeitet die Strom erzeugende Heizung
Technische Grundlagen und Funktionsweise
Klima- und energiepolitische Ziele
2 Strom erzeugende Heizung – was ist das?
5 Einsatz der Strom erzeugenden Heizung
Energieverteilung im Haus
Anforderungen an die Bedarfsseite
Anforderungen an die Erzeugerseite
Wärme- und Stromerzeugung im Haus
Einbindung / Installation
Optionen für die Betriebsweise
Einfachere Einhaltung der EnEV-Anforderungen 09
Neue Optionen für das Contracting
2 Strom erzeugende Heizung
Änderungen der Lastgeschwindigkeit
6 Alle Schritte zur Anmeldung,
Inbetriebnahme und danach
1 Dezentrale Strom- und Wärmeversorgung ist effizient
Die Bundesregierung hat anspruchsvolle klima- und energiepoliti-
Eine wichtige Rolle können hierbei hoch-
sche Ziele formuliert. So sollen die Treibhausgasemissionen bis zum
effiziente Anlagen einnehmen, die nach
Jahr 2020 um ca. 40 % und bis zum Jahr 2050 um ca. 80 % gegenüber
dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung
dem Referenzjahr 1990 gesenkt werden. Ebenfalls sollen 20 %
(KWK) arbeiten, das heißt, sie erzeugen
Primärenergie gegenüber dem Jahr 2008 eingespart werden und
in einem gekoppelten Prozess gleichzei-
die Energie­produktivität soll jährlich um 2,1 % steigen. Die Strom-
tig Strom und Wärme. In größeren Ein-
produktion aus Kraft-Wärme-Kopplung soll bis zum Jahr 2020 auf
heiten ist die Kraft-Wärme-Kopplung
einen Anteil von 25 % ansteigen. Vor diesem Hintergrund werden
längst etabliert. Beispiele hierfür sind
nachhaltige und sparsame Alternativen zur Energieerzeugung
Heizkraftwerke zur Fernwärmeversor-
zunehmend wichtiger. Dazu zählen insbesondere
gung und der Einsatz in Krankenhäusern
• die effiziente Nutzung der Energieträger,
oder Hotels. Nun können diese Techno-
• neue umweltschonende und energiesparende Technologien,
• neue Formen der Energieerzeugung und -verteilung,
• die Einbindung regenerativer Energieträger.
logien, die nach dem Prinzip der KraftWärme-Kopplung arbeiten auch im Einund Zweifamilienhaus eingebaut werden.
1 Dezentrale Energieversorgung ist effizient
Die dezentrale Stromerzeugung im Ein- und Zweifamilien-
Der Strom der Zukunft für alle Nutzungsarten
haus stellt eine wichtige Option für höhere Energieeffizienz
wird also nicht nur in Wind- und Wasserkraft-,
dar. Die so genannten Strom erzeugenden Heizungen (SEH)
Photovoltaik- und Bioenergieanlagen produziert
übernehmen, genauso wie große KWK-Anlagen, neben der
und zum Verbraucher transportiert, er kommt
Stromproduktion auch die Heizfunktion und die Erwärmung
auch aus dem eigenen Heizungskeller. Strom
des Brauchwassers. Vorteil hierbei ist, dass die Strom erzeu-
erzeugenden Heizungen und anderen Kraft-
genden Heizungen durch den gekoppelten Prozess eine
Wärme-Kopplungsanlagen (Blockheizkraftwerke)
deutlich höhere Energieausnutzung des eingesetzten Brenn­
kommen dabei eine besonders wichtige Rolle zu:
stoffs erreichen als bei der getrennten Erzeugung von Strom
Sie bewirken im öffent­lichen Netz einen Aus-
und Wärme. Mittlerweile sind Strom erzeugende Heizungen
gleich für die schwankende Erzeugung von Wind-
verschiedener Hersteller am Markt erhältlich. Diese speziell
und Solarstrom. So lassen sich kleine, dezentrale
für das Ein- und Zweifamilienhaus konstruierten Geräte
Stromerzeuger verschiedener Art zu einem Ver-
eröffnen völlig neue Möglichkeiten. Mit ihnen erhält ein
bund zusammenschalten, die disponible Kraft-
Gebäude eine umfassende Energiezentrale. Neben der voll-
werksleistung aus einem Großkraftwerk ersetzen
ständigen Raumwärme und dem Warmwasser stellen sie
kann. Ein solcher Verbund nennt sich „virtuelles
einen Großteil des Strombedarfs bereit. Strom erzeugende
Kraftwerk“, wobei die Vir­tu­alität sich nicht auf
Heizungen erfüllen in puncto Zuverlässigkeit, Wirtschaftlich-
die Kraft (= Strom) bezieht, die real erzeugt wird,
keit und Gerätetechnik die hohen Anforderungen und Erwar-
sondern auf das Werk, welches nicht an einem
tungen, die an den Einsatz in Ein- und Zweifamilienhäusern
einzelnen Standort vorhanden ist.
Zielsetzung bis 2050
Erhöhung der Stromproduktion aus KWK-Anlagen
Reduktion der Treibhausgasemissionen (ggü. 1990)
Senkung des Primärenergieverbrauchs (ggü. 2009)
um durchschnittlich 2,1 % p.a.
bezogen auf den Endenergieverbrauch
Steigerung der Energieproduktivität (ggü. 2008)
Reduktion des Wärmebedarfs in Gebäuden (ggü. 2008)
– 60 % Endenergie
– 20 % Endenergie
Verdopplung der energetischen Sanierungsrate
von ca. 1 % auf 2 %
zur Erreichung eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestandes 2050
Reduktion des Stromverbrauchs (ggü. 2008)
Anteil Stromerzeugung aus EE am Bruttostromverbrauch
Anteil der EE am Bruttoendenergieverbrauch
Ausstieg aus der Kernenergienutzung
Beschleunigung des Ausbaus der Stromnetzinfrastruktur
Quelle: WINGAS
4 Strom erzeugende Heizung
Voraussetzungen für ein funktio-
Eine andere Möglichkeit, Wind- und Sonnenstrom besser in das
nierendes virtuelles Kraftwerk
Netzmanagement zu integrieren, wird derzeit gerade erprobt:
sind eine intelligente Steuerung
Ziel ist die Speicherung dieses Stroms, wozu er in Wasserstoff
und Kommunikation zwischen
umgewandelt und gegebenenfalls zu Methan veredelt wird.
den Stromeinspeisern und der
Bei dem Technologiekonzept „Power to Gas“ spaltet Wind- oder
Leitstelle. Damit wird es möglich,
Photovoltaikstrom Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauer-
durch koordiniertes Einspeisever-
stoff auf. Lässt man den Wasserstoff mit CO2 reagieren, entsteht
halten zusätzliche wirtschaftliche
Methan – also künstlich hergestelltes, regeneratives Erdgas.
Vorteile zu erzielen: Ein Blockheiz-
Damit das Verfahren das Klima nicht schädigt, ist es wichtig,
kraftwerk kann zum Beispiel den
das CO2 aus nachhaltigen Quellen zu gewinnen.
Strom vorwiegend zur Netzlastspitze produzieren und die zeit-
Hierzu bieten sich Biogas-Aufbereitungsanlagen an. Diese
weilig überschüssige Wärme in
Anlagen bereiten Biogas zu Bio-Erdgas mit Erdgasqualität auf,
einem Wärmespeicher puffern.
wobei CO2 abgespalten wird. Das Bio-Erdgas stellt bereits heu-
Die vorliegende Broschüre liefert einen aktuellen Überblick
über den Entwicklungstand, die
Merkmale und die Vorteile der
SEH. Sie erläutert die verschiedenen Funktionsprinzipien und
beschreibt Geräte, die bereits
verfügbar sind. Ein weiteres Kapitel skizziert die technischen,
wirtschaftlichen und energetischen Anforderungen an die
Systeme. Darüber hinaus werden wesentliche Aspekte der
Installation und Einbindung sowohl in neue als auch in bestehende Heizungs-, Warmwasserund Stromnetze dargestellt.
te eine erneuerbare, in Deutschland produzierte Alternative zu
konventionellen Brennstoffen dar. Durch Kraft-Wärme-Kopplung mit Bio-Erdgas lässt sich eine besonders klima­freundliche,
hocheffiziente Energieversorgung realisieren. Strom erzeugende Heizungen (SEH) stellen diese Kombination auch den Besitzern von Ein- und Zweifamilienhäusern zur Verfügung.
Mehr als ein Drittel des gesamten Primär-
ten fast zwei Drittel der rund 680.000 im Jahr
energiebedarfs entfällt auf die Raumheizung
2014 in Deutschland eingebauten Heizun-
und Warmwasserbereitung. In den Privat-
gen mit der energiesparenden und umwelt-
haushalten werden fast 90 % der eingesetz-
schonenden Brennwerttechnik.
ten Endenergie für Heizung und Warmwasser verwendet. Gerade hier liegt also ein
Bei der häuslichen Wärmeversorgung hat
großes Potenzial, um den Energieverbrauch
sich im Neubaubereich energieeffiziente
und damit auch die klimabelastenden CO2-
und umweltschonende Technik also bereits
Emissionen zu senken. In den letzten Jahren
weitgehend etabliert, während im Bestands-
ist auf diesem Weg schon einiges erreicht
gebäudebereich mehr als 13 Mio. Heizungen
worden. Verbesserter Wärmeschutz und
(> 70 %) nach heutigem Stand der Technik
effizientere Heiztechnik haben den Wärme-
unzureichend effizient sind. Ähnlich unbe-
bedarf von Gebäuden bereits deutlich redu-
friedigend sieht es beim Strom aus: Er muss
ziert. Unterstützt wurde diese Entwicklung
aus dem öffentlichen Netz bezogen werden,
durch gesetzliche Vorgaben (Erneuerbare-
was bei den derzeit noch vorherrschenden
Energien-Wärmegesetz, BImSchG, EnEV)
zentralen Kraftwerken ohne Wärmenutzung
ebenso wie durch Förderprogramme. So arbei­
mit hohen Verlusten verbunden ist.
Energieverbrauch im Privathaus
12,0 Warmwasser
9,0 Haushaltsgeräte
2,0 Licht
6 Strom erzeugende Heizung
Effizient und umweltschonend: Kraft-Wärme-Kopplung
Die Strom- und Wärmeerzeugung mit Kraft-
Geräte (s. Kasten). Sie werden bisher überall
Wärme-Kopplung (KWK) auf Erdgasbasis,
dort vorteilhaft eingesetzt, wo der Betreiber die
beispielsweise motorischen Blockheizkraft-
erzeugte elektrische und thermische Energie
werken (BHKW) oder Gasturbinen, gehört
möglichst zeitgleich nutzen kann und die Ge-
seit langem zu den effizientesten Energie-
räte in der Grundlast betrieben werden können,
sparinstrumenten. Mit über 90 % erreichen
und damit Laufzeiten von mehr als 3.000 Voll-
Nano-KWK
< 2 kWel
diese Anlagen einen sehr hohen Gesamtwir-
benutzungsstunden pro Jahr erreichen können.
< 10 kWel
> 10 kWel – 50 kWel
mittleres-KWK
50 kWel – 2.000 kWel
große BKWK
> 2.000 kWel
kungsgrad. Das führt zu erheblichen Einsparungen an Primärenergie und klimaschädli-
Einige Hersteller bieten solche Anlagen für den
chen CO2-Emissionen. Die Kraft-Wärme-
monovalenten Einsatz an (d.h. das KWK-Gerät
Kopplung hat sich in den letzten Jahren
ist die einzige Heizquelle für das Gebäude).
stetig weiterentwickelt und umfasst heute
Zeiten mit geringerem Wärmebedarf werden
in Deutschland mehrere tausend Anlagen,
durch einen geeigneten Wärmespeicher über-
deren elektrische Leistungen von wenigen
brückt. Er sorgt dafür, dass das Gerät nicht zu
Watt (W) bis weit über hundert Megawatt
häufig taktet (d.h. ein- und aus­schaltet). Bei
(MW) reichen. Kleine Anlagen mit einer
Bedarf kann der Speicher kurzfristig größere
elektrischen Leistung von bis zu 10 kWel
Wärmemengen bereitstellen (z. B. für ein Dusch-
bezeichnet man üblicherweise Mikro-KWK-
Anmerkung zur KWK-Klassifizierung
Es gibt keine einheitliche Klassifizierung
der KWK-Anlage.
Allgemein wird unterschieden zwischen:
Quelle: Kleine Kraft-Wärme-Kopplung für den Klimaschutz,
Informationsbroschüre des BMUB, iZES Saarbrücken
Ähnlich arbeitet im noch kleineren Leistungsbereich von
< 1 bis 2 kWel die Strom erzeugende Heizung. Je nach Anlagengröße wird der Wärmebedarf im eigenen Haus mit
dem KWK-Modul oder durch die Kombination mit einem
Spitzenlastkessel abgedeckt. Anders als herkömmliche
Heizsysteme produziert die SEH neben der Wärme zusätzlich Strom. Durch die Nutzung des selbstproduzierten
Stroms wird der Strombezug aus dem öffentlichen Netz
Durch den gekoppelten Prozess wird die Effizienz der eingesetzten Primärenergie deutlich gesteigert: Um die gleiche
Menge an Wärme und Strom zu erzeugen, muss im Vergleich zur konventionellen Lösung (Heizwärmeerzeugung
im Haus, Strom­bezug aus dem Netz) bis zu etwa einem
Anmerkungen zum Wirkungsgrad
Trotz der guten Energieausnutzung liegt der
Gesamtwirkungsgrad der Strom erzeugenden
Heizung scheinbar unter den Wirkungsgraden,
die üblicherweise für Brennwertgeräte angegeben
werden. Dies kann zu Fehlbewertungen führen.
Bei einem direkten Vergleich ist zu berücksichtigen,
dass die SEH Wärme und Strom produziert. Der
Gesamtwirkungsgrad berücksichtigt also beide
Teilprozesse. Die Brennwertheizung liefert dagegen
ausschließlich Wärme zur Deckung des Heiz- und
Warmwasserbedarfs. Der angegebene Wirkungsgrad gilt also nur für den Wärmeprozess. Um eine
echte Vergleichsgrundlage zu haben, muss in die
Betrachtung des Wirkungsgrads bei der Heizung
auch der aus dem öffentlichen Netz bezogene
Strom einfließen.
Drittel weniger Primärenergie aufgewendet werden.
Energiehaus mit Effizienzklassen
Getrennte Wärme- und Stromerzeugung
Gekoppelte Wärme- und Stromerzeugung
Kraftwerk Kohle (η= 38 %)*
Kondensationskraftwerk
Heizöl EL (η= 90 %)
*zzgl. 2 % Transportverluste
8 Strom erzeugende Heizung
Einfache Einhaltung der EnEV-Anforderungen
Mit der novellierten Energieeinsparverordnung verfolgt die Bundesregierung weiterhin das Ziel, bis zum Jahr 2050 einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand zu erreichen. Um dieses Ziel zu erreichen,
schreibt die Energieeinsparverordnung für Neubauten einen maximalen
Jahres-Primärenergiebedarf vor. Der Primärenergiebedarf für Heizung
und Warmwasser muss im Jahr 2016 bei Neubauten um weitere 25 %
gegenüber dem EnEV-Referenzgebäude sinken. Der einzuhaltende Wert
kann durch effiziente Heiztechnik, entsprechende Wärmedämmung
oder eine Kombination aus beidem erreicht werden. Das bedeutet:
Nach der EnEV werden Gebäude, die zur Wärme- und Stromversorgung
Kraft-Wärme-Kopplung einsetzen, mit einem deutlich niedrigeren
Jahres-Primärenergiebedarf bewertet. Dieser liegt in der Größenordnung zwischen 0,6 und 0,8. Das ist um etwa ein Drittel besser als der
Primärenergiefaktor (PE-Faktor) einer Brennwertheizung mit 1,1. An
den Gebäudebestand werden keine verschärften Anforderungen bei
der Modernisierung der Gebäudehülle und des Jahresprimärenergiebedarfs gestellt.
Der Neue Energieausweis:
Der neue Energieausweis wird um Endenergieeffizienzklassen von „ A +“ bis „H“ (siehe unten) erweitert.
Dabei entspricht die Energieeffizienz­klasse „A“ dem
Neubaustandard. Mit den neu eingeführten Effizienzklassen soll eine bessere Bewertung der energetischen
Qualität des Gebäudes und somit eine bessere Vergleichbarkeit geschaffen werden. Bei Immobilienanzeigen
besteht mit der Novellierung der Energieeinsparverordnung nun auch die Pflicht zur Angabe energetischer
Kennwerte bei Verkauf und Vermietung. Bei der Vermietung bzw. beim Verkauf werden künftig Gebäude mit
einer hohen Energieeffizienzklasse Vorteile haben. Wie
im Neubau wird der Einbau einer Strom erzeugenden
Heizung in ein bestehendes Gebäude mit einem niedrigen
Primärenergiefaktor bewertet. Daraus ergibt sich ein
günstiger Jahres-Primärenergiebedarf. Die SEH führt
also zu einer höheren Energieeffizienz als konventionelle
Heiztechnik und damit zu einer besseren Einstufung im
Ge­bäude-Energieausweis.
kWh/(m2.a)
(kWh/(m2·a))
Mit der Strom erzeugenden Heizung entstehen neue
Im Mietwohnungsbau wird ein Mieter in der
Ansatzpunkte für die Entwicklung von Contracting-An-
Regel von einem EVU mit Strom (Versorgungs-
geboten. Contracting bezeichnet eine Dienstleistung,
vertrag, Ab­lesung, Abrechnung) und vom
die u.a. die Planung, Finanzierung, Errichtung und den
Vermieter mit Wärme (Mietvertrag, Ablesung,
Betrieb von Energieanlagen umfassen kann. Anbieter
Abrechnung) versorgt. Beim Betrieb einer
dieser Dienstleistung kann beispielsweise ein Energie-
Strom erzeugenden Heizung ist Contracting
versorgungsunternehmen (EVU) sein. Das EVU finanziert
hier eine interessante Alternative. Gemäß der
und betreibt in diesem Falle eine Strom erzeugende
Regelung im neuen Mietrechtsänderungsge-
Heizung im Gebäude des Kunden. Bereits heute bieten
setz darf die Warmmiete durch die Hinzunah-
verschiedene EVUs die Bereitstellung effizienter Ener-
me eines Contracting-Dienstleisters nicht
gieanlagen, z. B. Brennwerttechnik, im Rahmen eines
steigen, die Mieter sind rechtzeitig über die
Contractings für Ein- und Zweifamilienhausbesitzer an.
geplanten Maßnahmen zu informieren.
Wärmelieferungs-Contracting
Häufigkeit der Contractingvarianten
84 % Energieliefercontracting
9 % Einspar-Contracting
4 % Technisches Anlagenmanagement
(Energienutzer)
3 % Finanzierungscontracting
Quelle: VfW 2013
Projektverteilung in verschiedenen Branchen
57 % Wohnungswirtschaft
14 % Gewerbe / Industrie
14 % Öffentliche Auftraggeber
10 Strom erzeugende Heizung
(z.B. EVU)
· Errichtung
Wärme-Kraft-Maschinen
Durch den Einsatz von Primärenergie (z. B. Erdgas) liefern
Strom erzeugende Heizungen Wärme und Strom. Dabei
Völlig anders funktionieren
Brennstoffzellen, die auf
einem elektro-chemischen
Wirkprinzip basieren: Hier
wird die bei Umwandlungs­
prozessen frei werdende
Ener­gie eines Brennstoffes
direkt in elek­trische und
ther­­mische Energie umgewandelt. Das Prinzip ist mit
dem Elek­tro­nenaustausch
einer Batte­rie vergleichbar.
Bei Brenn­stoffzellen wird
daher kein Generator benötigt.
Interne Verbrennungsmotoren (z. B. Ottomotor) Hier wird in einem Brennraum ein
Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet. Die Wär­
meausdehnung der verbrannten Gase bewegt einen Hubkolben, der über eine Kurbelwelle einen Generator zur Stromerzeugung antreibt.
unterscheidet man zwischen den beiden Basistechnologien Wärme-Kraft-Maschinen und Brennstoffzellen.
Wärme-Kraft-Maschinen erzeugen gleichzeitig Wärme
und mechanische Energie, die wiederum einen Generator
zur Stromerzeugung antreibt. Dagegen wird bei Brennstoffzellen die eingesetzte Energie in einem elektro-
Externe Verbrennungsmotoren (z. B. Stirlingmotor, Dampfexpansionsmaschine) Auch
bei Stirlingmotoren bewegen sich Kolben.
Die für die Ausdehnung des Arbeitsgases
notwendige Wärme wird jedoch von außen
zugeführt. In der Regel funktionieren auch
Stirlingmotoren mit der Verbrennung von
Energieträgern. Möglich ist aber auch die
Nutzung konzentrierter Solarwärme (SolarStirling- oder Dish-Stirling-Systeme).
chemischen Prozess direkt in thermische und elektrische
Energie umgewandelt (vgl. Abb. unten).
Neben der kompakten Bauweise der Energiewandlungseinheit ist die Entwicklung von Strom erzeugenden Heizungen von weiteren Kosten und Platz sparenden Innovationen beflügelt worden: Mittlerweile sind unter anderem
„wandhängende“ Geräte mit integriertem Spitzenlastbren-
Mikrogasturbinen Analog zu Verbrennungs­
motoren wird auch bei Mikrogasturbinen
ein Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet. Die
mechanische Energie wird jedoch nicht erst
über eine Hubkolben-Bewegung, sondern
gleich durch Rotation der Turbine erzeugt.
ner erhältlich. Interne und externe Verbrennungsmotoren
stellen derzeit den Stand der Technik dar. Gleiches gilt
für die Gasturbine im großen Leistungsbereich. Aktuelle
Entwicklungen wollen diese Technologie für den MikroLeistungsbereich erschließen. Die Brennstoffzellentechnologie befindet sich in der Markteinführungsphase.
Umwandlungsstufen bei der Strom- und Wärmeerzeugung
Wärme-Kraft-Maschine
Übersichtschema Mini- / Mikro-KWK
Mini- / MikroKWK
Motorische Konzepte
z. B. Erdgas
Sirlingmotor
Nierdertemperaturbrennstoffzelle
Hochtemperaturbrennstoffzelle
F unktionsprinzip
Bei diesem System wird in einem Verbren-
SEH-Systeme mit Ottomotor profi-
nungsraum Kraftstoff mit angesaugter Luft
tieren vom hohen Entwicklungs-
vermischt und mit Hilfe eines Zündfunkens
stand dieser seit über 100 Jahren
zur kon­trollierten Explosion gebracht. Die
eingesetzten Technologie. Darüber
entstehenden Verbrennungsgase dehnen
hinaus weisen sie vergleichsweise
sich aus. Der verursachte Überdruck bewegt
hohe elektrische Wirkungsgrade
einen Hubkolben. Die Kolbenbewegung
(ca. 25 %) und Gesamtwirkungsgra-
wird auf eine Kurbelwelle übertragen, die
de (ca. 85 bis 92 %) auf. Nachteilig
den Generator antreibt. Ein großer Teil der
sind im Vergleich zu anderen Basis-
Motorabwärme wird in der Strom erzeu-
technologien die höheren Wartungs­
genden Heizung durch Wärmeübertrager
kosten. Die Entstehung von Schwin-
für die Raumheizung und zur Warmwasser-
gungen und Lärmemissionen ist
bereitung genutzt.
durch entsprechende schallentkoppelte Montage vermeidbar.
Beispiel: Viertakt-Motor
1. Takt: Luft / Kraftstoffgemisch
wird durch den Unterdruck in
den Verbrennungsraum gesaugt.
12 Strom erzeugende Heizung
2. Takt: Luft / Kraftstoffgemisch
wird durch die Kolbenbewegung
3. Takt: Luft / Kraftstoffgemisch
wird fremdgezündet und explodiert.
4. Takt: Verbranntes Luft / Kraftstoffgemisch wird ausgeschoben.
Der Prozess beginnt von vorn.
DeDietrich Remaha
Dieses System arbeitet mit einer externen
Luft wieder in den heißen Bereich. Dort wird
Stirlingmotoren zeichnen sich
Verbrennung, durch die ein Arbeitsgas (z. B.
sie erwärmt, dehnt sich aus und der Prozess
durch geringe Emissionen und
Helium) in einem geschlossenen Raum ab-
beginnt von vorne. Für den kleinen BHKW-
einen geräuscharmen sowie
wechselnd erhitzt und abgekühlt wird. Die
Bereich wurden sowohl Vier- und Zwei- als
nahezu verschleißfreien Betrieb
Ausdehnung des Gases erzeugt eine Kolben-
auch Einzylinder-Stirlingmotoren entwi-
aus. Ähnlich wie Kühlschränke
bewegung, die wiederum einen Generator
ckelt. Einzylindrige Stirlings sind oftmals als
verfügen sie über hermetisch
antreibt. Das Arbeitsgas wird von außen
materialsparende und wartungsfreundli-
abgeschlossene Arbeitsräume.
erwärmt (z. B. über einen Erdgasbrenner),
che Freikolbenmaschinen ohne Kurbeltrieb
Das reduziert die Wartungskos-
dehnt sich aus und strömt in den Bereich,
ausgeführt. Hierbei ist der Arbeitskolben in
ten erheblich. Vergleichsweise
der mit Wasser aus dem Heizkreis des Ge-
der Regel direkt mit dem Erreger eines Line-
geringen elektrischen Wirkungs­
bäudes gekühlt wird. Dort wird ein Arbeits-
argenerators verbunden. Dieser Erreger, der
graden (ca. 10-15 %) stehen auf-
kolben nach oben gedrückt, wodurch der
aus einer Stange mit Permanentmagneten
grund geringer Energieverluste
Kolben im heißen Bereich mehr Gas in den
besteht, bewegt sich mit 50 Hz in einer
hohe thermische Wirkungsgrade
kühleren Bereich schiebt. Nachdem der
Kupferspule auf und ab. So wird direkt
ge­genüber, so dass Gesamtwir-
Kolben im kalten Bereich den oberen Tot-
Wechselstrom mit 230 Volt produziert. Es
kungsgrade von über 95 % erreich­
punkt erreicht hat, drückt er die abgekühlte
ist kein Wechselrichter notwendig.
Beispiel: V-Anordnung
1. Arbeitsmedium wird durch eine externe
Wärmequelle erhitzt, dehnt sich aus,
strömt in den kühleren Bereich.
2. Dort wird Kolben A nach oben gedrückt,
wodurch Kolben B mehr heißes Gas in den
kühleren Bereich schiebt.
3. Kolben A drückt die kalte Luft in den
heißen Bereich, dort wird sie wieder erwärmt,
dehnt sich aus und der Prozess beginnt von
Als Mikrogasturbinen werden im Allgemeinen kleine, schnell
Mikrogasturbinen zeichnen sich durch die kompakte
laufende Gasturbinen mit bis zu 250 kW elektrisch bezeichnet.
Bauweise und das geringe Gewicht aus. Sie sind zu 100 %
Ihre Basis liegt in der Turboladertechnologie und der Luftfahrtin-
regel- bzw. modulierbar. Durch Luftlagerung (keine
dustrie. Mikrogasturbinen sind in der Regel Einwellenmaschinen,
Schmier- und Kühlmittel) und Ölfreiheit der Turbine lassen
bei denen Generator, Verdichter und Turbine auf einer Welle
sich moderate Wartungskosten realisieren. Im Vergleich
befestigt sind. Die Welle dreht sich mit bis zu 96.000 Umdrehun-
zu modernen Verbrennungsmotor-BHKW sind die Schad-
gen pro Minute.
stoffemissionen geringer, allerdings auch der elektrische
Wirkungsgrad. Um diesen zu verbessern, wird in Gastur-
Die Verbrennungsluft tritt über den Generator in die Mikrogas-
binen ein Rekuperator eingesetzt. In diesem Wärmeüber-
turbine ein und kühlt diesen dabei. Anschließend wird die Luft
trager wird die komprimierte Verbrennungsluft durch die
im Verdichter komprimiert. In der Brennkammer kommt schließ-
heißen Abgase der Turbine vorgewärmt. Dadurch lässt
lich der Brennstoff hinzu und wird gezündet. In der Turbine
sich die Eintrittstemperatur der Verbrennungsluft und
werden die heißen Verbrennungsgase entspannt und treiben so
damit der elektrische Wirkungsgrad bei größeren Ausfüh-
Verdichter und Generator an. Die Abgase verlassen die Mikrogas-
rungen (250 kWel) auf bis zu etwa 30 % steigern. Im Be-
turbine in Richtung Abgaswärmeübertrager bzw. Kamin. Strom
reich von Mikro-KWK und Strom erzeugenden Heizungen
wird über einen schnell laufenden Generator erzeugt, der direkt
liegen die elektrischen Wirkungsgrade zwischen 15 und
mit der Turbine gekoppelt ist.
20 %. Mikrogasturbinen haben ein gutes Potential wegen
ihrer weitgehenden Verschleißfreiheit und guten Regel-
Luft wird angesaugt und im Kompressor verdichtet.
In der Brennkammer wird Brennstoff (Gas) eingedüst
und gezündet.
Das heiße Abgas dehnt sich aus und treibt die Turbine an.
Anschließend wird es (im Rekuperator zur Vorwärmung der Verbrennung sowie) im
Abgaswärmeübertrager für die Erwärmung des Brauchwassers/Heizung genutzt.
14 Strom erzeugende Heizung
Im Gegensatz zur herkömmlichen Stromerzeugung in der durch
Bei der PEM-Brennstoffzelle (s. Abb.)
Aufgrund der geringen
Verbrennung fossiler Brennstoffe mechanische Energie im Gene-
dient als Elektrolyt eine Polymermem-
Wand­lungsverluste wei-
rator in elektrische Energie umgewandelt wird, kann in der
brane. Mit Hilfe eines Katalysators
sen Brenn­stoff­zel­len hohe
Brennstoffzelle die Energie eines Brennstoffes durch elektro-che­
wird der an der Anode kontinuierlich
elek­­trische Wir­kungs­grade,
mische Prozesse direkt in elektrische und thermische Energie
zugeführte Wasserstoff in Elektronen
ein gutes Teil­lastverhalten
um­gewandelt werden. Um höhere Spannungen zu erhalten,
und Protonen zerlegt. Während die
und nie­drige Schad­­stoff­­
werden mehrere Zellen zu einem Stack (engl. für „Stapel“) in
Protonen durch die Membrane zur
emis­si­onen sowie ge­ringe
Reihe geschaltet. Im Wesentlichen bestehen einzelne Brennstoff­
Kathode wandern, verrichten die Elek-
Ge­räusch­­emissionen auf.
zellen aus zwei Elek­troden (Anode und Kathode), die durch ein
tronen auf ihrem Weg zur Kathode
Elektrolyt voneinander getrennt sind. Je nach Beschaffenheit des
über einen externen Stromkreis elek-
Elektrolyts und Betriebstem­peratur lassen sich verschiedene
trische Arbeit. An der Kathode verbin-
Brennstoffzellentypen unterscheiden. Für die Haus­energie­ver­
den sich Protonen und Elektronen
sorgung kommen im Niedertemperaturbereich mit einer Betrieb-
unter Zuführung von Sauerstoff zu
stemperatur von 60 – 70 °C vor allem die PEM-Brennstoffzelle
Wasser(dampf). Beim Betrieb mit
(Proton Exchange Membrane Fuel Cell) und die Feststoffoxid-
Erdgas muss bei diesem Typ der benö-
Brennstoffzelle SOFC (Solid Oxyd Fuel Cell) im Bereich von 650
tigte Wasserstoff erst in einem exter-
– 1.000 °C in Betracht. Die SOFC arbeitet mit einem Elektrolyt aus
nen Reformer erzeugt werden. Bei der
fester Keramik, der für Sauerstoff­ionen durchlässig ist. Sie muss
SOFC-Technologie finden die Aufberei-
vor der Nutzung vorgeheizt werden. Ihr Einsatz ist sinnvoll, wenn
tungsschritte teilweise innerhalb des
lange Laufzeiten ohne Unterbrechungen möglich sind.
Stapels (interne Reformierung) statt.
Elektrolyth – Membran
3. Es bildet sich Wasser(dampf) im Katalysator.
Durch den Überschuss von Elektonen an der
Anodenseite entsteht elektrischer Strom.
2. Die durch die Membran gewanderten Protonen
verbinden sich auf der Kathodenseite mit dem
Sauerstoff und den von der Kathode angezogenen Elektronen.
1. Wasserstoff wird an der Anoden-, Sauerstoff
an der Kathodenseite zugesetzt. Die Wasserstoffmoleküle werden in Atome gespalten und dann
in ein Proton und ein Elektron zerlegt.
Beispiel: PEM-Brennstoffzelle
Um die optimale Effizienzsteigerung zu erreichen, müssen beim Einsatz der Strom erzeugenden Heizung
Gerät, Aufstellort und Anforderungen möglichst optimal aufeinander abgestimmt werden.
Diese Anforderungen werden durch
Energiesparmaßnahmen führen bei neuen
Der Strombedarf setzt sich aus einer
die Energiebedarfssituation des Ver-
Gebäuden ebenso wie bei der Modernisie-
Grund­last, einer erhöhten Dauerlast
sorgungsobjektes vorgegeben. Hierzu
rung von Bestandsgebäuden zu einem im-
über längere Zeiträume sowie kurzzei-
zählen die Jahressummen von Heiz­
mer geringeren Heizwärmebedarf. Dadurch
tigen Spitzen zusammen. Die Grundlast
wärme-, Warmwasser- und Strombe-
werden entsprechend kleine Heizgeräteleis-
ist im Wesentlichen abhängig von der
darf, aber auch die Lastpro­file, das
tungen benötigt. Um einen hohen Jahresnut-
Zahl der Geräte im Haushalt, der Anzahl
heißt die Ver­teilung des Energiebe-
zungsgrad zu erreichen, brauchen die Geräte
der Nutzer und – wie beim Heizwärme-
darfs über das Jahr und über den Tag.
entweder eine große Modulationsbandbreite
bedarf – vom Nutzerverhalten.
(beispielsweise für die monovalente Wärmeversorgung des Gebäudes) oder müssen mit
einem Spitzenlastkessel kombiniert werden,
da die Strom erzeugende Heizung in der
Regel an sehr kalten Tagen nicht die gesamte Wärme liefern kann.
BHKW mit Erzeugungszähler und Zweirichtungszähler,
einer Stromganglinie mit Erzeugungslinie BHKW und drei Stromrechnungen
zu Tarifkonditionen
BHKW-Erzeugung
Erzeugungsmenge
für die KWK-Zulage
(EEX-Vergütung)
16 Strom erzeugende Heizung
Zwei-Richtungs-Zähler
Diese Anforderungen umfassen die Strom
In Neubauten ebenso wie in bestehenden Gebäu-
Eine weitere Einflussgröße ist die
erzeugende Heizung und ihre Nebenaggre-
den muss die Strom erzeugende Heizung
Basistechnologie (Verbrennungsmo-
gate sowie die Einbindung in die Infrastruktur des Gebäudes. Dabei sind neben der
elektrischen und hydraulischen Einbindung
auch die Verbrennungsluftzufuhr sowie die
Abgasabführung wichtig. Außer der thermischen und elektrischen Leistung des
Systems spielen die thermische Leistung
• hinsichtlich Abmessungen und Gewicht ein
vergleichbares Handling wie konventionelle
Heiztechnik ermöglichen,
• die Möglichkeit zur Aufstellung im Keller und
Dachgeschoss bieten,
• die einfache Einbindung in bestehende bzw.
tor, Stirlingmotor etc.) der Strom erzeugenden Heizung. Sie hat maßgeblichen Einfluss darauf, wie die Anlage
eingesetzt werden kann und welche
Schallemissionen entstehen. Um die
üblichen Aufstellorte (Dachgeschoss,
Keller) zu ermöglichen, wird durch
eines eventuell benötigten (bzw. vorhan-
neue Heiz- und Warmwassersysteme gewähr-
entsprechende schallentkoppelenden
denen) Spitzenlastkessels, die Art der
Maßnahmen eine Reduzierung auf
Warmwasserbereitung sowie ggf. die Größe des Wärmespeichers eine Rolle.
• den Anschluss an das Stromnetz unter Berücksichtigung der Einspeisefunktion ermöglichen.
das Geräusch­niveau einer konventionellen Heizungsanlage erreicht.
Bei der hydraulischen Einbindung sind vielfältige Einflussgrößen zu berücksichtigen, was zu den unterschiedlichsten Möglichkeiten der Einbindung führt.
Aufgrund der Komplexität und der Wichtigkeit wird
die hydraulische Einbindung in der Broschüre „Einbindung von kleinen und mittleren Blockheizkraftwerken /
KWK-Anlagen“ aus­führlich behandelt.
Die elektrische Einbindung der SEH erfolgt in der Regel
im Netzparallelbetrieb. Darunter versteht man den
Betrieb von parallel zum Stromnetz verschalteten
Stromerzeugungsanlagen, wie z. B. KWK-Anlagen. Im
Netzparallelbetrieb muss ein Zähler für den Stromfremdbezug aus dem Netz installiert werden. Für den
Fall, dass der ungenutzte Strom aus der eigenen Stromproduktion abgegeben werden soll, muss ein zusätzlicher Einspeisezähler installiert werden. Die notwendige Kapazität der Brennstoffversorgung ergibt sich
aus der Summe der Nennleistungen von Mikro-KWKAnlage und Spitzenlastkessel.
Bei bestehenden Gebäuden ist in der Regel der Warmwasser- und der Heizwärmebedarf maßgeblich für die
erforderliche Auslegung der Gaszufuhr einschließlich der
Auslegung von Zählern und Strömungswächtern. Vor der
Installation einer SEH sollte die Kapazität des Gashausanschlusses vom Versorgungsunternehmen überprüft
Die Verbrennungsluftzufuhr für eine Heizung erfolgt
raumluftabhängig oder raumluftunabhängig. Daher
sollte nach Möglichkeit so verfahren werden, dass
diese ohne weitere Umbauten an ein bestehendes
Abgassystem angeschlossen werden können. Die Abgase der Anlage und eines eventuell vorhandenen
Spitzenlastkessels sollten bereits im Aufstellraum zusammengeführt werden, wobei Abgasdruck-Unterschiede zwischen SEH und Spitzen­­last­kessel zu beachten sind.
18 Strom erzeugende Heizung
Die Betriebsweise einer KWK-Anlage hängt vom Wär-
• Eigenverbrauch des produzierten Stroms bei gleichzei-
me- und Strombedarf sowie den damit verbundenen
tigem Verbrauch oder bei Speicherung der erzeugten
Kosten ab. Grundsätzlich unterscheidet man die
Wärme, ggf. mit Deckung von Wärmebedarfsspitzen über
wärme- oder die stromoptimierte Betriebsweise.
einen Spitzenlastkessel
Bei dieser Betriebsweise ergibt sich eine maximale Ein-
Bei der wärmegeführten Betriebsweise wird die KWK-
sparung gegenüber dem Bezug von Strom aus dem öf-
Anlage nach dem Wärmebedarf ausgelegt und nur
fentlichen Netz. Die SEH sollte daher stets so ausgelegt
dann betrieben, wenn Wärme benötigt wird. Der dabei
werden, dass ein Großteil des produzierten Stroms zur
erzeugte Strom wird im Objekt verbraucht oder in das
Deckung des Eigenbedarfs verwendet werden kann. Dies
betrifft sowohl die Nennlast als auch die Mindestlast.
Die stromoptimierte Betriebsweise stellt genau das
• Bezug von Strom aus dem Netz und Deckung des Wär-
Gegenteil dar: Die KWK-Anlage wird bei Strombedarf
mebedarfs aus einem Speicher bei Stillstand der SEH
betrieben, die gleichzeitig erzeugte Wärme wird ge-
Die Kosten für den Strom sind in diesem Fall höher als
nutzt oder zunächst gespeichert. Die Wärmenutzungs-
bei der Eigenproduktion. Die Leerung des Wärmespei-
kapazität bzw. die Größe des Pufferspeichers wirkt
chers schafft aber die Möglichkeit, später erneut Strom
allerdings auch bei stromoptmierte Fahrweise limitie-
zum Eigenverbrauch zu produzieren.
• Einspeisung von Strom in das Netz bei gleich­zeitigem
In der Regel werden Strom erzeugende Heizungen
wärmegeführt betrieben und daher nach dem Wärme-
Verbrauch der erzeugten Wärme
bedarf ausgelegt. Sofern die Betriebsweise der Strom
Sinnvoll, wenn Wärmebedarf vor Ort gegeben ist und
die Stromeinspeisung finanziell interessant ist.
erzeugenden Heizung im Ein- bzw. Zweifamilienhaus
– unabhängig von den derzeitigen Strom- und Brenn-
• Einspeisung von Strom in das Netz bei gleich­zeitiger
stoffpreisen sowie der aktuellen Gesetzeslage zur
Einspeisevergütung – stromorientiert erfolgen würde,
wären folgende Optionen vorstellbar:
Speicherung der erzeugten Wärme
Ist der Wärmebedarf vor Ort zu gering, kann die Wärme
zwischengespeichert werden, um längere Zeit Strom
Aufgrund des schwankenden Strom- und Wärme­bedarfs in
Wohngebäuden liefern die genannten Verbrauchs- bzw.
Bezugsvarianten lediglich eine Übersicht. Wesentlich ist:
Der tatsächliche Eigenverbrauch von Strom und Wärme
sollte Vorrang haben.
20 Strom erzeugende Heizung
Weiterhin muss berücksichtigt werden, wie schnell bei der SEH
zwischen verschiedenen Lastpunkten verfahren werden kann
bzw. wie oft die Anlage ein- und ausschalten muss (d.h. taktet),
um sich veränderten Lastanforderungen anzupassen. Generell
bedeuten hohe Taktraten, dass sich die Strom erzeugende
Heizung nicht im optimalen Betriebszustand befindet. Dies
liegt möglicherweise an einer falschen Auslegung der Anlage,
das heißt bezogen auf die Bedarfsstruktur ist sie überdimensioniert oder der Speicher ist zu klein gewählt worden. Ggf.
kann das häufige Takten durch eine geeignete Regelung oder
durch den Einsatz eines modulierendes Gerätes minimiert
Bezüglich der Dynamik des Betriebszustands sind zum Beispiel
Brennstoffzellen durch ihre vergleichsweise längeren Aufheizphasen benachteiligt. Verbrennungs­motoren können da­gegen
in der Regel sehr schnell auf plötzliche Lastan­forderungen
Die Wirtschaftlichkeit einer Strom erzeu-
Durch die Möglichkeit der Stromerzeugung erfordert die SEH höhere Investitionen als eine
genden Heizung hängt von unterschied-
konventionelle Heizungsanlage. Dieser Mehrpreis kann sich über unterschiedliche Positionen
lichen Aspekten ab. Zunächst müssen
refinanzieren:
die kapitalgebundenen Kosten (Investi-
• Senkung des Strombezugs aus dem öffentlichen Netz durch Stromeigenproduktion
tion) aufgebracht werden. Dazu kom-
(gerade im Einfamilienhaus gelten die höchsten Stromtarife)
men die verbrauchsgebundenen Kosten
• Einspeisevergütung* für den in das öffentliche Netz eingespeisten Überschussstrom
für die eingesetzte Energie sowie die
• Verkauf an einen Dritten
betriebsgebundenen Kosten, z. B. für
• Rückerstattung der für das eingesetzte Erdgas entrichteten Energiesteuer in Höhe
Wartung und Instandhaltung. Lange
von 0,55 Cent pro kWh. Voraussetzung: Für die Strom erzeugende Heizung muss ein
Serviceintervalle und geringer Wartungs­
Jahresnutzungsgrad von mehr als 70 % nachgewiesen werden sowie, dass die Anlage
aufwand können die Betriebskosten
hocheffizient ist
• KWK-Zuschlag auf den erzeugten Strom von 5,41 Cent pro Kilowattstunde für 10 Jahre
oder 30.000 Vollbenutzungsstunden (für Anlagen bis 50 kW elektrisch)
• Vermiedene Entgelte für die Nichtnutzung der vorgelagerten Stromnetze
≥ 70 % Jahresnutzungsgrad
Innerhalb des Absetzungszeitraums (§ 7 EStG)
Vollständige Entlastung nach § 53a EnergieStG
Entlastung nach § 53b (1) oder (4) EnergieStG
Erneuerung Hauptbestandteile:
Gasturbine Motor · Dampferzeuger / Dampfturbine Generator · Steuerung
> 50 % der Kosten für die Neuerrichtung
=> weiterer Abschreibungszeitraum von 10 Jahren
* Die Einspeisevergütung und der Einspeiseanteil können den wirtschaftlichen Betrieb einer Strom erzeugenden Heizung beeinflussen. Sie orientiert
sich an einem „üblichen Preis“. Für diesen gilt der an der Leipziger Strombörse EEX erzielte durchschnittliche Baseload-Preis des jeweils vorangegangenen Quartals, auch als KWK-Index bezeichnet, der im Internet unter www.eex.de öffentlich zugänglich ist.
22 Strom erzeugende Heizung
Seit April 2012 fördert das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) die Anschaffung einer Strom erzeugenden Heizung
mit einem einmaligen Investitionszuschuss im Rahmen des Förder­
programms „Richtlinie zur Förderung von KWK-Anlagen bis 20 Kilo­
watt elektrisch“. Damit erhofft sich die Bundesregierung zusätzliche
Impulse für den weiteren Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung zu
setzen, um so das Ziel, den Anteil an der deutschen Stromproduktion bis zum Jahr 2020 auf 25 % zu erhöhen und zugleich die CO2Emisionen zu reduzieren, zu erreichen.
• förderfähig sind Anlagen, die in einem
Leistungsbereich bis 20 kW elektrisch liegen
• in einem Bestandsgebäude installiert werden
( Bauantrag vor dem 1. Janaur 2009 gestellt)
• über einen Wartungsvertrag mit einem
Heizungsfachbetrieb verfügen
• nicht in Gebieten mit einem Anschluss
und Benutzungsgebot für Fernwärme liegen
• einen Energiezähler zur Bestimmung der Stromund Wärmeerzeugung im KWK-Prozess haben
(bei einigen Geräten bereits integriert)
Einzureichende Unterlagen für die BAFA-Förderung
• Vollständig ausgefülltes und unterschriebenes
• Angebot vom Heizungsbauer (Kopie) mit:
- den Unterlagen zur Strom erzeugenden Heizung
- den Unterlagen zum Puffer- und Trinkwasserspeicher
- geplante Umwälzpumpe
(Energieeffizienzklasse A erforderlich)
• Gegebenenfalls Nachweis über sonstige
beantragte Fördermittelansprüche
Hinweis: Sie haben die Möglichkeit auch andere Fördermittel zu
beantragen. Hierzu können Sie die Fördermitteldatenbank der ASUE
unter www.asue.de nutzen.
6 Alle Schritte zur Anmeldung, Inbetriebnahme und danach
B ei der P lanung
W ichtig !
Der Antrag auf eine Investitionsförderung bei der BAFA oder KfW
ist unbedingt vor der ersten
Auftragserteilung zum Kauf, zur
Lieferung oder zum Einbau eines
BHKW zu stellen. Eine Förderung
eines laufenden Projektes wird
regelmäßig versagt. Des Weiteren ist zu prüfen, inwiefern die
Förderprogramme kumulierbar
sind, weil manche Förderung
nicht mit anderen Förderungen
gemeinsam bewilligt wird.
Zuständiger Bezirksschornsteinfeger
Sofern noch kein Gasan-
Wir empfehlen die Kon-
Der zuständige Bezirksschornstein-
schluss besteht, ist mit dem
taktaufnahme mit dem
feger (BSF) hat die Tauglich­keit und
Gasnetzbetreiber ein Erdgas-
Erdgaslieferanten, selbst
die sichere Nutzbarkeit der Abgas-
Netzanschlussvertrag mit
wenn für die alte Hei-
anlage zu bescheinigen, gegebenen-
Gaszähler, ggf. der Leitungs-
zungsanlage bereits
falls ist eine neue Ab­gas­führung
anschluss, zu vereinbaren.
ein Liefervertrag besteht;
mit dem BSF abzustimmen. Hierzu
(Sollte das BHKW mit ande-
im Hinblick auf die För-
sind die technischen Unterlagen
ren Brennstoffen wie zum
derung des Vorhabens
des BHKW-Herstellers über den ins-
Beispiel LPG oder Heizöl be-
halten manche Gasver-
tallierenden Handwerker beizubrin-
trieben werden, gelten die
sorgungsunternehmen
gen. Eine Feuerstättenabnahme
meisten Empfehlungen dieser
erfolgt unmittelbar nach der Inbe-
Broschüre entsprechend.)
triebnahme.
V or der I nbetriebnahme
Der Betrieb einer KWK-
Grundsätzlich muss der
Beim Strom-NB
Bestätigung der netztech-
Anlage stellt in der Regel
Strom-NB eine Freigabe zum
ist ein Datenblatt
nischen Stellungnahme:
eine gewerbliche/unter-
Betrieb einer KWK-Anlage und
anzufordern für
Auch wenn die eingespeiste
nehmerische Tätigkeit dar.
der Einspeisung des nicht
Eigenerzeugungs-
Leistung begrenzt ist, er-
Hierzu ist grundsätzlich
selbstverbrauchten Stroms in
anlagen; (EEA)-
folgt aus rechtlicher Sicht
die Verpflichtung zur
das vorgelagerte elektrische
Datenblatt gemäß
durch den Strom-NB eine
Verteilnetz erteilen. Es muss
netztechnische Stellung-
zu beachten. Frühzeitig
ein neuer Antrag für einen
4105:2011-08
nahme (mit ggf. erforder­
sollte man sich für die
Netzanschluss (ANA) und den
und F.1 gemäß
lichen Netz-Ausbaumaß-
Optionen des umsatz-
Betrieb einer Eigenerzeu-
BDEW TR EEA MS
nahmen), die vom KWK-
steuerlichen Kleinunter-
gungsanlage gestellt werden.
Betreiber zu bestätigen
nehmers oder für die
Ohnehin ist vor Inbetriebnah-
Regelbesteuerung ent-
me ein gesonderter Stromzäh-
scheiden. (siehe Seite 11)
ler erforderlich.
24 Strom erzeugende Heizung
Die Frage der Baugenehmi-
KfW-Förderung Sanierung:
BAFA ist für folgende zwei Förderarten zuständig
gungspflicht wird je nach
Sofern die Investitionen in
(siehe auch Punkt 5 „Nach Installation/Inbetriebnahme“):
Bundesland recht unter-
ein BHKW innerhalb eines
1. Investitionszuschuss gemäß Mini-KWK Impulsprogramm:
schiedlich behandelt! In der
KfW Programms förderfähig
Wenn die Entscheidung für ein bestimmtes Produkt erfolgt
Regel besteht unterhalb von
ist – dieses ist in der Regel
ist, aber weder Auftrag noch Bestellung ausgelöst oder der
50 kWel keine Baugenehmi-
im Rahmen einer Bestands-
Kauf getätigt wurde, muss das Vorhaben beim BAFA mit-
gungspflicht; das Interesse
bausanierung der Fall –,
tels eines Vordrucks aus dem online-Portal zur Erlangung
des Bauamtes besteht in der
sollte ein entsprechender
eines Investitionszuschusses aus dem Marktanreizpro-
Regel an der Begrenzung der
Antrag auf Kredit oder Zu-
gramm für KWK-Anlagen bis 20 kWel („Mini-KWK Impuls-
möglichen Lärmemission.
schuss über die Hausbank
programm“) angemeldet werden. Die Vordrucke sind als
pdf-Datei herunterzuladen und zusammen mit den geforderten Unterlagen einzureichen.
N ach der I nstallation / I nbetriebnahme
Erklärung zur Inbetrieb-
Erklärung zur Installation
Erklärung zur Vergütungszahlung KWK (inkl.
Durch den Strom-NB
nahme einer Eigener­
und Betrieb einer
Kleinunternehmererklärung): Entsprechend dem
erfolgt die Bestätigung
zeugungsanlage: Nach
Messeinrichtungsanlage:
KWK-Gesetz erfolgt die Vergütung des in das
des Netzanschlusses
Die Einrichtung und
vorgelagerte Verteilnetz eingespeisten Stroms
und der Einspeisung.
sendet der Installateur
Durchführung des Mess-
nach den vom Strom-NB veröffentlichenten
einen vollständig aus­
stellenbetriebs (Erzeu-
Preisregelungen für Einspeisungen nach KWK-
gefüllten Inbetriebset-
gungszähler) und die
Gesetz zuzüglich der vermiedenen Netznut-
zungsauftrag an den
Messung mit einem
zungsentgelte (vNNE). Zudem zahlt der Strom-
Strom-NB. Daraufhin
NB den im KWK-Gesetz festgelegten KWK-Zu-
setzt der Strom-NB die
muss durch einen be­
schlag für die gesamte KWK-Strommenge in
Messeinrichtung in Be-
auftragten Messstellen-
Cent pro Kilowatt­stunde aus. Ein Vertrag ist
trieb, zugleich nimmt
betreiber/Messdienst­
nicht erforderlich, lediglich eine Erklärung des
der beauftragte Instal­
leister mit dem Strom-
KWK-Betreibers mit der Zustimmung, dass der
lationsunternehmer der
NB geregelt werden.
Stromnetzbetrei­ber die Vergütung über eine
KWK-Anlage das BHKW
Dieses muss nicht zwin-
Gutschrift regelt. Die nähere Zusammensetzung
in Betrieb und zeigt die
gend der Strom-NB sein,
der Vergütung haben wir im Kapitel 6. beschrie-
Inbetriebnahme mit den
inzwischen bieten sich
ben. Zugleich muss der Betreiber angeben, ob er
Datenblättern F1 und F2
auch weitere Firmen auf
von der Kleinunternehmerregelung zur um­satz­
beim Strom-NB an.
dem Markt an.
steuerlichen Behandlung Gebrauch macht.
Landesumweltministerium
Die Umweltministerien der Länder
Es bestehen bereits bis zu drei Jahre
stellen überregionale Förderprogramme
vor Inbetriebnahme der Anlage steu-
2. Der Antrag auf
(z. B. Progres NRW) und zum Teil sehr in-
erliche Fördermöglichkeiten durch
Gewährung des KWK-
teressante Förderungen zur Verfügung.1
eine Anspar­abschreibung. Hierzu
Zuschlags gemäß
muss dem Finanzamt bereits eine
Brennstoffzellen werden in manchen
KWK-Gesetz nach dem
konkrete Investitionsabsicht darge-
Bundesländern besonders gefördert.2
vereinfachten online-
legt werden. Leider kann dies im
Widerspruch mit der Beantragung
Verfahren der Allgemeinverfügung kann
nach der Inbetrieb­
nahme gestellt werden.
1 www.asue.de/foerdermittel
von Fördermitteln stehen, die in der
2 Aktuelle Informationen:
www.ibz-info.de/home/kontakt
scheidung zu beantragen sind.
Regel vor einer allfälligen Kaufent-
Verwendungsnachweis für den Investitionszu-
Bei der Inbetriebnahme (Feuer-
Auszahlung der KWK-Zu-
schuss gemäß Mini-KWK Impulsprogramm; die-
stättenabnahme) erfolgt die Ab-
lage durch den Netzbe-
ses Formular für den Verwendungsnachweis
(Grundlage für
nahme der Abgasrohrführung, die
treiber ist die Anzeige der
wurde bereits mit der Förderbewilligung vom
Prüfung der Anschlüsse und des
BAFA überstellt. Er ist mit der Rechnung des
KfW-Förderung);
Funktionsprinzips durch den Be-
der Anlage im Online-Ver-
Handwerkers als Anlage (bei Eigenmontage
zirksschornsteinfeger. Prüfpflichtig
fahren über die Internet-
entsprechendes ankreuzen) einzureichen.
verhält es sich
ist ebenfalls die Brennwert-Zu-
seite des durch das BAFA
Dabei ist der Nachweis über den hydraulischen
bei der Auszah-
satzheizung. Hierzu erfolgt eine
zur Verfügung gestellte
Abgleich und einen Wärmespeicher (Größe:
lung eines KfW
schriftliche Bestätigung. Als Prüf-
elektronische Anzeigepor-
1,6 kWh pro installierte kWth) zu liefern. Diese
Kredites.
intervall wird in der Regel ein Zeit-
tals gemäß der Allgemein­
Unter­lagen sind in der Regel vom installieren-
raum von zwei Jahren vorgesehen.
verfügung zur Erteilung
den Handwerker beizubringen. Näheres zu
(Anlage 1 zu § 1 Absatz 4 der Kehr-
der Zulassung für kleine
diesen Anforderungen findet sich im BAFA
und Überprüfungsordnung KÜO
KWK-Anlagen mit einer
Merkblatt1. Die Bearbeitung bis zur Überwei-
vom 16. Juni 2009; Anzahl der
elektrischen Leistung bis
sung der Fördergelder kann eine längere Zeit
Kehrungen und Überprüfungen)
50 kW vom 17. Juni 2013.
https://elan1.bafa.bund.de/
elan/frontend/index.php
1 www.bafa.de/bafa/de/energie/kraft_waerme_
kopplung/mini_kwk_anlagen/index.html
J ährlich einzureichende F ormulare / E rklärungen
Nach § 53 a des Energiesteuergesetzes kann
Gegenüber dem Finanzamt sind
Recht unterschiedlich fallen die
ein Antrag auf volle Steuerentlastung für in
in der Steuererklärung Angaben
Vereinbarungen zur Ablesung
der KWK-Anlage eingesetzte Energieträger
über alle Vergütungen aus der
der Stromzähler und die Mel-
(Erdgas oder Mineralöl) gestellt werden.
Stromeinspeisung, Zuschläge
dung über die Netto-Stromer-
Diese beträgt bei Erdgas 0,55 ct / kWh.
nach dem KWK-Gesetz, Förde-
zeugung, Vollbenutzungsstun-
Nur wenn keine Abschreibungen vorgenom-
rungen, Zuschüsse und die
den und der eingespeisten
men wird, beschränkt sich die Energiesteuer-
Selbstnutzung von Wärme und
Strommengen aus. Dieses kann
entlastung auf maximal 10 Jahre. Danach
Strom zu machen. Hierzu gibt
quartalsweise, halbjährlich oder
jedoch greift § 53b, nachdem auch über den
es mehrere Optionen, die unbe-
auch jährlich erfolgen. Entspre-
Abschreibungszeitraum hinaus eine Teilent-
dingt mit dem Steuerberater
chendes wird im Netzanschluss-
lastung möglich ist.1
entsprechend des eigenen zu
vertrag (ANA) vereinbart. Die
versteuernden Einkommens
Jahresmenge des erzeugten
bewertet werden sollten.
Stroms ist spätestens Anfang
Weil Brennstoffzellen im Energiesteuergesetz
noch keine Erwähnung finden, werden diese
auf der Grundlage des Energiesteuergesetzes
Eventuell erforderliche Umsatz-
§ 47 Abs. 1, Nummer 3 in Verbindung mit
steuer-Voranmeldungen müssen
§ 25 (1) befreit, wie dieses am zwanzigsten
Sie im laufenden und folgenden
Januar 2014 in der DV Energieerzeugung
Jahr monatlich abgeben, später
dürfte auch eine quartärliche
Anmeldung ausreichen. Über das
abgelaufene Jahr ist zusätzlich
eine Jahres-Umsatzsteuererklärung anzufertigen (§ 18 UStG
Abs. 1 und 2)
1 Antragsvordrucke 1190, 1132, 1133 oder 1134:
www.Zoll.de/DE/Service/Formulare-Merk
blaetter/formulare-merkblaetter_node.html
27 Strom erzeugende Heizung
Es besteht jedoch auch die etwas
einfachere Regelung des umsatzsteuerlichen Kleinunternehmer.
Januar des Folgejahres an den
Netzbetreiber zu übermitteln.
Erforderliche technische Einrichtungen
Technische Begriffe (nach VDI 2077)
Der Erzeugungszähler dient der Feststellung des
Elektrische Leistung: Leistung, welche als Energie
durch das BHKW erzeugten Stroms im Wesentlichen zur Berechnung der KWK Zulage. Dieser muss
ebenfalls installiert sein, auch wenn die Zehn-Jahres-Pauschalregelung für Mikro BHKW <2 kW in
Anspruch genommen wird. Laut KWK-Gesetz muss
nämlich die über die Pauschalregelungen vergüteten 30.000 Betriebsstunden in mindestens 15 Jah-
pro Zeit geliefert wird
Elektrischer Nutzungsgrad: Verhältnis der genutzten
elektrischen Energie (elektrische Leistung + Zeit)
zur Brennstoffleistung, bezogen auf den Heizwert
Hi innerhalb einer längeren Zeitdauer
Elektrischer Wirkungsgrad: Verhältnis der erzeugten
ren erbracht worden sein; hierzu behält sich das
elektrischen Leistung der KWK-Anlagezur Brenn-
BAFA eine entsprechende Überprüfung vor.
stoffleistung, bezogen auf den Heizwert Hi
Der Zwei-Richtungszähler erfasst getrennt sowohl
die aus dem Netz bezogenen Strommengen, als
auch die in das Netz eingespeisten Strommengen.
Gesamtnutzungsgrad: Summe von thermischem
und elektrischem Nutzungsgrad
KWK (Kraft-Wärme-Kopplung): Gleichzeitige Erzeu-
In der Regel wird der Zwei-Richtungszähler quar-
gung thermischer und elektrischer Energie in einem
talsweise abgelesen (diesem Abrechnungsrhyth-
thermodynamischen oder elektrochemischen
mus liegt die im KWK Gesetz vorgeschriebene Ver-
Prozess zur Nutzung beim Endverbraucher
gütungsregelung zu Grunde, wonach der EEXQuartalspreis der Leipziger Strombörse mit einer
Preisgestaltung von drei Monaten festgelegt wird).
Der Gaszähler: Selbst wenn das Mikro BHKW am
gleichen Aufstellungsort mit einem weiteren Heizungsgerät auf Gasbasis betrieben wird, ist ein
KWK-Anlage: Anlage, in der Kraft und Wärme
gekoppelt erzeugt werden.
KWK-Gerät: Gerät zur gleichzeitigen Erzeugung
von Wärme und elektrischen Strom
KWK-System: System bestehend aus KWK-Anlage
Gaszähler ausreichend; die Gasmengen werden
sowie elektrischen und thermischen Verbrauchern
entsprechend über einen Betriebsstundenzähler
auseinander gerechnet und entsprechend der
Energiesteuer-Berechnung zugrunde gelegt.
Der Betriebsstundenzähler ist vom Hersteller im
Modulierendes KWK-Gerät: Gerät, in dem die
Möglichkeit gegeben ist, dass die elektrische und
thermische Leistungsabgabe der elektrischen und/
Mikro BHKW eingebaut und gibt Aufschluss über
oder thermischen Last angepasst werden können,
die Betriebsstunden, diese entsprechen bei modu-
wobei das Verhältnis zwischen thermischer und
lierenden Gasgeräten nicht den Volllaststunden.
elektrischer Leistungsabgabe an den jeweiligen
Betriebspunkten aufgrund der physikalischen
Gesetzmäßigkeiten fest vorgegeben sind.
28 Strom erzeugende Heizung
Spitzenlastgerät: Komponente der KWKEinheit zur Erzeugung von Wärme, die
thermische Lastspitzen abdeckt.
Stromwirkungsgrad: Das Verhältnis der
erzeugten elektrischen Wirkleistung zur
Brennstoffleistung, bezogen auf den
Thermischer Nutzungsgrad: Verhältnis der
genutzten thermischen Energie zur Brennstoffleistung, bezogen auf den Heizwert Hi,
innerhalb einer längeren Zeitdauer.
Thermischer Speicher: Komponente der
KWK-Anlage zur zwischenzeitlichen
Speicherung von Wärme, zur Entkopplung
der Laufzeiten des KWK-Geräts vom
aktuellen Wärmebedarf
Thermischer Wirkungsgrad: Verhältnis der
Nutzwärmeleistung zur Brennstoffleistung,
bezogen auf den Heizwert Hi.
Zusatzheizgerät: Gerät, in dem Wärme
zur Abdeckung von z. B. thermischen
Lastspitzen Leistung erzeugt wird.
Einbindung von kleinen und
mittleren Blockheizkraftwerken /
Bestellnummer 07 06 11
Bestellnummer 06 06 10
Das KWK-Gesetz 2012
Bestellnummer 05 06 12
Bestellnummer 09 02 13
Telefon 0 30 / 22 19 1349-0
Christian Dany, Buchloe
Arbeitskreis innovative
Kristina Weddeling, Essen
Stand: Oktober 2015 (3. Auflage)
30 Strom erzeugende Heizung
Die Herausgeber übernehmen keine Gewähr
für die Richtigkeit und Vollständigkeit der Angaben.
Hausmesse 27.2./28.2. - täglich von 10:00
HALLE C Grundriss Untergeschoss
Ein Pelletskessel – fast zu schön für den Heizraum
0 91 31 / 60 18 43 Telefax: 0 91 31 / 60 48
Tipps Einsparung Energiekosten
Datenblatt Windsensor PCE-FST-200-202
Datenblatt Windsensor PCE-FST-200-201
Erfahrene Profis für Heizung und Bad «Wir denken
Die Heizungs-Revolution!

References: § 53
 § 53
 § 1
 § 53
 § 53

§ 47

§ 25