Blockheizkraftwerk / BHKW
Übliche BHKW-Module haben elektrische Leistungen zwischen 5 Kilowatt (KW) und 5 Megawatt (MW). Als Antrieb für den Stromerzeuger können Verbrennungsmotoren, d. h. Diesel- oder Gasmotoren, aber auch Gasturbinen verwendet werden. Unter 15 kW werden sie auch Mikro-KWK genannt und dienen zur Versorgung von einzelnen Gebäuden. Die Kraft-Wärme-Kopplung wird ebenfalls in Heizkraftwerken genutzt, dort typischerweise mit elektrischen Leistungen von einigen hundert MW.
Der höhere Gesamtnutzungsgrad gegenüber der herkömmlichen Kombination von lokaler Heizung und zentralem Großkraftwerk resultiert aus der Nutzung der Abwärme der Stromerzeugung direkt am Ort der Entstehung. Der Wirkungsgrad der Stromerzeugung liegt dabei, abhängig von der Anlagengröße, zwischen etwa 25 und 50%. Durch die ortsnahe Nutzung der Abwärme wird die eingesetzte Primärenergie aber zu 80 bis über 90% genutzt. Blockheizkraftwerke können so bis zu 40% Primärenergie einsparen.
Im Idealfall entspricht die Strom- und Wärmeproduktion eines BHKWs genau der Basislast. In der Praxis wird eine Unterdeckung durch Netzbezug abgedeckt, eine Überproduktion kann ins Stromnetz eingespeist oder mittels Stromspeichern gepuffert werden. Die Wärme dient zu Heizzwecken und für die Warmwasserbereitung.
Wenn die Leistungsabgabe des BHKW sich nach dem lokalen Wärmebedarf richtet, handelt es sich um ein wärmegeführtes BHKW. Durch Regelung der Heizleistung werden in modular aufgebauten Anlagen einzelne Aggregate je nach Bedarf ab- oder zugeschaltet. Bei Konfiguration mit nur einem Aggregat wird dessen Leistungsabgabe entsprechend gedrosselt. Der erzeugte Strom solcher Anlagen wird, so weit es geht, selbst verbraucht; der Überschuss wird in das öffentliche Netz gespeist und entsprechend verrechnet.
Üblicherweise wird die Leistung einer (üblicherweise wärmegeführten) BHKW-Anlage so ausgelegt, dass bei Volllastbetrieb nur ein Teil des maximalen Heizenergiebedarfes der angeschlossenen Abnehmer gedeckt wird. So wird sichergestellt, dass die teuren stromerzeugenden Einrichtungen besser genutzt werden und höhere Betriebsstundenzahlen (pro Jahr werden 3000 bis 4000 Stunden angestrebt) erreichen. Der wirtschaftliche und ökologische Grundgedanke des wärmegeführten Betriebes liegt darin, erzeugte Wärme vollständig und auch den Strom möglichst vor Ort zu nutzen. Nicht gebrauchter Strom wird gegen Vergütung ins öffentliche Stromnetz eingespeist.
Ein BHKW erreicht einen insgesamt deutlich höheren Nutzungsgrad (Nutzenergie Strom plus Wärme dividiert durch Energieeinsatz) gegenüber dem herkömmlichen Mischbetrieb aus lokaler Heizung und zentraler Stromversorgung. So erreicht ein modernes Großkraftwerk auf Steinkohlebasis bis zu 45 Prozent Wirkungsgrad, somit treten 55 Prozent der Energie als Abwärme auf, deren Einsatz als Fernwärme aber deutliche Transportverluste (10-15 %) sowie ein aufwendiges Rohrleitungsnetz bedingen würde.
