Wann läuft ein BHKW wirklich effizient? Wann ist sein Betrieb wirtschaftlich? Und welche Rolle spielt dabei die Fahrweise der Anlage? Fragen wie diese sind immer dann wichtig, wenn es darum geht, ob ein BHKW flexibilisiert werden soll. Denn tatsächlich macht es einen großen Unterschied, ob man ein BHKW wärmegeführt, stromgeführt oder strommarktgeführt betreibt.
Welche verschiedenen Betriebsweisen eines BHKW es gibt, wie diese funktionieren und welche Vorteile es hat, ein BHKW strom(markt)geführt zu fahren, fasst Ihnen dieser Beitrag zusammen.
Ein BHKW, viele Betriebsarten – das sollten Sie wissen
Die Betriebsart hat maßgeblichen Einfluss auf Funktionsweise, Auslegung und Wirtschaftlichkeit eines BHKW. Generell lässt sich zwischen drei Betriebsarten unterscheiden. So kann ein BHKW wärmegeführt, stromgeführt oder strommarktgeführt laufen.
Wärmegeführtes BHKW
Läuft ein BHKW wärmegeführt, bedeutet das, dass es dafür ausgelegt ist, möglichst bedarfsgerecht Wärme zu erzeugen – und zwar dann, wenn diese benötigt wird. Das Prinzip dahinter ist denkbar einfach: Jedes BHKW wird mit einem Motor betrieben. Läuft der Motor, entsteht mechanische Energie. Diese wandelt ein Generator in elektrische Energie um. Die dabei im Motor entstehende Wärme (Kühlwasser, Schmieröl) wird ausgekoppelt. Zudem steckt eine Menge Wärmeenergie im heißen Abgas des Motors. Mittels Abgaswärmetauscher lässt sich diese Wärme dem Abgas entziehen und zur Aufheizung von Wasser nutzen. So ist es möglich, die Wärme ins Heizsystem einzuspeisen und nutzbar zu machen. Zusätzlich zu diesen Wärmequellen, die alle auf dem Kraft-Wärme-Kopplungs-Prinzip (KWK) beruhen, lässt sich auch Niedertemperaturwärme nutzen, etwa aus der zweiten Stufe der Gemischkühlung mit rund 40 °C. Ziel des wärmegeführten BHKW-Betriebs ist es, den (Grundlast-)Wärmebedarf über das BHKW zu decken. Dementsprechend werden die Anlagenleistungen meist niedriger ausgelegt.
Stromgeführtes BHKW
Im Unterschied zu einem BHKW, das wärmegeführt läuft, verfolgt ein stromgeführtes BHKW das Ziel, möglichst viel Strom zu produzieren. Vor allem BHKW mit großer Leistung eignen sich für einen stromgeführten Betrieb. Der hierbei hergestellte Strom lässt sich entweder für die Eigennutzung verwerten oder aber zu Hochpreiszeiten ins öffentliche Netz einspeisen. Übrigens: Auch ein stromgeführtes BHKW erzeugt Wärme. Diese kann ebenfalls sinnvoll genutzt werden, wenn die BHKW-Anlage über einen Wärme- bzw. Pufferspeicher verfügt. Die Auslegung erfolgt hier bei der Eigennutzung anhand der Lastgänge meist auf die (Strom-)Grundlast. Bei Anlagen, die ins öffentliche Netz einspeisen, spricht man auch von einem strommarktgeführten Betrieb. Diese Anlagen werden meist auf weniger Betriebsstunden, jedoch mit höheren Anlagenleistungen ausgelegt, um optimal am Strommarkt agieren zu können. Nachfolgend wird beim stromgeführten Flexbetrieb von dieser Fahrweise ausgegangen.
Früher vs. heute – warum sich der Wechsel zum stromgeführten Flexbetrieb lohnt
Größtmögliche Wirtschaftlichkeit, spezielle Förderbedingungen und minimaler Verschleiß sind früher oft die Hauptargumente gewesen, wenn es um die Frage ging, ob ein BHKW wärmegeführt oder stromgeführt und dauerhaft oder im Flexbetrieb laufen sollte. So wurde die Mehrzahl der BHKW in der Vergangenheit als sogenannte „Dauerläufer“ betrieben. Das bedeutet: Strom und Wärme entstehen rund um die Uhr, ganz unabhängig davon, wie hoch der jeweilige Bedarf gerade ist. Der Nachteil dabei ist, dass in manchen Momenten mehr Strom und Wärme vorhanden ist, als gebraucht wird. Während überschüssiger Strom auch bei niedrigen Marktpreisen einfach ins öffentliche Netz eingespeist wird, ist die überschüssige Wärme nur so lange verwertbar, wie Bedarf besteht oder der Wärmespeicher des BHKW noch nicht voll ist. Danach verpufft sie ungenutzt oder das BHKW muss abgestellt werden.
Wer ein BHKW wärmegeführt betreibt, sollte das unbedingt im Kopf haben und sich im Idealfall für den stromgeführten Flexbetrieb seiner Anlage entscheiden. Das bedeutet, dass das BHKW nur dann läuft, wenn der (Strom-)Markt es erfordert. Die Wärmeerzeugung wird dabei mittels großer Wärmespeicher vom Wärmebedarf entkoppelt. Somit können auch größere Leistungen mit niedrigeren Laufzeiten sinnvoll integriert werden, was die Wirtschaftlichkeit zusätzlich steigert.
Strom- oder wärmegeführtes BHKW? Darum lohnt sich eine flexible Fahrweise
Dass der stromgeführte Flexbetrieb eines BHKW einen wertvollen Beitrag zu einer wirtschaftlichen und sicheren Energieversorgung leisten kann, zeigt ein ganz konkretes und aktuelles Beispiel der Stadtwerke Bad Säckingen in Baden-Württemberg. Diese setzen bereits seit vielen Jahrzehnten auf die Energieversorgung mittels BHKW und haben ihre Anlagen jüngst ausgebaut, modernisiert und flexibilisiert. Die Folge: 3.600 eingesparte Tonnen CO₂ pro Jahr durch jährlich 4.200 Megawattstunden zusätzlich erzeugte Wärme.
Hinzu kommt, dass Betreiber, die ihr BHKW statt wärmegeführt stromgeführt im Flexbetrieb laufen lassen, ihre Anlagen systemdienlich einsetzen können. Denn flexibel gefahrene BHKW sind in der Lage, immer dann Strom und Wärme zu liefern, wenn diese gebraucht werden. Damit können sie entscheidend zur Versorgungssicherheit beitragen, wenn die erneuerbaren Energien im Netz eine Versorgungslücke hinterlassen. Diese auch „Residuallast“ genannte Lücke meint dabei genau den Restbedarf an Strom, der sich nicht durch Wind- und Sonnenkraft abdecken lässt. Und genau diese Residuallast können Anlagen im Flexbetrieb decken, die sich je nach Bedarf zu- und abschalten lassen – effizient, system- und netzdienlich.
Sie denken, das kann doch aber nur ein „Dauerläufer“ leisten? Früher war das korrekt, heute ist es anders. Denn Anlagen im Flexbetrieb sind dank großer installierter Leistung trotz kürzerer Laufzeiten mittlerweile in der Lage, genauso hohe Wärmemengen zu erzeugen wie kleiner ausgelegte Dauerläufer. Und als Bonus können BHKW, die stromgeführt im Flexbetrieb laufen, hohe Erlöse am Strommarkt erzielen.
Fotoquelle Titelbild: © Energas BHKW GmbH
