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E-Auto finanziert den Restbetrag

Monovalentes Heizen mit Mini-BHKW im Einfamilienhaus

Wer E-Auto sagt, verschenkt einiges, wenn er nicht auch Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) sagt – vorausgesetzt, er hat die Möglichkeiten. Das meint ein Eigenheim-Eigentümer und BHKW-Betreiber in Stade an der Elbe. Er belegt: Die neuen KWK-Fördersätze und die preislichen Einsparungen durch BHKW-Strom für die E-Mobilität finanzieren die Wärme und Elektrizität für sein Einfamilienhaus beinahe vollständig.

Foto: Einfamilienhaus Kruse in Stade.
Quelle: F. Kruse
Einfamilienhaus Kruse in Stade: Baujahr 1986, 168 m2 Wohnfläche plus 70 m2 beheizte Kellerräume. Fußbodenheizung Parterre, Radiatoren im 1. Stock und Keller. Um mit einer niedrigen Vorlauftemperatur von maximal 40 bis 42 °C fahren zu können, mussten zwei Heizkörper gegen leistungsstärkere ausgetauscht werden, davon ein aktiver Niedertemperatur-Heizkörper von Jaga.

Als Felix Kruse in Stade nahe Hamburg vor fünf Jahren die Heizung in seinem Neuerwerb auf Vordermann bringen wollte, standen Kosteneinsparung und Reduktion der CO2-Emissionen im Vordergrund (Abb. 1). „Ein Argument für ein BHKW war für mich des Weiteren die Möglichkeit einer Notstromversorgung. Deshalb verwunderte mich bei den Beratungen, warum mir regelmäßig von KWK abgeraten wurde. Typisches Statement der Berater: zu wenig Wärmebedarf. Ein BHKW müsse mindestens 5.000 h/a laufen, maximal 30 Prozent des Wärmebedarfes erzeugen. Ich habe dann meine eigene Rechnung aufgemacht. Demnach lohnt es sich schon wesentlich früher. Das macht nicht unbedingt Gewinn, aber es spart massiv.“

Abbildung: Stromverbrauch und erneuerbare Energien (in der Legende fett gedruckt) in der 4. Kalenderwoche 2019.
Quelle: F. Kruse
Unterdeckung: Stromverbrauch und erneuerbare Energien (in der Legende fett gedruckt) in der 4. Kalenderwoche 2019.

Der Ingenieur schaute sich auch das Angebot an Wind- und PV-Strom an. Er sah, je nach Monat, zwischen Angebot und Bedarf eine riesige Lücke, die wohl noch viele Jahre fossil geschlossen werden muss (Abb. 2). Der KWK kommt in dem Zusammenhang unter anderem die Rolle zu, als Regelenergielieferant einen wesentlichen Beitrag zur Netzstabilität zu leisten. Ein E-Auto hinzugerechnet, täte er deshalb mit einer ausschließlich heizenden Wärmepumpe der Umwelt auch keinen größeren Gefallen als mit einem hocheffizienten monovalenten Strom- und Wärmeerzeuger, kam der promovierte Professor für Maschinenbau an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW Hamburg) zu dem Ergebnis.

Foto: Modulierendes, monovalent betriebenes Mini-BHKW „XRGI 6“.
Quelle: F. Kruse
Modulierendes, monovalent betriebenes Mini-BHKW „XRGI 6“ mit 2,5 bis 6 kW elektrisch und mit Brennwert-Wärmeübertrager bis 13 kW thermisch.

Da die Kostenseite ebenfalls dafür sprach, ließ er seine Hausinstallation von den KWK-Spezialisten der Karl Meyer Energiesysteme GmbH, Wischhafen, auf ein EC Power-Aggregat mit 6/13 kW (elektrisch/thermisch) umrüsten (Abb. 3). Das lässt sich, laut Datenblatt, elektrisch zwischen 2,5 und 6 kW modulieren, sodass es bei kleinster Last mit einem ausreichend großen Speicher bis in den Sommer hinein monovalent Dienst tun kann. „Die gleitende Fahrweise erweitert den Einsatzbereich und prädestiniert das »XRGI 6« auch für relativ kleine Objekte“, hebt Hauke Leidecker, Technischer Betriebsleiter der Karl Meyer Energiesysteme GmbH, diesen Punkt hervor. Die Bilanz nach mittlerweile fast drei Jahren Betrieb sieht noch besser aus als die Kalkulation. Die hat als Back-up und für eine eventuell erforderliche Spitzenlast einen E-Heizstab im Puffer vorgeschrieben. Der schaltete aber bisher nicht ein einziges Mal ein.

Was das KWK-Gesetz bestimmt

In Bezug auf die Wirtschaftlichkeit enthält das Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG) die entscheidende Bestimmung. Nach Absatz 3a in § 7 erhalten Betreiber von BHKW bis 50 kW elektrische Leistung sowohl für den selbstverbrauchten als auch für den ins öffentliche Netz eingespeisten Strom einen Zuschlag. Der betrug bis zum vorigen Jahr 4 Cent je Kilowattstunde für jene Elektrizität, die Haus- und Haushaltstechnik im Eigenheim konsumierten, und 8 Cent pro kWh für die Abgabe an die Öffentlichkeit. Die seit Januar 2021 gültige Fassung des KWKG hat die Sätze verdoppelt, auf 8 und 16 Cent/kWh, allerdings in § 8 die Dauer der Zuschlagszahlung von ehedem 60.000 auf 30.000 Vollbenutzungsstunden halbiert. Darüber hinaus deckelt § 8 neuerdings die Vollbenutzungsstunden: „Ab dem Kalenderjahr 2021 wird der Zuschlag für bis zu 5.000 Vollbenutzungsstunden, ab dem Kalenderjahr 2023 für bis zu 4.000 Vollbenutzungsstunden und ab dem Kalenderjahr 2025 für bis zu 3.500 Vollbenutzungsstunden pro Kalenderjahr gezahlt“, heißt es in Absatz 4.

In welchem Maß schlagen die Zuschlagszahlungen zu Buche? Bezogen auf die reinen Energiekosten sagt eine Überschlagsrechnung schon einiges. Nehmen wir ein Einfamilienhaus mit rund 35.000 kWh für Warmwasser und Heizung und 4.000 kWh Strombedarf im Jahr. Gaspreis inklusive Mehrwertsteuer 6 ct/kWh, Strom 30 ct/kWh. Wirkungsgrad der Anlagen 90 Prozent, bezogen auf den Heizwert. Bei einer getrennten Versorgung mit Strom und Gas stehen gerundet 39.000 x 0,06 € plus 4.000 x 0,30 € = 3.500 € auf der Rechnung. Die Alternative Mini-KWK liefert in der Regel ein Drittel Strom und zwei Drittel Wärme, das heißt, der thermische Wirkungsgrad bewegt sich bei 66 Prozent des Gesamtwirkungsgrads von den angenommenen 90 Prozent.

Freitag, 12.11.2021

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  • Einfamilienhaus Kruse in Stade: Baujahr 1986, 168 m!SUP(2)SUP! Wohnfläche plus 70 m!SUP(2)SUP! beheizte Kellerräume. Fußbodenheizung Parterre, Radiatoren im 1. Stock und Keller. Um mit einer niedrigen Vorlauftemperatur von maximal 40 bis 42 °C fahren zu können, mussten zwei Heizkörper gegen leistungsstärkere ausgetauscht werden, davon ein aktiver Niedertemperatur-Heizkörper von Jaga.
  • Unterdeckung: Stromverbrauch und erneuerbare Energien (in der Legende fett gedruckt) in der 4. Kalenderwoche 2019.
  • Modulierendes, monovalent betriebenes Mini-BHKW „XRGI 6“ mit 2,5 bis 6 kW elektrisch und mit Brennwert-Wärmeübertrager bis 13 kW thermisch.
  • "Wir denken an eine Mini-Quartierslösung," so Felix Kruse.
  • „Konventionell versus BHKW“: CO!SUB(2)SUB!-Betrachtung für 37.000 kWhth und 4.200 kWhel plus 12.000 km E-Auto (Stand: 2019).
  • Gas- und Wärmeverbrauch der letzten vier Jahre.
  • Leistung Heizung und Warmwasser: Die thermische Nennleistung von 13 kW des „XRGI 6“ ist erst bei Außentemperaturen von -8 °C erforderlich. Oberhalb von 15 °C soll es zukünftig abschalten, Strom und Wärme wird dann eine 2-kW-PVTKollektoranlage bereitstellen.
  • Vollkosten: Gas-Kessel/-Therme.
  • Vollkostenvergleich: Gas-Therme gegen BHKW.
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