Schwarmkraftwerke - Energiewende im Keller

Erneuerbare-Wärme-Gesetz

Bei der Energieversorgung von Wohnhäusern soll verstärkt auf erneuerbare Energie gesetzt werden. | Bild: NDR

In vielen Häusern stehen veraltete Heizungsanlagen, durch deren Austausch sich rund 20 Prozent der Energiekosten einsparen ließen. Doch wer etwa in Baden-Württemberg einen Heizungstausch plant, der muss seit dem 1.1.2010 auch erneuerbare Wärmequellen nutzen. So will es das Erneuerbare-Wärme-Gesetz des Landes, das noch von der schwarz-gelben Landesregierung beschlossen worden war. Andere Bundesländer planen derzeit ähnliche Gesetze. Sie gehen damit über das seit 2009 gültige Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz des Bundes hinaus, das die Nutzung erneuerbarer Energiequellen nur für Neubauten vorschreibt.

Sanierungsstau

Eine moderne KWK-Anlage. | Bild: NDR

Hausbesitzer müssen in Baden-Württemberg nach einer Heizungserneuerung mindestens zehn Prozent des jährlichen Energiebedarfs durch erneuerbare Energie decken, etwa durch Solarenergie, Geothermie oder Biomasse. Da aber durch das neue Gesetz die Kosten für einen Heizungsaustausch gestiegen sind, verzichten viele auf den kompletten Austausch und beschränken sich auf Reparaturen der alten Energiefresser im Heizungsraum. Trotz Anreizes durch Fördermittel nimmt dort der Sanierungsstau eher zu.

Dabei gibt es eine Reihe von Möglichkeiten, die Vorgaben des Gesetzes zu erfüllen. Es muss nicht mal unbedingt regenerative Energie sein. Auch ein Blockheizkraftwerk können Hausbesitzer ersatzweise einbauen. Aus dem fossilen Brennstoff 'Erdgas' erzeugt es die Wärme für Heizung und Heißwasser. Und nebenbei liefert es Strom, der im Haus verbraucht oder ins Netz eingespeist werden kann. Die gleichzeitige Produktion von Strom und Wärme gilt als besonders effizient und wird auch als Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) bezeichnet.

Energie im Doppelpack

KWK-Anlagen gibt es auch für Einfamilienhäuser. | Bild: NDR

Verschiedene Hersteller bieten inzwischen KWK-Anlagen im Kleinformat an. Karl Sohn, Geschäftsführer einer Firma für Sanitär- und Heizungstechnik in Esslingen, hat in seinem Privathaus vor einem Jahr ein solches Blockheizkraftwerk im Kleinformat eingebaut. Die speziell für den Einsatz in Einfamilienhäusern entwickelte Anlage liefert 1 Kilowatt (kW) elektrische und 2,5 kW thermische Leistung. Die Leistung ist bewusst knapp dimensioniert, damit das Blockheizkraftwerk auf möglichst viele Betriebsstunden kommt. Das ist wichtig für die Wirtschaftlichkeit, denn nur wenn die Anlage läuft, erzeugt sie "nebenbei" Strom. Reicht die thermische Leistung an kalten Tagen nicht aus, schaltet sich ein zusätzlicher Brennwertkessel als Spitzenlastgerät automatisch dazu, der allerdings läuft dann ohne Kraft-Wärme-Kopplung. Diese "Rückfallversicherung" macht das Kleinkraftwerk im Keller natürlich teurer.

Kraft-Wärme-Kopplung im Keller

Ein Minikraftwerk im Keller liefert Wärme und produziert Strom. | Bild: NDR

Herzstück ist ein mit Gas betriebener Verbrennungsmotor. Der erwärmt Wasser für Heizung und Bad, das in einem Warmwasserspeicher zwischenspeichert wird. Auf diese Weise setzt das Minikraftwerk 65 Prozent der im Brennstoff Gas enthaltenen Energie in Wärme um. Der Gesamtwirkungsgrad beträgt sogar über 90 Prozent, denn zusätzlich erzeugt die Anlage ja elektrischen Strom, der entweder ins Netz eingespeist oder selbst verbraucht werden kann.

"Es ist sinnvoll, den selbst erzeugten Strom auch selbst zu nutzen. Für das Einspeisen in das Netz bekomme ich nur sechs Cent pro Kilowattstunde, an meinen Energieversorger zahle ich aber 22 Cent. Die spare ich, wenn ich den Strom selbst nutze", erklärt Karl Sohn. Der Stromverbrauch lasse sich intelligent steuern, um möglichst viel vom produzierten Strom selbst zu nutzen, etwa "indem ich Waschmaschine und Geschirrspüler hintereinander betreibe und nicht gleichzeitig".

Obwohl die Anlage circa 25.000 Euro kostet, rentiert sie sich laut Sohn, denn für jede erzeugte Kilowattstunde bekommt er zusätzlich fünf Cent vergütet. Die Mehrkosten gegenüber einer normalen Heizung könne man so innerhalb von zehn Jahren reinholen, meint er. Voraussetzung sei allerdings ein Wärmebedarf von 25.000 bis 35.000 Kilowattstunden, damit die Anlage auf die nötigen Betriebsstunden kommt.

Die Energiewende benötigt Regelenergie

Dezentrale Stromerzeugung durch ein "Zuhausekraftwerk" | Bild: NDR

Doch für die Energiewende ist der nebenbei und im Kleinstmaßstab erzeugte Strom nur ein winziger Beitrag. Gebraucht wird vor allem so genannte "Regelenergie": Strom, der auf Knopfdruck genau dann zur Verfügung steht, wenn Wind und Sonne zu wenig liefern. Diese Regelenergie will der Hamburger Ökostromanbieter Lichtblick mit seinem "Zuhausekraftwerk" liefern. Auch das arbeitet mit Kraft-Wärme-Kopplung, doch sein Herzstück - ein Zweilitermotor - liefert ein Vielfaches an Leistung. Entsprechend sollte auch der Wärmebedarf des betreffenden Gebäudes mindestens 45.000 Kilowattstunden betragen.

Seit einem Jahr hat Klaus Buchholz, Besitzer einer Hamburger Stadtvilla, ein "Zuhausekraftwerk" im Keller. Normalerweise bemerkt er das kaum, denn der Motor läuft nur wenige Stunden am Tag. Und zwar immer dann, wenn im Netz Strom gebraucht wird. "Den Strom, der hier erzeugt wird, den nutzen wir nicht", sagt Buchholz, "der geht in das Netz und wird verkauft". Buchholz ist nur Wärmekunde bei Lichtblick und hat für Strom einen anderen Anbieter.

Das Zuhausekraftwerk in Buchholz' Keller ist wie circa 400 andere per Datenleitung mit der Lichtblick-Zentrale verbunden und wird von dort ferngesteuert. Die Kleinkraftwerke werden immer dann angefahren, wenn im Netz kurzfristig Strom benötigt wird. "Den Strom speisen wir unmittelbar ins Stromnetz ein", sagt Lichtblick-Sprecher Ralph Kampwirth, "und das tun wir vor allem, um Lastspitzen im Stromnetz auszugleichen, die zum Beispiel dann auftreten können, wenn nicht ausreichend Windenergie zur Verfügung steht".

"Schwarmstrom" für die Energiewende

Bundesweit sollen 100.000 Schwarmkraftwerke installiert werden. | Bild: NDR

Da kann ein einzelnes Kleinkraftwerk natürlich noch nicht viel ausrichten. Aber wenn mehrere Kleinkraftwerke zentral gesteuert gleichzeitig Strom produzieren, dann sieht das schon anders aus. Lichtblick will bundesweit insgesamt 100.000 Zuhausekraftwerke aufstellen und miteinander vernetzen. "Schwarmstrom" nennt der Energielieferant sein Konzept. So entsteht virtuell das größte Gaskraftwerk Deutschlands. "Gegen dieses Kraftwerk, was wir bauen, wird es nie Bürgerproteste geben, wir brauchen keine langen Genehmigungsverfahren, das heißt, wir haben ein sehr flexibles System, was letztlich viel punktgenauer die Energie liefern kann, als es ein Großkraftwerk je tun kann", erläutert Kampwirth. Die dezentrale Produktion von Energie mache zudem die Netze stabiler, denn es würden weniger neue Leitungen benötigt.

Mieten statt kaufen

Da sich mit teurem Spitzenlaststrom gutes Geld verdienen lässt, macht Lichtblick für den Einbau der Zuhausekraftwerke ein interessantes Angebot: Klaus Buchholz hat einen einmaligen Investitionszuschuss von 6.000 Euro aufgebracht. Neben einer monatlichen Grundgebühr von 15 Euro zahlt er nur für die Wärme, die er tatsächlich abnimmt. Und er muss sich nie mehr um Reparaturen kümmern, denn die Anlage bleibt im Besitz von Lichtblick. Allerdings kommt diese Lösung nicht für jeden in Frage.
"Das Zuhausekraftwerk eignet sich nicht für klassische Einfamilienhäuser, da ist der Wärmebedarf zu gering", sagt Kampwirth. "Es lohnt sich entweder für sehr große Einfamilienhäuser, ab einer Grundfläche von 250 bis 300 Quadratmetern kann es wirtschaftlich werden, dann aber eben auch für Zwei- oder Mehrfamilienhäuser." Einfamilienhausbesitzer müssen daher die Investition in ein Blockheizkraftwerk selber tragen. Doch angesichts steigender Energiekosten kann es sich langfristig lohnen zum Kleinkraftwerksbetreiber zu werden.

Autor: Güven Purtul (NDR)

Stand: 13.11.2015 14:11 Uhr