Abb.: Bosch Thermotechnik / Buderus

Bei einem Blockheizkraftwerk stehen verschiedene Motoren zur Auswahl. Welcher der beste ist, lässt sich nicht pauschal beantworten, sondern hängt von der Verwendung und den baulichen Voraussetzungen ab. Ein Stirlingmotor kommt häufig in Mini-BHKW für den privaten Gebrauch zum Einsatz, weil er sehr leise ist. Ist bereits ein Gasanschluss vorhanden, bietet sich ein Gasmotor an. Wir geben einen Überblick über die verschiedenen Antriebe und erklären, wann sich welcher lohnt.

Stirlingmotor

Ein beliebter Antrieb für kleine BHKW ist der Stirlingmotor. In seinem Zylinder wird ein Gas von außen erhitzt, sodass zwei Temperaturzonen entstehen, die einen Kolben antreiben. Da die Verbrennung außerhalb des Zylinders stattfindet, lässt sich nahezu jeder Brennstoff nutzen. Der Stirlingmotor ist wartungsarm, vibrations- und geräuscharm und kompakt gebaut, weshalb er sich gut für den Einsatz im Eigenheim eignet. Sein elektrischer Wirkungsgrad ist geringer als bei Verbrennungsmotoren, doch für kleine Anlagen, bei denen die Wärme im Vordergrund steht, ist das oft zweitrangig.

Ottomotor

Der Viertakt-Ottomotor ist aus der Fahrzeugtechnik bekannt. Für das BHKW wird er so angepasst, dass er dauerhaft und nicht mit flüssigem Treibstoff, sondern in der Regel mit Gas läuft. Der Gesamtwirkungsgrad, also die Summe aus Strom- und Wärmenutzung, ist hoch. Ottomotor-BHKW sind in vielen Leistungsklassen erhältlich und können sowohl ein Einfamilienhaus als auch größere Gebäudekomplexe versorgen. Im Betrieb ist der Ottomotor deutlich lauter als der Stirlingmotor, weshalb er sich vor allem für größere Objekte und gewerbliche Anwendungen eignet, bei denen ein separater, schallgedämmter Aufstellraum vorhanden ist.

Gasmotor und Mikrogasturbine

Bei Gebäuden mit vorhandenem Gasanschluss ist ein gasbetriebener Antrieb naheliegend. Neben dem Gas-Ottomotor kommt in größeren Anlagen auch die Mikrogasturbine zum Einsatz, die einen hohen Gesamtwirkungsgrad erreicht und dabei einen größeren Anteil Wärme als Strom liefert. Ihre Vorteile sind das geringe Gewicht, die kompakte Bauweise und die flexible Einsatzmöglichkeit. Solche Antriebe finden sich häufig in Mehrfamilien- und Hochhäusern sowie in öffentlichen Einrichtungen wie Krankenhäusern, Schulen und Hotels, wo ein hoher und gleichmäßiger Wärmebedarf besteht. Sie erzeugen gleichzeitig Wärme und Strom und nutzen den Brennstoff dadurch effizient.

Holzgasmotor

Der Holzgasmotor wurde bekannt, als in den 1930er Jahren Fahrzeuge damit betrieben wurden. Das Prinzip einer Holzvergaserheizung ist einfach: Bei der Vergasung von Holz entstehen brennbare Gase, die einen Motor antreiben. Da Holz ein nachwachsender Rohstoff ist, wäre dieser Antrieb eine umweltfreundliche Option. Am Markt hat sich das Holzgas-BHKW jedoch bislang nicht breit durchgesetzt, unter anderem weil das Brennholz Lagerplatz benötigt und regelmäßig nachbestellt werden muss. Für Betreiber mit eigener Holzversorgung kann es dennoch interessant sein.

Förderung und Wirtschaftlichkeit

Ob sich ein BHKW rechnet, hängt stark von den Laufzeiten und dem gleichzeitigen Bedarf an Wärme und Strom ab. Für den eingespeisten und selbst genutzten Strom aus der Kraft-Wärme-Kopplung gibt es nach dem Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz einen Zuschlag, sofern die Anlage die Voraussetzungen erfüllt und zugelassen ist. Für motorbetriebene BHKW ist der KWK-Zuschlag der zentrale Förderbaustein, während ein Investitionszuschuss über die Bundesförderung nur für Brennstoffzellen-Heizgeräte gewährt wird. Vor der Anschaffung sollten die aktuellen Förderbedingungen und die Wirtschaftlichkeit für den konkreten Fall geprüft werden. Eine moderne Alternative mit Kraft-Wärme-Kopplung ist die Brennstoffzellenheizung, die besonders leise und emissionsarm arbeitet.

Wärme- und Stromkennzahlen im Vergleich

Bei der Wahl des Motors spielen der elektrische und der thermische Wirkungsgrad eine zentrale Rolle. Ein BHKW erzeugt gleichzeitig Strom und Wärme, und das Verhältnis der beiden hängt vom Antrieb ab. Verbrennungsmotoren wie der Ottomotor liefern einen vergleichsweise hohen Stromanteil, während der Stirlingmotor und viele gasbetriebene Kleinanlagen einen höheren Wärmeanteil bei geringerem Stromertrag haben. Für ein Eigenheim mit hohem Wärmebedarf und moderatem Strombedarf ist ein wärmegeführtes, leises Gerät oft die passende Wahl. In größeren Objekten mit hohem und gleichmäßigem Bedarf lohnt sich ein leistungsstärkerer Motor mit hohem Stromertrag, der sich über die Einspeisung und den Eigenverbrauch rechnet.

Wartung und Lebensdauer

Verbrennungsmotoren im BHKW unterliegen einem gewissen Verschleiß und benötigen regelmäßige Wartung, etwa Ölwechsel und den Austausch von Verschleißteilen. Die Wartungsintervalle richten sich nach den Betriebsstunden, weshalb bei der Wirtschaftlichkeitsrechnung neben dem Brennstoff auch die Wartungskosten berücksichtigt werden sollten. Der Stirlingmotor ist hier im Vorteil, da er wenige bewegte Teile hat und dadurch wartungsärmer ist. Die Brennstoffzelle kommt sogar ohne mechanischen Verschleiß aus. Wer ein BHKW plant, sollte daher nicht nur die Anschaffungskosten, sondern die gesamten Betriebs- und Wartungskosten über die Lebensdauer betrachten, um den wirtschaftlich sinnvollsten Antrieb zu finden.

Fazit

Der passende BHKW-Motor hängt von Bedarf, Platz und vorhandener Infrastruktur ab. Der leise, wartungsarme Stirlingmotor eignet sich für kleine Anlagen im Eigenheim, während Otto- und Gasmotoren mit hohem Wirkungsgrad größere Objekte versorgen. Der Holzgasmotor ist ökologisch reizvoll, aber am Markt noch selten. Bei der Wirtschaftlichkeit spielen die Laufzeiten und der KWK-Zuschlag eine zentrale Rolle. Wer ein BHKW plant, sollte den Antrieb passend zum Wärme- und Strombedarf wählen und die Förderung sowie die Brennstoffzelle als Alternative in die Überlegungen einbeziehen.