Strom im großen Kraftwerk zu erzeugen und die dabei anfallende Wärme ungenutzt verpuffen zu lassen, ist reine Verschwendung. Die Kraft-Wärme-Kopplung dreht dieses Prinzip um: Sie erzeugt Strom und Wärme gleichzeitig am Ort des Verbrauchs und erreicht dadurch einen bemerkenswert hohen Gesamtwirkungsgrad. Dieser Ratgeber erklärt Funktionsweise, Modelle, Kosten und Förderung.

Wie funktioniert die Kraft-Wärme-Kopplung?

Bei der herkömmlichen Stromerzeugung in großen Kraftwerken geht ein erheblicher Teil der eingesetzten Energie als Abwärme verloren, weil diese Wärme am Standort nicht genutzt werden kann. Genau hier setzt die Kraft-Wärme-Kopplung an: Sie erzeugt Strom und Wärme in einem Gerät und direkt dort, wo beides gebraucht wird. Ein Motor oder eine Brennstoffzelle treibt einen Generator an, der Strom produziert, während die dabei entstehende Wärme über einen Wärmetauscher für Heizung und Warmwasser genutzt wird. Weil kaum Energie ungenutzt verloren geht, erreicht eine KWK-Anlage einen hohen Gesamtwirkungsgrad. Der Wirkungsgrad liegt oft bei rund 90 Prozent, während die getrennte Erzeugung von Strom im Kraftwerk und Wärme im Heizkessel deutlich mehr Energieverluste verursacht. Diese hohe Energieeffizienz ist der zentrale Vorteil der Technik.

Modelle und Technik

Für den Einsatz in Wohngebäuden hat sich vor allem das Blockheizkraftwerk (BHKW) etabliert, eine kompakte KWK-Anlage. Es gibt verschiedene Bauarten. Am weitesten verbreitet sind BHKW mit Verbrennungsmotor, die mit Gas betrieben werden. Für kleinere Gebäude eignet sich das BHKW mit einem Stirlingmotor, das leise und wartungsarm arbeitet. Eine moderne Variante ist die Brennstoffzellenheizung, die Strom und Wärme durch eine elektrochemische Reaktion besonders emissionsarm erzeugt. All diese Geräte zählen zu den sogenannten stromerzeugenden Heizungen. Namhafte Hersteller wie Vaillant bieten entsprechende Systeme an. Welche Leistung sinnvoll ist, hängt vom Wärme- und Strombedarf ab, weshalb vor der Anschaffung die Heizleistung berechnet werden sollte.

Wirtschaftlichkeit und Eignung

Eine KWK-Anlage arbeitet dann besonders wirtschaftlich, wenn sie möglichst viele Betriebsstunden im Jahr erreicht und der erzeugte Strom weitgehend selbst genutzt wird. Denn der wirtschaftliche Vorteil ergibt sich vor allem daraus, dass selbst erzeugter Strom teuren Netzstrom ersetzt. Ideal ist daher ein gleichmäßig hoher Wärmebedarf über das Jahr, wie er in größeren Wohngebäuden, Mehrfamilienhäusern oder Gewerbeobjekten auftritt. Im kleinen Einfamilienhaus mit geringem und stark schwankendem Bedarf ist die Wirtschaftlichkeit dagegen oft schwierig zu erreichen. Die Anlage wird üblicherweise so ausgelegt, dass sie den Grundbedarf deckt, während ein zusätzlicher Spitzenlastkessel besonders kalte Tage abdeckt. Diese Auslegung sorgt für viele Betriebsstunden und damit für Wirtschaftlichkeit.

Kosten der Kraft-Wärme-Kopplung

Die Anschaffungskosten einer KWK-Anlage sind höher als die einer herkömmlichen Heizung, da neben der Wärmeerzeugung auch die Stromerzeugung integriert ist. Kleine BHKW für Ein- und Zweifamilienhäuser bewegen sich im mittleren fünfstelligen Bereich, größere Anlagen entsprechend höher. Diesen Investitionskosten stehen Einsparungen bei den Energiekosten gegenüber, da die Anlage Strom erzeugt, der sonst teuer zugekauft werden müsste. Hinzu kommen Einnahmen für eingespeisten Strom sowie die Förderung. Ob sich eine KWK-Anlage rechnet, hängt stark vom individuellen Verbrauchsprofil ab und sollte im Vorfeld sorgfältig berechnet werden.

Förderung der KWK

Die Kraft-Wärme-Kopplung wird über das Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG) gefördert. Für den erzeugten Strom gibt es einen Zuschlag: Bei kleinen Anlagen bis 50 Kilowatt elektrischer Leistung werden für eingespeisten Strom rund 16 Cent und für selbst genutzten Strom rund 8 Cent je Kilowattstunde gezahlt. Voraussetzung ist eine Zulassung durch das zuständige Bundesamt. Zu beachten ist, dass Anlagen, die mit Heizöl betrieben werden, von dieser Förderung ausgeschlossen sind. Über die Bundesförderung für effiziente Gebäude werden nur Brennstoffzellen-BHKW bezuschusst, während motorbetriebene BHKW hier nicht gefördert werden. Die verschiedenen Förderwege sind zudem nicht beliebig miteinander kombinierbar. Da die genaue Höhe und die Bedingungen von der Anlagengröße und dem Betrieb abhängen und die rechtlichen Rahmenbedingungen wie das Erneuerbare-Energien-Gesetz Einfluss nehmen, empfiehlt sich vor der Anschaffung eine fachkundige Beratung, die auch die Förderung genau durchrechnet.

Vorteile und Nachteile der KWK

Die Vorteile der Kraft-Wärme-Kopplung liegen auf der Hand: hohe Effizienz durch die Doppelnutzung des Brennstoffs, Einsparungen durch selbst erzeugten Strom, Einnahmen für eingespeisten Strom sowie eine gewisse Unabhängigkeit vom Strommarkt. Zudem entlastet die dezentrale Erzeugung das Stromnetz. Dem stehen einige Nachteile gegenüber. Die Anschaffungskosten sind hoch, und die Wirtschaftlichkeit stellt sich nur bei ausreichend vielen Betriebsstunden und hohem Eigenverbrauch ein. Die Technik ist zudem komplexer und wartungsintensiver als eine einfache Heizung. Wer eine KWK-Anlage plant, sollte daher das eigene Verbrauchsprofil genau kennen und die Anlage passend dimensionieren lassen, damit sich die Investition rechnet.

Betrieb und Wartung

Eine KWK-Anlage läuft idealerweise viele Stunden im Jahr, um wirtschaftlich zu sein. Motorbetriebene Blockheizkraftwerke benötigen eine regelmäßige Wartung, ähnlich wie ein Fahrzeugmotor, bei der unter anderem Öl gewechselt und Verschleißteile geprüft werden. Brennstoffzellen-Systeme sind dagegen wartungsärmer, da sie ohne bewegliche Teile im eigentlichen Erzeugungsprozess auskommen. Für einen effizienten Betrieb ist die richtige Abstimmung zwischen Wärme- und Stromerzeugung wichtig, oft ergänzt durch einen Pufferspeicher, der die erzeugte Wärme zwischenspeichert. So kann die Anlage stromgeführt oder wärmegeführt betrieben werden, je nachdem, was wirtschaftlich sinnvoller ist. Eine fachgerechte Planung und Wartung sichert langfristig einen zuverlässigen und effizienten Betrieb.

KWK und die Energiewende

Die Kraft-Wärme-Kopplung spielt in der Energiewende eine wichtige Rolle, weil sie Brennstoffe besonders effizient nutzt und die dezentrale Erzeugung von Strom und Wärme fördert. Perspektivisch gewinnt der Betrieb mit erneuerbaren Brennstoffen an Bedeutung, etwa mit Biogas oder künftig mit Wasserstoff, wodurch KWK-Anlagen noch klimafreundlicher werden. Gerade in Verbindung mit einem hohen Eigenverbrauch und einer intelligenten Steuerung können sie einen wertvollen Beitrag zu einer effizienten und flexiblen Energieversorgung leisten. Für Gebäude mit passendem Bedarfsprofil ist die Technik daher nicht nur wirtschaftlich, sondern auch aus ökologischer Sicht interessant. Eine sorgfältige Planung durch einen Fachbetrieb stellt sicher, dass die Anlage optimal ausgelegt ist und ihr Potenzial voll ausschöpft.

Insgesamt ist die Kraft-Wärme-Kopplung eine ausgereifte und effiziente Technik, die dort ihre Stärken voll ausspielt, wo ein gleichmäßig hoher Bedarf an Wärme und Strom besteht, und die bei richtiger Auslegung sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch überzeugt.

Häufige Fragen zur Kraft-Wärme-Kopplung

Für wen lohnt sich Kraft-Wärme-Kopplung?

Für Gebäude mit hohem und gleichmäßigem Wärmebedarf über das ganze Jahr, etwa Mehrfamilienhäuser, Hotels oder Pflegeheime. Als Faustregel gelten mindestens 5.000 Vollbenutzungsstunden im Jahr. Im Einfamilienhaus mit moderner Dämmung wird diese Zahl fast nie erreicht, weshalb sich die Anlage dort selten trägt.

Wie wird KWK gefördert?

Über den KWK-Zuschlag nach dem Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz: Bis 50 Kilowatt elektrischer Leistung gibt es 16 Cent je eingespeister und 8 Cent je selbst verbrauchter Kilowattstunde, dafür braucht es eine Zulassung durch das BAFA. Einen Investitionszuschuss über die KfW gibt es nur für Brennstoffzellen-Blockheizkraftwerke, nicht für Motoranlagen. Beides ist nicht kombinierbar.

Warum ist der Eigenverbrauch so entscheidend?

Weil selbst genutzter Strom den teuren Netzbezug ersetzt. Bei 37 Cent Haushaltsstrom ist jede selbst verbrauchte Kilowattstunde deutlich mehr wert als die 16 Cent Einspeisevergütung. Eine Verdopplung der Eigenverbrauchsquote von 30 auf 60 Prozent bringt bei einer kleinen Anlage rund 400 Euro mehr im Jahr.

Wie unterscheidet sich KWK von einer Wärmepumpe?

Eine KWK-Anlage erzeugt Wärme und Strom aus einem Brennstoff, meist Erdgas, und bleibt damit an den CO2-Preis gebunden. Eine Wärmepumpe erzeugt nur Wärme, dafür aus Umweltenergie und ohne Verbrennung. Wo beides möglich ist, ist die Wärmepumpe im Betrieb günstiger und rechtlich einfacher.

Zählt KWK als erneuerbare Heizung?

Eine gasbetriebene Anlage nicht, denn sie nutzt einen fossilen Brennstoff. Anders liegt der Fall bei Brennstoffzellen und bei Anlagen, die Biomethan oder Holzgas einsetzen. Für den Neueinbau ist deshalb zu prüfen, ob die Anlage die Anforderungen an neue Heizungen allein erfüllt oder nur im Verbund.