Ein Blockheizkraftwerk nutzt einen einzigen Brennstoff doppelt: Der Motor erzeugt mechanische Energie, der Generator wandelt sie in Strom um — und die dabei entstehende Abwärme heizt Ihr Gebäude. Dieses Prinzip heißt Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und erreicht einen Gesamtwirkungsgrad von bis zu 95 %. Wie die vier Hauptkomponenten zusammenspielen und welcher BHKW-Typ zu Ihrem Objekt passt, erfahren Sie in diesem Ratgeber.
Das Wichtigste in Kürze
Ein BHKW besteht aus Motor, Generator, Wärmetauscher und Steuereinheit. Durch Kraft-Wärme-Kopplung erreicht es 85–95 % Gesamtwirkungsgrad — herkömmliche Kraftwerke nur 35–45 %. Es gibt vier Leistungsklassen von Nano (bis 2,5 kW) bis Groß-BHKW (über 50 kW). Die Steuerung entscheidet, ob das BHKW wärme- oder stromgeführt arbeitet.
Jetzt BHKW-Wirtschaftlichkeit berechnen — kostenlos und unverbindlich
In 3 Minuten wissen Sie, ob sich ein BHKW für Ihr Objekt rechnet.
Das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)
In einem konventionellen Kraftwerk wird Brennstoff verbrannt, um Strom zu erzeugen. Die dabei entstehende Wärme geht über Kühltürme verloren. Ein BHKW macht es anders: Es nutzt sowohl den erzeugten Strom als auch die Abwärme. Dieses Prinzip nennt man Kraft-Wärme-Kopplung — kurz KWK.
Der Unterschied ist enorm. Ein modernes Gaskraftwerk wandelt etwa 40 % der Primärenergie in Strom um. Die restlichen 60 % verpuffen als Abwärme. Ein BHKW hingegen erreicht einen Gesamtnutzungsgrad von 85–95 %. Dabei entfallen typischerweise 30–40 % auf elektrische Energie und 50–60 % auf Wärme.
Was bedeutet Primärenergieeinsparung?
Wenn Sie Strom und Wärme getrennt erzeugen (Kraftwerk + Heizkessel), benötigen Sie insgesamt mehr Brennstoff als mit einem BHKW. Diese Differenz nennt man Primärenergieeinsparung. Laut EU-Richtlinie 2012/27/EU muss ein KWK-System mindestens 10 % Primärenergie einsparen, um als hocheffizient zu gelten. Moderne BHKW schaffen 20–35 %.
Die ASUE (Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch) beziffert den typischen Gesamtwirkungsgrad eines erdgasbetriebenen BHKW mit 85–90 %. Bei optimaler Auslegung und Nutzung der Abgaswärme sind bis zu 95 % erreichbar.
Die 4 Hauptkomponenten eines BHKW
Jedes Blockheizkraftwerk besteht aus vier zentralen Baugruppen. Sie arbeiten in einer festen Kette zusammen: Der Motor treibt den Generator an, der Wärmetauscher fängt die Abwärme ein und die Steuereinheit koordiniert den gesamten Betrieb.
Der Motor: Herzstück des BHKW
Der Verbrennungsmotor wandelt die chemische Energie des Brennstoffs in mechanische Energie um. Er dreht eine Welle, die den Generator antreibt. Je nach Brennstoff und Einsatzbereich kommen verschiedene Motortypen zum Einsatz.
Der Ottomotor ist der am häufigsten eingesetzte Motortyp in BHKW. Er läuft mit Erdgas, Biogas oder Flüssiggas und bietet einen guten Kompromiss aus Wirkungsgrad und Emissionen.
Motortyp |
Brennstoff |
El. Wirkungsgrad |
Leistungsbereich |
Vorteile |
|---|---|---|---|---|
Ottomotor (Gas) |
Erdgas, Biogas, LPG |
25–38 % |
1 kW – 10 MW |
Bewährt, geringe Emissionen, große Auswahl |
Dieselmotor |
Heizöl, Pflanzenöl, Diesel |
30–44 % |
5 kW – mehrere MW |
Höchster el. Wirkungsgrad, robust |
Stirlingmotor |
Beliebig (externe Verbrennung) |
10–15 % |
1–10 kW |
Wartungsarm, leise, flexibler Brennstoff |
Für Einfamilienhäuser und kleine Gewerbebetriebe eignen sich Ottomotoren mit 1–5 kW elektrischer Leistung besonders gut. Dieselmotoren spielen ihre Stärke vor allem in größeren Anlagen ab 50 kW aus. Stirlingmotoren sind eine Nischenlösung für besonders leisen Betrieb.
Der Generator: Vom Drehmoment zum Strom
Der Generator sitzt direkt auf der Motorwelle. Er wandelt die mechanische Drehbewegung in elektrischen Strom um. Dabei nutzt er das Prinzip der elektromagnetischen Induktion: Eine Spule rotiert in einem Magnetfeld und erzeugt so Wechselspannung.
In BHKW kommen zwei Generatortypen zum Einsatz:
Synchrongenerator: Erzeugt Strom mit exakter Netzfrequenz (50 Hz). Er eignet sich für netzunabhängigen Betrieb (Inselbetrieb) und liefert eine stabile Spannungsqualität. Typisch für größere BHKW ab 10 kW.
Asynchrongenerator: Bezieht seine Magnetisierung aus dem Stromnetz und ist daher einfacher aufgebaut. Er eignet sich nur für netzgekoppelten Betrieb. Typisch für kleinere BHKW bis 50 kW.
Der Wirkungsgrad moderner Generatoren liegt bei 90–97 %. Die Verluste entstehen hauptsächlich durch Reibung und Erwärmung der Wicklungen — diese Wärme wird im BHKW ebenfalls genutzt.
Der Wärmetauscher: Abwärme sinnvoll nutzen
Der Wärmetauscher ist die Komponente, die das BHKW von einem reinen Stromgenerator unterscheidet. Er überträgt die Abwärme des Motors und der Abgase auf den Heizkreislauf Ihres Gebäudes.
Dabei entstehen zwei Wärmequellen:
Motorwärme (ca. 60 % der Gesamtwärme): Das Kühlwasser des Motors erreicht Temperaturen von 80–90 °C. Ein Plattenwärmetauscher überträgt diese Wärme auf den Heizkreislauf.
Abgaswärme (ca. 40 % der Gesamtwärme): Die Abgase verlassen den Motor mit 400–500 °C. Ein Abgaswärmetauscher kühlt sie auf 120–180 °C herunter und entzieht ihnen die Restwärme. Bei Brennwertnutzung sinkt die Abgastemperatur sogar auf 40–55 °C.
Wärmetauscher-Typ |
Einsatzbereich |
Vorteil |
|---|---|---|
Plattenwärmetauscher |
Motorkühlwasser → Heizkreis |
Kompakt, hoher Wirkungsgrad, leicht zu reinigen |
Rohrbündelwärmetauscher |
Abgaswärme → Heizkreis |
Robust, hitzebeständig, große Wärmeleistung |
Brennwertwärmetauscher |
Abgas-Restwärme → Heizkreis |
Maximale Wärmeausbeute, +5–10 % Gesamtwirkungsgrad |
Die Steuereinheit: Intelligentes Energiemanagement
Die Steuereinheit ist das Gehirn des BHKW. Sie überwacht alle Betriebsparameter, regelt den Motor und entscheidet, wann die Anlage startet oder stoppt. Moderne Steuerungen bieten Fernzugriff per App oder Webbrowser.
Die zentrale Frage bei der Steuerung lautet: Wärme- oder stromgeführter Betrieb?
Wärmegeführt: Das BHKW läuft, wenn Wärme benötigt wird. Der erzeugte Strom wird selbst verbraucht oder ins Netz eingespeist. Dieser Modus ist der häufigste bei Wohngebäuden.
Stromgeführt: Das BHKW läuft, wenn der Strompreis hoch ist oder Eigenbedarf besteht. Die erzeugte Wärme wird im Pufferspeicher zwischengespeichert. Dieser Modus maximiert die Stromerlöse.
Smart-Grid-Integration
Moderne BHKW-Steuerungen können Signale aus dem Stromnetz empfangen. Bei Engpässen im Netz fährt das BHKW hoch und liefert Regelenergie. Dafür erhalten Sie eine zusätzliche Vergütung vom Netzbetreiber. Laut BDEW werden KWK-Anlagen zunehmend als flexible Erzeuger in das Energiesystem integriert.
Welche BHKW-Typen gibt es?
BHKW werden nach ihrer elektrischen Leistung in vier Klassen eingeteilt. Die Einteilung orientiert sich am Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG). Je nach Gebäudegröße und Wärmebedarf kommt ein anderer Typ infrage.
BHKW-Typ |
El. Leistung |
Th. Leistung |
Einsatzgebiet |
Investition (ca.) |
|---|---|---|---|---|
bis 2,5 kW |
bis 8 kW |
Einfamilienhaus |
10.000–20.000 € |
|
2,5–15 kW |
8–40 kW |
Mehrfamilienhaus, kleines Gewerbe |
15.000–40.000 € |
|
15–50 kW |
30–100 kW |
Großes Gewerbe, Wohnanlagen |
30.000–100.000 € |
|
Groß-BHKW |
über 50 kW |
über 100 kW |
Industrie, Nahwärmenetze, Kliniken |
ab 100.000 € |
Für die meisten Wohngebäude kommen Nano- oder Mikro-BHKW infrage. Ein typisches Einfamilienhaus mit 25.000 kWh Wärmebedarf pro Jahr wird von einem Nano-BHKW mit 1 kW elektrischer und 3–5 kW thermischer Leistung gut versorgt.
Wichtig bei der Dimensionierung: Ein BHKW sollte nicht den Spitzenwärmebedarf abdecken. Es läuft als Grundlasterzeuger und deckt 50–70 % des Jahreswärmebedarfs. Für Spitzenlast springt ein zusätzlicher Heizkessel ein (Spitzenlastkessel). So erreicht das BHKW genügend Betriebsstunden für eine wirtschaftliche Amortisation.
Typischer Fehler: Überdimensionierung
Ein zu großes BHKW taktet häufig — es startet und stoppt in kurzen Abständen. Das erhöht den Verschleiß und senkt den Wirkungsgrad. Lassen Sie die Dimensionierung von einem zertifizierten Energieberater durchführen. Die Deutsche Energie-Agentur (dena) bietet hierfür eine Expertensuche an.
Häufige Fragen zur BHKW-Funktionsweise
Was ist der Unterschied zwischen BHKW und Heizung?
Eine herkömmliche Heizung (Gas- oder Ölkessel) wandelt Brennstoff ausschließlich in Wärme um. Ein BHKW erzeugt zusätzlich Strom. Während eine Heizung einen Wirkungsgrad von 85–98 % für Wärme erreicht, nutzt ein BHKW den Brennstoff doppelt und erzielt einen Gesamtnutzungsgrad von 85–95 % — verteilt auf Strom und Wärme.
Das bedeutet in der Praxis: Sie sparen Stromkosten, weil Sie einen Teil Ihres Bedarfs selbst erzeugen. Überschüssigen Strom speisen Sie ins öffentliche Netz ein und erhalten dafür eine Vergütung nach dem KWKG.
Wie viel Strom erzeugt ein BHKW?
Die Strommenge hängt von der elektrischen Leistung und den Betriebsstunden ab. Ein Nano-BHKW mit 1 kW elektrischer Leistung erzeugt bei 5.000 Betriebsstunden pro Jahr rund 5.000 kWh Strom. Das entspricht dem Stromverbrauch eines durchschnittlichen 2-Personen-Haushalts.
Ein Mikro-BHKW mit 5 kW kommt auf bis zu 25.000 kWh jährlich — genug für ein Mehrfamilienhaus oder einen Gewerbebetrieb. Entscheidend ist die Eigenverbrauchsquote: Je mehr Strom Sie selbst nutzen, desto höher die Einsparung. Eingesparter Netzstrom ist deutlich mehr wert als die Einspeisevergütung.
Braucht ein BHKW einen Pufferspeicher?
Ja, ein Pufferspeicher ist bei BHKW dringend empfohlen — und bei stromgeführtem Betrieb sogar unverzichtbar. Der Speicher entkoppelt Wärmeerzeugung und Wärmeverbrauch. So kann das BHKW auch dann laufen, wenn gerade keine Wärme benötigt wird.
Die empfohlene Speichergröße liegt bei 50–100 Litern pro kW thermischer Leistung. Für ein Nano-BHKW mit 5 kW thermischer Leistung reicht ein Speicher mit 300–500 Litern. Für größere Anlagen werden Speicher mit 1.000–3.000 Litern eingesetzt.
Laut BAFA ist ein hydraulisch eingebundener Wärmespeicher Voraussetzung für den Erhalt der KWK-Zuschläge nach dem KWKG.
Fazit: Das BHKW — Kraftwerk im Keller
Ein Blockheizkraftwerk ist mehr als eine Heizung. Es ist ein dezentrales Kraftwerk, das Strom und Wärme gleichzeitig erzeugt. Mit einem Gesamtwirkungsgrad von bis zu 95 % gehört die Kraft-Wärme-Kopplung zu den effizientesten Technologien der Energieerzeugung.
Die vier Komponenten — Motor, Generator, Wärmetauscher und Steuereinheit — bilden ein aufeinander abgestimmtes System. Der Motor verbrennt den Brennstoff, der Generator erzeugt Strom, der Wärmetauscher fängt die Abwärme ein und die Steuerung sorgt für den optimalen Betrieb.
Ihr nächster Schritt: Lassen Sie prüfen, ob ein BHKW zu Ihrem Gebäude passt. Die wichtigsten Faktoren sind Ihr jährlicher Wärmebedarf, die Betriebsstunden und der Stromverbrauch. Faustregel: Ab einem Wärmebedarf von 30.000 kWh pro Jahr lohnt sich die Prüfung.
Jetzt BHKW-Wirtschaftlichkeit berechnen — kostenlos und unverbindlich
Dauert nur 3 Minuten. Sie erhalten eine erste Einschätzung zur Amortisation.
Checkliste: Ist ein BHKW für Sie geeignet?
Jährlicher Wärmebedarf über 30.000 kWh?
Gleichzeitiger Strom- und Wärmebedarf vorhanden?
Platz für Aufstellung im Keller (ca. 2–4 m²)?
Gasanschluss vorhanden oder möglich?
Investitionsbereitschaft ab 10.000 € (Nano) bzw. 20.000 € (Mikro)?
Wenn Sie mindestens 3 von 5 Punkten mit Ja beantworten, sollten Sie ein BHKW in Betracht ziehen.