Hauptsache mehr Eigenverbrauch

Energiewende paradox: Die Energieeffizienz eines Produkts, einer Anlage oder eines Systems ist nicht mehr das dominierende Entscheidungskriterium. Besonders die Planung von Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK) könnte künftig von übergeordneten Zwängen wie Netzstabilität, Mindestbetriebsstunden, zeitvariablen Tarifen und einer restriktiveren Förderpolitik bestimmt werden. Auf dieser Basis wird nach Ansicht von Branchenkennern der Markt für KWK-Geräte weiter wachsen. Triebkraft sei, die Stromautarkie eines Haushalts, eines Gewerbe- oder Industriebetriebs zu verbessern. Vermehrt wird die damit einhergehende Entsolidarisierung der Strombezieher angeprangert. Der Letztverbraucher zahle die Zeche der EEG-Umlage, war auf der Renexpo-Tagung zu hören. Wer kein Dach für eine PV-Anlage und keinen Keller für ein KWK-Gerät hat, müsse die Energiewende – zumindest zum größten Teil – finanzieren, ob er wolle oder nicht.

Strom und Wärme nahe am Verbraucher produzieren

„Die dezentrale Kraft-Wärme-Kopplung ist bei Weitem flexibler, produziert weniger CO₂ und ist näher am Kunden als ein modernes GUD-Kraftwerk.“ Klaus-Peter Dietmayer, Geschäftsführer Erdgas Schwaben, Augsburg, und Mitglied des Lenkungsausschusses Gaswirtschaft, Verband der Bayerischen Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (VBEW), München, plädiert für einen zügigen Ausbau von KWK-Anlagen in Bayern, da rund 60 % des Strombedarfs bisher durch Kernenergie erzeugt werden. Strom aus erneuerbaren Energien decke in Bayern an manchen Sonntagen bereits den maximalen Bedarf, deshalb mache ein weiterer Zubau von PV-Anlagen derzeit wenig Sinn. Besser seien Blockheizkraftwerke, da Strom und Wärme über einen längeren Zeitraum im Jahr gleichzeitig gebraucht werden. Derzeit werde in einem Pilotprojekt das Zusammenspiel einer Mikro-KWK-Anlage und einer PV-Anlage erprobt – mit überraschend guten Ergebnissen. „Wir stellen fest, dass sich die beiden Stromerzeuger nur an wenigen Tagen im Jahr behindern“, sagt Dietmayer.

Da in Haushalten immer Strom gebraucht werde, sei es nur logisch, ihn auch dort zu erzeugen und gleichzeitig die Wärme zu nutzen. In solch einem Fall seien supergedämmte Gebäude eher kontraproduktiv, da diese nur Strom, aber fast keine Wärme benötigen. „Im Gebäudebestand sind Lösungen mit Kraft-Wärme-Kopplung wirtschaftlicher als Vollwärmedämmungen“, sagt Dietmayer. Die wirtschaftlich sinnvolle Dämmgrenze sieht Dietmayer beim Effizienzhaus 55, das kosten- und CO₂-optimiert mittels Mikro-KWK-Gerät mit Strom und Wärme versorgt werden könne. Langfristig vorstellbar seien auch virtuelle Kraftwerke mit aufgeschalteten Mikro-KWK-Geräten, Elektrofahrzeugen und anderen Lastabnehmern. Hierbei seien jedoch noch viele Fragen zu klären, insbesondere wie so ein System gesteuert werden sollte. Wichtig bei KWK-Anwendungen sei es, den Strom- und Wärmebedarf durch Wärmespeicher zu entkoppeln. Auch ein elektrischer Warmwasserheizer zur Aufnahme von Überschussstrom aus dem Netz oder zur Verlängerung der Betriebszeit eines Mikro-KWK-Gerätes sollte erwogen werden, so Dietmayer.

Grundsätzlich befürworte der VBEW eher größere Blockheizkraftwerke (BHKW), da diese einfacher in ein übergeordnetes virtuelles Kraftwerk integriert werden könnten. Künftig sei auch eine Kombination aus BHKW und Power-to-Gas-Anlage denkbar, um das KWK-Aggregat nicht abregeln zu müssen, beispielsweise wenn Windkraft- und PV-Anlagen mehr Strom ins Netz einspeisen als gebraucht wird. Die Wirkungsgradverluste einer solchen Kombination rechtfertigt Dietmayer so: „Das Auto mit Verbrennungsmotor wird ja auch nicht in Frage gestellt, obwohl es auf einen durchschnittlichen Wirkungsgrad von nur etwa 25 % kommt.“

Dezentrale KWK-Geräte vermeiden Verluste im Netz

Die Diskussion über möglichst hohe elektrische Wirkungsgrade von Mikro-KWK-Geräten ist bei Ein- und Zweifamilienhäusern fehl am Platz. Vielmehr sei es wichtig, die Geräte nach dem jeweiligen Strom- und Wärmebedarf auszuwählen. So hätte ein Einfamilienhaus gerade mal eine Grundlast von 250W und eine mittlere Last von 1000W. Die wenigen Bedarfsspitzen lägen bei rund 2000W, versichert Christian Volkner von der Ostbayerischen Technischen Hochschule, Amberg-Weiden. Deshalb sei es wichtig, KWK-Geräte eher knapp auszulegen und deren jeweilige Modulationsbreite mit zu berücksichtigen. Allerdings müsse das Gerät auch in der Lage sein, auf die Änderungsgeschwindigkeit der elektrischen Last zu reagieren. Letztendlich müsse das KWK-Gerät auch nach dem Wärmebedarf des Gebäudes ausgewählt werden. In manchen Fällen sei deshalb ein Stirling-KWK-Gerät mit niedrigem elektrischem Wirkungsgrad für ein Bestandsgebäude geeigneter als ein effizienteres Motoraggregat. Nach wie vor sei die Wirtschaftlichkeit von Mikro-KWK-Geräten von mehreren Variablen abhängig, die zu einem großen Teil auf politisch motivierten Gesetzen und Verordnungen beruhen. Im Zuge der Energiewende könnten diese vom Gesetzgeber auch wieder revidiert werden. Folgende Privilegien stützen derzeit den Markt für Mikro-KWK-Geräte:

• Senkung des (teuren) Strombezuges aus dem öffentlichen Netz durch eine günstige Stromeigenproduktion
• Einspeisevergütung für den in das öffentliche Netz eingespeisten Überschussstrom
• Rückerstattung der für das eingesetzte Erdgas entrichteten Energiesteuer in Höhe von derzeit 0,55 Ct/kWh Erdgas (Jahresnutzungsgrad>70 %)
• KWK-Zuschlag von 5,41 Ct/kWh (für Anlagen bis 50kW_el) gemäß KWK-Gesetz für den insgesamt erzeugten Strom (nicht nur den eingespeisten)
• Befreiung von der Stromsteuer: 2,05 Ct/kWh

Seit Juli 2012 können fabrikneue KWK-Anlagen bis 2kW_el auch pauschaliert für 30000 Vollbenutzungsstunden mit 5,41Ct/kWh vergütet werden, allerdings nur Geräte, die in der Liste der förderfähigen KWK-Anlagen des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) enthalten sind. Künftig liege das Risiko darin, dass einzelne Privilegien entfallen könnten und dann die Frage nach der Wirtschaftlichkeit von KWK-Geräten neu gestellt werden muss.

Ein Stirling-Mikro-KWK braucht 15 Minuten Anlaufzeit

Die Planung und Errichtung einer Mikro-KWK-Anlage gilt als anspruchsvoll und zeitraubend. Die meisten Anlagen sind nach heutigen Erkenntnissen überdimensioniert, denn die Grundlast in einem Einfamilienhaus liegt – wie inzwischen mehrfach bestätigt wurde – gerade einmal zwischen 200 und 500W. Andreas Bachor, Eon Energy Sales, Essen, und Vorsitzender des VDI-Fachausschusses Mikro-KWK, rät deshalb dazu, das KWK-Gerät stärker auf die Strombedürfnisse des Objekts abzustimmen, da die Wirtschaftlichkeit künftig noch mehr als bisher vom Eigenbedarf abhänge. Durch die neue Richtlinie VDI 4656 „Planung und Dimensionierung von Mikro-KWK-Anlagen“ – als Weißdruck seit September 2013 erhältlich – gestalte sich die Projektierung von Mikro-KWK-Anlagen bis 70kWh_el einfacher und genauer. Die Besonderheit der neuen Mikro-KWK-Richtlinie sei die Option, verschiedene Mikro-KWK-Technologien (Stirling-Motor, Otto-Motor, Brennstoffzelle) und unterschiedliche Komponentendimensionierungen miteinander zu vergleichen. Auch bestehe die Möglichkeit, die konkreten Lastgänge des Objekts in das Berechnungsprogramm aufzunehmen, wahlweise auch die Referenzlastprofile nach VDI 4655 „Referenzlastprofile von Ein- und Mehrfamilienhäusern“ (bis 40 Wohneinheiten). Wichtig für den Planer sei es herauszufinden, wie ein bestimmtes Gerät auf den Jahreslastgang des jeweiligen Gebäudes reagiert. Dazu könnten auch die Parameterdateien der Hersteller in das Berechnungsprogramm eingespielt werden. Das sei wichtig, denn ein Stirling-KWK-Gerät hätte beispielsweise eine Anlaufzeit von bis zu 15 Minuten. „Wenn so ­eine Anlage taktet, kommt sie kaum in die eigentliche Stromerzeugungsphase“, betont Bachor. Ziel künftiger Dimensionierungen und Auswahl geeigneter Komponenten müsse sein, einen möglichst hohen Anteil des selbst erzeugten Stroms im Objekt zu nutzen und so wenig Strom wie möglich ins öffentliche Netz einzuspeisen.

Einspeisung in das öffentliche Stromnetz ist unwirtschaftlich

Wer sich auf Investitionen einlässt, die nur aufgrund politischer Festlegungen „wirtschaftlich“ sind, geht unkalkulierbare Risiken ein. Viele Branchen, die ursprünglich vom Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) profitierten, können davon ein Lied singen. Vorsicht scheint deshalb auch bei KWK-Anlagen geboten zu sein, denn viele Wirtschaftlichkeitsberechnungen stützen sich auf Erlöse, die es in Zukunft in der jetzigen Größenordnung nicht mehr geben wird.

Hans Joachim Gerlach, Diplom-Wirtschaftsingenieur, Wirtschaftsprüfer und Steuerberater mit Spezialisierung auf Blockheizkraftwerke und erneuerbare Energien, Stuttgart, machte deutlich, dass allein mit dem Stromverkauf ins öffentliche Netz die Wirtschaftlichkeit von KWK-Anlagen nicht abgesichert werden kann. Grundsätzlich müsse der Investor mit stark schwankenden Einnahmen rechnen und spätestens nach zehn Jahren sei wegen des Wegfalls des KWK-Zuschlags kein wirtschaftlicher Betrieb mehr möglich. Auch die heutigen Erlöse nach dem KWK-Gesetz – etwa 3 bis 7 Ct/kWh – sowie der KWK-Zuschlag lassen keinen wirtschaftlichen Betrieb zu. Wer Bioerdgas als Antriebsenergie für seine KWK-Anlage einsetze, bekomme immerhin 22 Ct/kWh, müsse aber das Bioerdgas mit etwa 10 Ct/kWh teuer einkaufen. Das erhöhe den Wärmepreis. Auch BHKW-Contractoren müssten Aufschläge auf die Wärmekosten verlangen, da sich sonst ihre Anlagen nicht rechnen. Den BHKW-Strom an die Mieter zu verkaufen sei wirtschaftlicher als die Volleinspeisung ins Netz (Erlöse etwa 22 Ct/kWh plus zeitlich begrenzter KWK-Zuschlag), aber mit einem erheblichen bürokratischen Aufwand verbunden. So müsse ab 2013 die EEG-Umlage in Höhe von 5,277 Ct/kWh abgeführt werden (2014: 6,24 Ct/kWh). Darüber hinaus gäbe es Informationspflichten zum Energieträgermix und zu Umweltauswirkungen, z.B. den CO₂-Ausstoß. Auch müssten die anteiligen Nutzungsentgelte auf der Stromrechnung angegeben werden. Weitere Nachteile seien:

• Einholung einer Versorgungserlaubnis
• Anzeigepflicht der verkauften Strom­menge nach §49 EEG bis zum 31. Mai des Folgejahres
• jährliche Stromsteuererklärung
• zusätzliche Versteuerungen
• höherer Abrechnungsaufwand als bei Volleinspeisung

Unter diesen Umständen seien Konzepte zur Eigenstromversorgung viel sinnvoller. Allerdings dürften dabei keine gewerblichen Gewinne erzielt werden. Folgende Argumente sprechen laut Gerlach für die Eigenstromversorgung:

• Nach derzeitiger Rechtslage ist keine EEG-Umlage abzuführen,
• die Regelungen des Erneuerbare-Ener­gien-Wärmegesetzes müssen nicht ein­gehalten werden,
• keine Genehmigungs- und Anzeigepflichten und keine Stromsteuererklärungen erforderlich,
• wirtschaftlicher Betrieb auch bei Wegfall der KWK-Zulage,
• ertrags- und umsatzsteuerliche Vorteile gegenüber Stromverkaufsmodell und Volleinspeisung.

Bei der Eigenstromversorgung seien jedoch die vertraglichen Regelungen mit Mietern oder Wohnungseigentümern aufwendiger und der Abrechnungsaufwand höher. Für ein Mehrfamilienhaus schlägt Gerlach folgendes Modell vor:

Die Bewohner gründen zusammen mit dem Vermieter bzw. der Wohnungseigentümergemeinschaft (WEG) eine Eigenstrom-GbR und mieten vom BHKW-Eigentümer das BHKW, um damit eigenen Strom zu erzeugen. Allerdings sei auch hier der bürokratische Aufwand vergleichsweise hoch. Rudolf Maier, Vorstand Südwärme AG, Unterschleißheim bei München, äußerte sich zum Thema GbR dagegen so: „Das sind Arbeitsbeschaffungsmaßnahmen für Steuerberater. Aus meiner Sicht wird es immer schwieriger, die Wirtschaftlichkeit von KWK-Anlagen in Wohngebäuden nachzuweisen.“ Es gebe keine fertigen Lösungen, da die Rahmenbedingungen in jedem Wohngebäude anders seien. Auch die von anderen Referenten vorgestellten Modelle deuten darauf hin, dass die Eigenstromerzeugung im Mehrfamilienhaus ohne steuerfachliche Beratung und externe bürokratische Dienstleistungen kaum zu bewältigen ist.

Wir müssen runter von der Droge Förderung

Wer bezahlt die Kosten für die Energiewende, die bisher eigentlich eine Stromwende ist? Detlef Fischer, Verband der Bayerischen Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (VBEW), München, hat dazu eine klare Antwort: Alle, die weiterhin Strom aus dem Netz beziehen und nicht die Stromautarkie anstreben. Fischer kritisiert die aktuelle Fördermentalität auf dem Energiemarkt, die zu einer Entsolidarisierung der Strombezieher führe. „Die einfache Formel, meine Förderung sollen andere bezahlen, geht auf Dauer nicht auf“, argumentiert Fischer. Sie sei kostentreibend für Stromkonsumenten ohne Eigenerzeugung und kostenentlastend für Stromerzeuger mit hohem Energieverbrauch. „Wer Stromkosten einsparen will, installiert eine PV-Anlage. Der Austritt aus der Solidargemeinschaft wird auch noch belohnt“, moniert Fischer und zitiert aus einem Artikel der Süddeutschen Zeitung vom 27. September 2013, in dem die Betreiber von Biogas- sowie PV- und KWK-Anlagen als Trittbrettfahrer der Energiewende tituliert werden. Weiter steht in dem zitierten Artikel: Die Deutschen werden zu Stromerzeugern, Eigennutzung ist en vogue. Laut einer Umfrage des Deutschen Industrie- und Handelskammertages (DIHK) sei jedes zehnte DIHK-Mitgliedsunternehmen dazu bereit, Strom künftig selbst zu erzeugen.

Fischer: „Natürlich sind die Argumente stichhaltig. Sobald Strom auf dem Betriebsgelände produziert wird, fallen nur die reinen Stromgestehungskosten an.“ Schon jetzt sei selbst erzeugter Strom aus PV-Anlagen billiger als Netzstrom. Allerdings erwarten die PV-Kraftwerker, dass in den sonnenarmen Zeiten Netzstrom unbegrenzt zur Verfügung stehe. Hinzu kämen zahlreiche Privilegien für Eigenstromerzeugung bis 50kW_el, wie beispielsweise die KWK-Zulage in Höhe von 5,41 Ct/kWh, die für den produzierten Strom bezahlt werde, also auch für den Strom, der nicht ins Netz eingespeist wird. Fischer: „Das Irre daran ist, dass die Energiewirtschaft ihre Kunden auch noch mit Produkten und Dienstleistungen rund um die dezentrale Stromerzeugung dazu motiviere, sich aus der Solidargemeinschaft Stromnetze zu verabschieden.“ So werbe Eon beim Endverbraucher für Stromspeicher, um damit PV-Strom für die Nacht zu speichern. Dadurch könne der kostenintensive Strombezug aus dem Netz reduziert und die Einspeisung ins Netz minimiert werden. Aber auch das Marketing der Gasversorger treibe mit ihrer BHKW-Ini­tiative zur Eigenstromversorgung die Entsolidarisierung der Stromkunden voran. Dadurch komme die EEG-Finanzierung noch mehr in die Schieflage, da immer mehr Fördervolumen auf immer weniger „Letztverbraucher“ verteilt werde. Verlierer der Energiewende seien diejenigen, die keine Möglichkeit zur Eigenstromerzeugung hätten, sei es aus monetären Gründen oder weil keine entsprechenden Dachflächen für PV oder Kellerräume für KWK zur Verfügung stehen. Fischer: „Eine Stromwende, die sich solidarisch über alle Stromverbraucher finanziert, sieht anders aus.“

Eigenverbrauch ist sechsmal günstiger als Netzeinspeisung

Gerätehersteller sehen die Kluft zwischen Kraftwerkern und Letztverbrauchern naturgemäß anders. Sie profitieren davon, dass viele Energieverbraucher nach Energieautarkie streben, nicht nur der Strompreise wegen. Doch gerade die Entwicklung der Strom- und Gaspreise spricht dafür, Strom für den Haushalt künftig selbst zu erzeugen. Während die Prognosen für den Gaspreis von einer moderaten jährlichen Steigerungsrate von etwa 1,7 % ausgehen, liegt die Voraussage für die Strompreisentwicklung zwischen 2,5 und 7 %, so Martin Eichelbrönner, Leiter Vertrieb & Marketing, Elcore GmbH, München. Wichtig bei der Entscheidung für ein Mikro-KWK-Gerät für das Einfamilienhaus sei die Auslegung auf den Grundlastbedarf an Strom und Wärme. Dieser liegt nach den Erfahrungen von Elcore bei nur 300W_el und etwa 600W_th.

Das Brennstoffzellen-Heizgerät Elcore 2400 (300W_el/600W_th) komme damit auf rund 8300 Betriebsstunden pro Jahr, das sind 95 % der Stunden eines Jahres. Der Vorteil der knappen Leistungsbemessung des KWK-Geräts läge darin, dass die Strom-/Wärmegrundlast eines Einfamilienhauses auch bei einer nachträglichen energetischen Sanierung der Gebäudehülle praktisch gleich bleibe. Durch den Eigenverbrauch des selbst erzeugten Stroms könne gegenüber der Stromeinspeisung ins Netz ein sechsfacher Kostenvorteil erwirtschaftet werden, so Eichelbrönner. Da es sich beim Elcore-Gerät um eine autonom arbeitende Beistelllösung handele, könne das Brennstoffzellen-Heizgerät beliebig mit anderen Heizgeräten kombiniert werden. Der Zielpreis des Aggregats liegt derzeit bei 9000 bis 10000 Euro, die aktuelle Standzeit der Stacks bei rund fünf Jahren. Ziel der weiteren Entwicklung sei eine Standzeit von 80000 Stunden, also von rund zehn Jahren.

Lösungen mit Gas profitieren von den steigenden Stromkosten

Die Renexpo-Tagung zeigte deutlich, wie unterschiedlich die Fachwelt die Wirtschaftlichkeit und Sinnhaftigkeit von Mini- und Mikro-KWK-Geräten einschätzt. Thomas Max Kalfier, Prokurist der Heimkraft GmbH, Peine, ist überzeugt, dass Mikro-KWK-Anlagen – da erprobte Technik – einen wesentlichen Anteil zur Energiewende beitragen können und dass der Bau von Windkraftanlagen und der Ausbau von Netzen dadurch sogar reduziert werden könne. Heimkraft unterstützt Stadtwerke in ganz Deutschland bei der Entwicklung, Einführung und Qualitätssicherung von Produkten rund um das Thema Mikro-KWK, wie es heißt ohne finanzielle Eigeninteressen. Ziel sei in erster Linie die Absatzsicherung von Erdgas, da durch Einsparungen beim Heizenergiebedarf der Erdgasverbrauch zurückgehen werde. Mit der flächendeckenden Verbreitung von Mikro- und Mini-BHKW könne der Gasabsatz gegenüber reinen Wärmeerzeugern dagegen um rund 20 % gesteigert werden. Nach Berechnungen von Heimkraft ist das Mikro-KWK-Gerät bei Eigenstromnutzung beim Vergleich der Wärmerestkosten mit 14,6 Ct/kWh das preisgünstigste Heizsystem unter den Erneuerbaren.

Heimkraft sieht sich bei diesem gemeinsam mit der Beratungsfirma Pricewaterhousecoopers AG für Stadtwerke entwickelten Geschäftsmodell als Vermittler und Dienstleister. Heimkraft will seine Kunden insbesondere vom „Förderwahnsinn“ bei Mikro-KWK-Anlagen entlasten, Preise mit Herstellern und Fachhandwerkern vereinbaren und Dienstleistungen zu festen Preisen anbieten, inklusive der gemeinsamen Inbetriebnahme der Mikro-KWK-Anlage. Aktuell bietet Heimkraft fünf Produkte an, die in einem Vertragspaket mit Musterverträgen von Stadtwerken übernommen werden können. Kalfier betont, dass sich Mikro-KWK-Anlagen besonders für nicht sanierte Wohngebäude und gewerblich genutzte Immobilien eignen. Er schränkt allerdings ein: „Das ist keine Technik für Sparfüchse. Diese sollten besser beim Brennwertkessel bleiben.“

Die Zeit der beliebigen Einspeisung von selbst erzeugtem Strom ins öffentliche Stromnetz scheint vorbei zu sein. Wurden bisher KWK-Geräte eher großzügig dimensioniert, so spielt künftig die genaue Auslegung auf den Strom- und Wärmelastgang eines Gebäudes eine maßgebliche Rolle. Ziel ist es, den selbst erzeugten Strom auch selbst zu nutzen und die Anlage möglichst ganzjährig wirtschaftlich zu betreiben. Die wichtigsten Tools für Planer und Fachhandwerker sind die Richtlinie VDI 4656 „Planung und Dimensionierung von Mikro-KWK-Anlagen“ sowie die Parameterdaten der Mikro-KWK-Gerätehersteller, denn nur so ist eine anwendungsgerechte Geräteauswahl möglich. Die exakte Planung ist umso wichtiger, je mehr der Gesetzgeber die Subventionen rund um die KWK-Geräte reduziert.

Wolfgang Schmid ist Fachjournalist für Technische Gebäudeausrüstung, 80751 München, wsm@tele2.de