In konventionellen Kraftwerken zur Stromerzeugung wird die eingesetzte Energie - Kohle, Öl oder Erdgas – nur zu einem kleinen Teil genutzt. So hat ein modernes Kohlekraftwerk einen Wirkungsgrad von ungefähr 40 bis 45%, ein Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerk erreicht bis zu 55%. Der restliche Anteil der eingesetzten Energie - immerhin 40 bis 60% - wird in Wärme umgewandelt und geht verloren: ungenutzt verpufft sie durch den Schornstein oder wird mit dem Kühlwasser in Flüsse abgeführt.

Wird in einer Anlage gleichzeitig Wärme und Strom - also Kraft - erzeugt, so spricht man von einer Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Geschieht dies in einer kompakten Anlage und nicht in einem Heizkraftwerk, so handelt es sich dabei um ein Blockheizkraftwerk (BHKW).

Bei Kleinanlagen treibt meist ein Diesel-, Gas- oder Biogasmotor einen Generator an. Die im Kühlwasser und in den Abgasen des Motors enthaltene Wärme wird gleichzeitig für Heizzwecke genutzt. Durch die Nutzung der Abwärme, die beim Stromerzeugungsprozess in herkömmlichen Kraftwerken ungenutzt verpufft, lässt sich der Energienutzungsgrad des Gesamtprozesses entscheidend erhöhen, zum Beispiel von 30 bis 45% auf 80 bis 90% bei KWK. Dadurch werden auch die CO2- Emissionen, die bei der Energieumwandlung entstehen, reduziert, und zwar bis zu 30%.

Ein Konzept, bei dem die KWK von vornherein vorgesehen ist, ist in Heizkraftwerken realisiert. Seit einiger Zeit wird die KWK aber auch in kleineren motorisch betriebenen Kraftwerken eingesetzt. Diese Motoren sind öl- oder gasgetriebene Verbrennungskraftmaschinen. Sie werden als Blockheizkraftwerke (BHKW) bezeichnet. Voraussetzung für den sinnvollen Einsatz der KWK ist der gleichzeitige Bedarf an Strom und Wärme sowie möglichst große Nähe des BHKW zum Endverbraucher. Beides ist z. B. sowohl in Wohnhaussiedlungen als auch in kleineren Gewerbegebieten gegeben, wo BHKW mehr und mehr Verbreitung finden.

Dabei unterscheidet man nach Art der Verbrennungskraftmaschine Motor-Blockheizkraftwerke und Gasturbine-Blockheizkraftwerke.

In Großanlagen kann die Kraft-Wärme-Kopplung auch bei Kernkraftwerken oder Müllverbrennungsanlagen realisiert werden, hier sind jedoch für den Wärmetransport ein Fernwärmenetz mit hohen Kosten und Wärmeverlusten notwendig.

Vorteilhaft für den Betrieb von BHKW sind:

• möglichst gleichzeitiger Bedarf an Wärme und Strom
• möglichst hohe Vollbenutzungsstunden
  
  

Die typischen Einsatzobjekte von BHKW zeichnen sich durch einen kontinuierlichen Wärmeverbrauch über das ganze Jahr aus:

• kleine Mehrfamilienhäuser
• kleine Gewerbeobjekte
• Hallenbäder
• Krankenhäuser
• Altenheime
• Schulen mit Lehrschwimmbecken
• Verwaltungsgebäude
• Industriegebäude mit entsprechendem Prozesswärmebedarf
• Nahwärmenetze mit gestreuter Gebäudecharakteristik
• klimatisierte Objekte (Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung)

In den letzten Jahren wurden die Blockheizkraftwerke immer kleiner und kompakter, einige Entwickler träumten von der Versorgung eines Einfamilienhauses oder wenigstens kleinerer Mehrfamilienhäuser mit einem Blockheizkraftwerk. Die Idee des Mini-Blockheizkraftwerkes war entstanden. An dieses Blockheizkraftwerk wurden folgende Anforderungen gestellt:

• kleines kompaktes Gerät
• geht ohne Aufwand durch die Heizungskellertür
• wird direkt vom Handwerker installiert und gewartet
• geringe Wartungskosten und lange Lebensdauer des Motors

Mini-BHKW sind kleine, kompakte, anschlussfertige Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen. Der Motor, der Generator zur Stromerzeugung und die Wärmetauscher zur Auskopplung der Nutzwärme sind in einem Block montiert, der als kompakte Einheit einschließlich der Systemsteuerung geliefert wird. Sie werden als Seriengeräte industriell gefertigt und müssen am Aufstellort nur noch angeschlossen werden. Ihre Leistung beträgt typischerweise bis 6 kWelektrisch bzw. 12 kWthermisch. Damit eignen sie sich für den Einsatz in kleineren Mehrfamilienhäusern, Schulen und Hotels, für kleine Verwaltungsgebäude, Gewerbebetriebe und andere Einrichtungen. Da Strom und Wärme dezentral dort erzeugt werden, wo sie auch genutzt werden, treten nur minimale Übertragungsverluste auf.