Immobilien: Energie von unten

Natürlich kommt der elektrische Strom aus der Steckdose, aber vor allem der Weg dahin könnte bald auch für Eigenheimbesitzer interessant werden. Denn es gibt einige neue Entwicklungen bei den sehr kleinen Heizkraftwerken. Sie stellen nicht nur die Wärme fürs Haus her, sondern auch die besonders edle Energieform der Elektrizität.

Edel ist sie, weil man sie meist nur unter großen Verlusten herstellen kann. Wasser muss zu Dampf erhitzt werden, der treibt Turbinen an, die Generatoren drehen, Strom entsteht. Aber der Dampf ist anschließend noch recht warm, und diese Energie muss er an die Umgebung abgeben (über Kühltürme an die Luft oder an Flüsse), damit das dann kondensierte Wasser erneut dem Kreislauf zugeführt werden kann. So wandeln „Kondensationskraftwerke“, von denen es noch sehr viele gibt, weniger als 40 Prozent der Primärenergie in Strom um.

Schlauer und sparsamer arbeiten Heizkraftwerke. Sie kochen zwar auch nur mit Wasser, lassen den Dampf aber nicht ungenutzt, sobald er die Generatoren gedreht hat. Dann dient er nämlich noch dazu, das Fernheiznetz zu erwärmen.

Mit der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) kann die Ausnutzung der Primärenergie je nach den vorherrschenden Bedingungen auf 60 bis 90 Prozent gesteigert, im günstigen Fall also verdoppelt werden. Nur leider werden in Deutschland bislang nur etwa zehn Prozent des Stroms in KWK produziert – zu wenig, befindet auch der Gesetzgeber, der entsprechende Anreize zur Ausweitung geschaffen hat.

Die eingesetzte Primärenergie erfüllt eben mehrere Zwecke, zu Gunsten der Stromproduktion. Denn Niedertemperaturwärme lässt sich inzwischen sehr verlustarm und sauber aus Erdgas oder Heizöl produzieren. Sie ist nicht das Problem, sondern der Strom aus „Kondensationskraftwerken“, die eben leider nicht an einem Fernheiznetz hängen.

Folgerichtig kamen Ingenieure schon vor Jahrzehnten auf die Idee, als Hausheizung nicht etwa eine herkömmliche Brenner-Kessel-Kombination einzusetzen, sondern einen Verbrennungsmotor. Der setzt ja rund ein Drittel des ihm zugeführten Brennstoffs in Bewegungsenergie um – mit einem angeschlossenen Generator also in Strom. Und die Abwärme des Motors kann das Haus heizen.

Aus dem „Mao-Diesel“, so wurde das kleine Heizkraftwerk Anfang der 80er Jahre genannt, wurde leider nichts, weil Automotoren anders ausgelegt sind und in dieser Betriebsweise nicht lange hielten. Mitte der 90er Jahre arbeitete eine Tochter der Schweinfurter Sachs-Gruppe weiter, der „Dachs“ entstand. Solche motorgetriebenen Anlagen, die auch aus Erdgas 5,5 Kilowatt Strom und 12,5 Kilowatt Wärme produzieren, können einen Gesamtwirkungsgrad von 90 Prozent erreichen. Der „Dachs“ gilt als ausgereift und wird unter dem Firmennamen SenerTec vertrieben.

Heute ist ein solches Prinzip der gleichzeitigen Produktion von Kraft und Wärme interessanter denn je, schließlich könnte man mit den vorhandenen Mitteln der elektronischen Steuerung viele solcher kleinen Geräte zu einem „virtuellen Kraftwerk“ zusammenschalten und damit veraltete Großanlagen ersetzen. An solchen Entwicklungen ist nicht zuletzt auch die Bundesregierung interessiert, gilt es doch, mit einem möglichst rationellen Primärenergieeinsatz den Ausstoß an klimaschädlichem Kohlendioxid zu drosseln.

Eine große Hoffnung stützt sich daher auf die Brennstoffzellentechnik, die mit Wasserstoff arbeitet. Den setzt sie elektrochemisch in Strom um, wobei auch Wärme freigesetzt wird. Je nach Technik lässt sich sogar Erdgas dafür nutzen, bis – irgendwann einmal – die Energieversorgung auf Reinwasserstoff umgestellt ist. Erdgas besteht aus Methan und das enthält nicht nur ein Kohlenstoffatom, sondern vier Wasserstoffatome, genau das richtige Futter für die Zelle. Und durch die Oxidation des abgetrennten Kohlenstoffs kann zusätzliche Wärme gewonnen werden.

Leider ist die Entwicklung langfristig stabil arbeitender Brennstoffzellen schwierig. Erste Serientests laufen bereits in Privathäusern, doch bis zur regulären Markteinführung in diesem Bereich wird es vermutlich noch ein paar Jahre dauern. Bis dahin laufen sie auf Basis von Contracting-Modellen, der Kunde, in dessen Haus die Anlage steht, zahlt nur für den Wärme- und Stromverbrauch. Das gibt dem Hersteller Gelegenheit, Erfahrungen zu sammeln.

Andere Kleingeräte zur Kraft-Wärme-Kopplung arbeiten mit Gasturbinen, wie in manchen großen Kraftwerken auch, nur halt viel kleiner. Erdgas oder Öl befeuert den Strom produzierenden Turbinen-Generator-Satz, das heiße Abgas liefert die Wärme. Aber es gibt auch Geräte, die ein kleines Dampfkraftwerk enthalten.

Derzeit sind solche Anlagen für ein Ein- oder Zweifamilienhaus allerdings noch zu groß. Sie lohnen sich nur für Betriebe, die viel Strom und Wärme gleichzeitig benötigen - Hotels etwa, oder Wäschereien. Doch der Trend ins Kleine entwickelt sich. Etliche Anbieter wollen jetzt Geräte, die nicht größer sind als eine Waschmaschine, in die Erprobungsphase bringen. Die SteamCell des Berliner Herstellers Enginion zum Beispiel, sie arbeitet mit Dampfkraft.

Der Anreiz zur Miniaturisierung kommt nicht von ungefähr. Schließlich gibt es noch ganz andere, mobile Einsatzgebiete für solche Anlagen, etwa auf Yachten. Eher aus dieser Richtung stammt die neuseeländische Firma Whispertech. Mitte dieses Jahres will sie in England mit der Einführung von Mikro-Heizkraftwerken beginnen, in denen ein Stirling-Motor wirkt, berichtet Adi Golbach, Geschäftsführer des Bundesverbandes Kraft-Wärme-Kopplung. Wann es allerdings zu einer Markteinführung auch auf dem Kontinent kommt, ist noch offen.

Gideon Heimann