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DDIV 03_2013

03 | 13  DDIVaktuell  37 Der große Vorteil von BHKW liegt darin, dass die eingesetzte Energie doppelt genutzt wird. Nach dem Prinzip der Kraft-Wärme- Kopplung treibt ein Verbrennungsmotor einen Generator zur Stromerzeugung an. Die dabei entstehende Abwärme wird zum Heizen und zum Erzeugen von Warmwasser genutzt. Damit erreichen BHKWs mit 90 Prozent einen deutlich höheren Gesamt- wirkungsgrad als die getrennte Erzeugung von Strom im Kraftwerk und Wärme mit dem Heizgerät. Diese Kombination kommt insgesamt nur auf etwa 60 Prozent. BHKW sind bereits heute technisch ausgereift und etabliert. Zurzeit drängen sie verstärkt auch im Wohnungsbereich auf den Markt, das Marktpotenzial ist groß. Zeolith-Gas-Wärmepumpe Um die Energie aus fossilen Energieträgern noch effizienter nutzen zu können, haben die großen Hersteller die Zeolith-Technik entwickelt. Die Zeolith-Wärmepumpe für Öl oder Gas verbindet die Brennwerttech- nik mit einer Wärmepumpe. Im Vergleich zu aktuellen Gas-Brennwertgeräten sinkt der Brennstoffverbrauch um 20 Prozent. 2009 starteten die Hersteller Vaillant, Viessmann, Bosch Thermotechnik (Buderus) und Robur den Praxis-Feldtest, seit 2010 sind die ersten Zeolith-Geräte am Markt erhältlich. Die Zeolith-Gas-Wärmepumpe erzeugt Wärmeenergie aus Erdgas und Umwelt- wärme. Zeolith ist ein poröser Keramik- werkstoff, der aus Aluminiumoxid und Siliziumoxid besteht. Bei der Aufnahme von Wasser entwickelt das Zeolith Wär- me, die im Heizprozess genutzt wird. Der Werkstoff bleibt thermisch stabil bis mindestens 600 Grad Celsius und zieht Wasser stark an, saugt es in sich auf und schließt es in seinen Poren ein. Bei diesem Vorgang, der Adsorption genannt wird, erhitzt das Material stark. So wird Adsorp- tionswärme frei, die zum Heizen genutzt werden kann, bis die Poren komplett mit Wasser gefüllt und der Zeolith gesättigt ist. Wird der Werkstoff danach durch eine Wärmequelle weiter erhitzt, gibt er das in den Poren eingeschlossene Wasser als Dampf wieder frei (Desorption). In einem Wärmetauscher wird dem Dampf Wärme- energie entzogen und dem Heizkreislauf zugeführt. Dabei kondensiert der Dampf zu Wasser. Nach einer Abkühlungsphase kann der Kreislauf aus Adsorption und Desorption dann von vorn beginnen. Da die Sorption keine chemische, sondern eine rein physikalische Reaktion ist, sind praktisch unendlich viele Zyklen der Durch- feuchtung und Trocknung möglich. Außer- dem ist das Zeolith-Modul vollkommen wartungsfrei, weil es keine bewegten Teile hat. Diesen zurzeit noch relativ teuren Sys- temen wird sicherlich die Zukunft gehören. Es gibt sie in Leistungsklassen vom Einfami- lienhaus bis zu 500 kW und damit auch für mittlere und große Wohngebäude. Die Brennstoffzelle Technisch ist die Brennstoffzellen-Heizung bereits ausgereift, sie arbeitet mit den höchsten Wirkungsgraden unter den Mik- ro-KWK-Geräten, die gleichzeitig Wärme und Strom erzeugen. Seit Jahren laufen intensive Feldtests und die Hersteller ha- ben inzwischen die vierte Generation von Brennstoffzellengeräten entwickelt. Als nächste Stufe folgt der Markteinstieg. In der Brennstoffzelle reagieren Wasser- stoff und Sauerstoff in einer kontrollierten Reaktion miteinander zu Wasser. Beide Gase sind durch einen Elektrolyten von- einander getrennt und tauschen nur über einen elektrischen Leiter Elektronen aus. Dieser Elektronenfluss macht die Brenn- stoffzelle zur Stromquelle. Genutzt wird jedoch auch die entstehende Wärme. Als Reaktionsprodukt entsteht reines Wasser, was die Brennstoffzelle so umweltfreund- lich macht. Anders als beim BHKW, das durch einen Verbrennungsprozess betrie- ben wird, erzeugt eine Brennstoffzelle Energie auf der Basis einer chemischen Reaktion, die zudem quasi lautlos abläuft. 2020 könnte diese Technologie zum Alltag in Einfamilienhäusern gehören und Einzug in die Wohnungswirtschaft gehalten ha- ben. Bislang wird als Energieträger Erdgas benötigt, das in einem chemischen Prozess zerlegt und nicht mehr verbrannt wird. Ab 2030 wird dann Wasserstoff als Energie- träger eine Alternative zum Erdgas bieten können. Erzeugt werden Strom und Wär- me – und das mit einer Effizienz, die auch die von heutigen BHKWs übertrifft. Im Ab- gas sind klassische Schadstoffe kaum noch nachweisbar und auch die CO2-Emissionen sind um rund ein Viertel geringer als bei den heute modernsten Gas-Brennwertgeräten. Durch den Einsatz von Wasserstoff wird die Effizienz der Brennstoffzelle noch einmal wesentlich erhöht. Spätestens dann wird die dezentrale Stromerzeugung auch ein wesentliches Standbein neben der Stromer- zeugung in Großkraftwerken bilden. Die Technologien der Zukunft sind also be- reits entwickelt. In den kommenden Jahren wird wegen des Klimawandels und stei- gender Kosten für Gas und Öl der Druck wachsen, hoch effiziente Systeme der Ener- gieerzeugung schneller als bisher zu etablie- ren. Dadurch werden Zukunftstechnologien wie die Brennstoffzelle einen weiteren Schub bekommen. Ganz nebenbei revolutionieren die nach dem KWK-Prinzip arbeitenden Hei- zungen dann auch die Stromproduktion. Die Evolution in der Heiztechnik hat uns schlei- chend an die Schwelle zu einer Revolution im Energiebereich geführt. Die Entwicklung weg von den Großkraftwerken und hin zu dezentralen Einheiten, die sich weitgehend selbst mit Energie versorgen, wird große Auswirkungen auf Wirtschaft, Gesellschaft und Landschaft haben. Die Evolution in der Heiztechnik hat uns an die Schwelle zu einer ­Revolution im Energiebereich geführt

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