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View Full Version : Technik - Kraftwerk im Keller



Cobra
17.07.2006, 21:18
im Vergleich zu den Riesenkraftwerken liefert es Vorteile: Es nutzt das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung: Die bei der Stromproduktion anfallende Wärme geht nicht verloren, sondern wird wegen kurzer Wege unmittelbar im eigenen Haus genutzt - für warmes Wasser und zum Heizen. Der Strom fließt, je nach Bedarf, an den Haushalt direkt oder in das Netz, in dem sich andere bedienen, das quasi aber auch als Speicher für einen selbst dient. Durch die hohe Effizienz ließe sich "ein nicht unbedeutender Beitrag zum Energiesparen und damit zum Klimaschutz leisten", sagt Agar.

Möglich macht dies eine Technik, die schon vor Jahrzehnten von der Raumfahrt entwickelt wurde: die Brennstoffzelle. Aus Wasserstoff und Sauerstoff stellt sie Strom und Wärme her. Werden diese beiden Treibstoffe mit Hilfe regenerativer Energien aus Wasser gewonnen, geschieht dies ohne den Ausstoß des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid (CO2). Dieser Vorteil der Brennstoffzellen ist zur Zeit indes eher theoretisch, denn regenerative Energie ist noch nicht in großem Maß verfügbar. Von Vorteil ist, daß Brennstoffzellen mit ihrem speicherbaren Energieträger im Betrieb kalkulierbar und nicht auf die Launen des Windes und auf Sonnenschein angewiesen sind.

Wegen dieser Vorzüge und weil der Bund die Mini-Kraftwerke finanziell fördern will, arbeiten Heiztechnikunternehmen seit Jahren an stationären Brennstoffzellen für Haushalte. "Um sich mit normalen Heizanlagen messen zu können, muß die Wirtschaftlichkeit des kleinen Kellerkraftwerks aber immer noch verbessert werden", erklärt Professor Agar, der mit seiner Doktorandin Anja Wick im Auftrag der Firma Viessmann forscht. Entscheidend hierfür ist unter anderem die Gesamtbetriebszeit der Anlage. "Angestrebt sind mindestens 40 000 Stunden", so der Chemieingenieur. "Das entspricht in etwa einer Laufzeit von acht Jahren." Ob dies mit der heute vorhandenen Technik eingelöst werden kann, ist allerdings noch nicht erwiesen.

Ein weiteres Problem: Der benötigte Wasserstoff läßt sich heute noch nicht durch normale Rohrsysteme zu den Häusern transportieren. "Wasserstoff kann aber zum Beispiel durch Erdgas gewonnen werden", erklärt Agar. Zwar fällt dann bei der kalten Verbrennung in der Brennstoffzelle auch CO2 an. Aber im Vergleich zu konventionellen Heizungsanlagen, so der Wissenschaftler, könne der Ausstoß um 2000 Kilogramm pro Jahr und Anlage reduziert werden.

Die Umwandlung soll, wie auch die Strom-Wärme-Erzeugung, im eigenen Keller erfolgen. Die für die Umwandlung benötigten Katalysatoren, die diesen chemischen Prozeß steuern, sind indes noch nicht ausgereift. "Um eine Betriebszeitzeit von 40 000 Stunden gewährleisten zu können, liegt noch ein gutes Stück Entwicklungsarbeit vor uns." David Agars Doktorandin Anja Wick testet hierfür die Katalysatoren, die an dem Prozeß der Umwandlung von Erdgas in Wasserstoff beteiligt sind. "Am Ende hoffen wir, die effiziente Wasserstoffproduktion für die geforderte Betriebszeit gewährleisten zu können", sagt Agar.
Gelingt dies, will Viessmann das Mini-Kraftwerk etwa 2010 auf den Markt bringen. Auch die bundeseigene Deutsche Energieagentur rechnet - zumal mit Blick auf steigende Erdölpreise - zu diesem Zeitpunkt mit einer Markteinführung. "Anfangs wird es natürlich einiges teurer sein als eine normale Heizungsanlage", gibt Agar zu bedenken. "Doch wenn sich die Mini-Kraftwerke rentieren", sagt er und schaut aus dem Fenster zum Kraftwerk, "könnte jeder einen Beitrag zum Klimaschutz leisten."

Deadman
18.07.2006, 00:05
Man könnte natürlich auch Gasflaschen mit ca. 20 Atmosphären an jeden Haushalt anschließen, solange diese nicht in die Luft gehen ist alles Friede, Freude, Eierkuchen.
Allerdings wird in diesem Beitrag noch nicht auf das wesentliche Problem der Brennstoffzellen eingegangen.
Und zwar fehlt es derzeit an einer geeigneten Arbeitsweise um die speziellen Gittermembrane, zwischen Sauerstoff- und Wasserstoffzelle, in massen und günstig herzustellen.

Desweiteren denke ich, dass die derzeit führenden Energie- und Wärmelieferanten nicht einfach zu eine Integration der sparenden "Kellerkraftwerke" dulden würde.
Sie würden einfach zu viel daran verlieren, sie könnten unter anderem die Preise nicht mehr hoch treiben.
Genauso ist es heute mit dem Wasserwerken.
Eine Hamburger Studentengruppe hat einst ein Verfahren entwickelt wie man den Wasserverbrauch für Haushalte um 80% (!) reduzieren könnte.
Allerdings sprang kein einziges Wasserwerk darauf an, sie weigern sich bis heute.
Teilweise logisch, teilweise traurig :/

Und ich denke sobald nicht alle die dran sitzen, auch noch den letzten Cent am Öl verdient haben werden, wird so schnell auch nicht ein neues System eingebunden werden.
Mit anderen Worten: In ca. 30 Jahren haben wir Brennstoffzellen und Kellerkraftwerke.