WiWo App Jetzt gratis testen
Anzeigen

Thermogeneratoren Wärme aus dem Abfluss

Jedes Jahr entfleucht in Deutschland Abwärme im Wert von 25 Milliarden Euro. Forscher wollen mit ihr künftig Häuser heizen und Strom erzeugen – zum Beispiel im Auto.

Wo der Strom herkommt
BraunkohleNoch immer der mit Abstand bedeutendste Energieträger Deutschlands: Im Jahr 2013 ist die klimaschädliche Stromproduktion aus Braunkohle auf den höchsten Wert seit 1990 geklettert. Mit 162 Milliarden Kilowattstunden macht der Strom aus Braunkohlekraftwerken mehr als 25 Prozent des deutschen Stroms aus. Das geht aus vorläufigen Zahlen der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen hervor. Quelle: dpa
SteinkohleAuch die Stromproduktion in Steinkohlekraftwerken stieg im Jahr 2013 – um 8 Milliarden auf mehr als 124 Milliarden Kilowattstunden. Damit ist Steinkohle der zweitwichtigste Energieträger und deckt fast 20 Prozent der deutschen Stromproduktion ab. Vor allem Braun- und Steinkohle fangen also offenbar den Rückgang der Kernenergie auf. Quelle: dpa
Kernenergie Die Abschaltung von acht Atomkraftwerken macht sich bemerkbar. Nur noch 97 Milliarden Kilowattstunden stammten 2013 aus Kernerenergie, drei weniger als im Vorjahr. Das sind allerdings noch immer 15 Prozent der gesamten Produktion. Damit ist Atomstrom nach wie vor die drittgrößte Energiequelle. Quelle: dpa
ErdgasDie CO2-arme Erdgasverbrennung ist - anders als Kohle - wieder rückläufig. Statt 76 Milliarden kamen im vergangenen Jahr nur noch 66 Milliarden Kilowattstunden Strom aus Erdgaskraftwerken. Das sind gerade mal zehn Prozent der Stromproduktion. Dabei war Erdgas vor drei Jahren schon einmal bei 14 Prozent. Quelle: dpa
WindkraftDer größte erneuerbare Energieträger ist die Windkraft. Mit 49,8 Milliarden Kilowattstunden in 2013 ist sie allerdings leicht Rückläufig. Insgesamt steigt der Anteil der erneuerbaren Energien jedoch stetig. Zusammengenommen produzierten sie 23,4 Prozent des deutschen Stroms. Quelle: dpa
BiomasseFast genauso viel Strom wie aus Windkraft stammte aus Biomasse. Die Produktion stieg auf 42 Milliarden Kilowattstunden. Damit steht Biomasse auf Platz sechs der bedeutendsten Energieträger. Quelle: ZB
PhotovoltaikEs reicht zwar nur für knapp fünf Prozent der deutschen Stromproduktion, aber Solarenergie ist die mit Abstand am schnellsten wachsende Energieform. Im Jahr 2000 gab es in Deutschland noch gar keinen Sonnenstrom. Und seit 2007 hat sich die Produktion auf 28,3 Milliarden Kilowattstunden in 2013 beinahe verzehnfacht. Quelle: dpa

Ein Vollbad nehmen – und damit ein bekanntes schwedisches Möbelhaus mit Energie versorgen. Im Berliner Stadtteil Lichtenberg wird diese neue Form von Synergie praktiziert.

Wenn die Nachbarn den Stöpsel in der Wanne ziehen oder heißes Nudelwasser in den Ausguss kippen, freuen sich die Manager der nahe gelegenen Ikea-Filiale. Sie haben in einem Abwasserkanal Wärmetauscher installieren lassen. Die Heizenergie, die sie der brackigen Brühe entziehen, deckt im Winter rund 70 Prozent des Wärmebedarfs des Möbelladens.

Ungenutztes Energiereservoir

Unternehmen und Forscher entdecken überschüssige Wärme als ein gigantisches, ungenutztes Energiereservoir. Das passiert dieser Tage landauf, landab. Denn Energie, die schon vorhanden ist, muss nicht erst kostspielig aus Erdgas, Kohle oder Öl gewonnen werden. Ihr Recycling auf breiter Front würde wertvolle Ressourcen schonen und zum Klimaschutz beitragen.

Denn noch herrscht allenthalben Verschwendung. Experten des von Bundeswirtschaftsminister Sigmar Gabriel geförderten Energie-Informationsdienstes Bine beziffern den Wert der ungenutzten Abwärme in Deutschland auf mehr als 25 Milliarden Euro – im Jahr. Kein Wunder also, dass Forscher aus Unternehmen und Wissenschaft mit Hochdruck daran arbeiten, die Energie nutzbar zu machen.

Für welche Smart-Home-Technologien sich deutsche Internetnutzer interessieren

Das Problem: Längst nicht überall, wo Wärme entfleucht, lässt diese sich – wie im Fall der Berliner Ikea-Filiale – direkt als Wärme weiter nutzen. Nun wollen Forscher sie in kostbaren Strom umwandeln. Denn der lässt sich fast immer gebrauchen, wo Motoren und Maschinen am Werk sind.

Die Hoffnungen ruhen vor allem auf sogenannten Thermoelektrischen Generatoren, kurz TEG genannt. Sie nutzen ein physikalisches Phänomen, das es ermöglicht, aus Wärme direkt elektrische Energie zu erzeugen, ohne dafür aufwendige Turbinengeneratoren zwischenschalten zu müssen.

TEGs bestehen aus Halbleitern, auf deren Oberfläche elektrische Spannung entsteht, sobald Hitze darauf einwirkt. Dann wandern Elektronen von der warmen zur kalten Seite des Materials – es fließt Strom. Da die TEGs ohne bewegliche Teile auskommen, sind sie robust und langlebig.

Diese Unternehmen produzieren ihren Strom selbst
VolkswagenVolkswagen betreibt inzwischen eigene Kraftwerke unterschiedlicher Art an fast allen Standorten. Im Werk Emden läuft zum Beispiel eine Biomasseanlage. Dabei sind die Anlagen nicht alle umweltfreundlich. Viele werden von Dieselmotoren der Konzerntochter MAN angetrieben. Aber der Wille von Konzernchef Martin Winterkorn zur dezentralen Eigenversorgung mithilfe erneuerbarer Energien ist da. So will VW 600 Millionen Euro bis zum Jahr 2020 für den Ausbau erneuerbarer Energien an den Unternehmensstandorten ausgeben Quelle: dpa
Aldi SüdStromerzeuger in besonders großem Stil ist der Discountgigant Aldi Süd geworden. Auf rund 300 Dächern seiner Filialen hat der Billigriese aus Mülheim an der Ruhr Solaranlagen schrauben lassen. Hinzu kommen riesige Panelflächen auf den Dächern von 30 Logistikzentren. Damit ist Aldi in der Lage, Strom mit einer Gesamtleistung von über 70 Megawatt zu produzieren, immerhin ein Zehntel eines kleinen Kernkraftwerks. Die prognostizierte Stromproduktion aller Anlagen pro Jahr liegt bei 71 Millionen Kilowattstunden. Das entspricht laut Aldi-Angaben dem Stromverbrauch von rund 24.000 Vier-Personen-Haushalten. Gerechnet auf zwölf Monate werde Aldi Süd fast die Hälfte der produzierten Menge für den Eigenverbrauch nutzen, heißt es aus dem Discount-Imperium Quelle: dpa
Metro-GroupDer Düsseldorf Handelskonzern Metro hat Anfang des Sommers 2013 für seine Großverbrauchermärkte am Konzernsitz sowie in Berlin-Marienfelde eigene Blockheizkraftwerke in Betrieb genommen. Künftig können die beiden Standorte sich selbst mit Strom und Wärme aus Erdgas versorgen. Die beiden Kraftwerke wurden in Kooperation mit dem ebenfalls in Düsseldorf beheimateten E.On-Konzern errichtet, der für den Gaseinkauf verantwortlich ist. „Dank der Blockheizkraftwerke können wir die Energieversorgung für die beiden Standorte langfristig sichern und zugleich die Kosten beträchtlich senken“, sagt Olaf Schulze, Geschäftsführer der Metro Properties Energy Management. „Mit einer Eigenproduktion können alle Kosten, die mit dem Netzbezug verbunden sind, wie zum Beispiel EEG-Umlage und Nutzungsentgelte, vermieden werden.“ Quelle: dpa
ReweDer Kölner Lebensmittel-Filialist Rewe schickte vor wenigen Wochen für ihr Logistikzentrum in Eitting bei München ein Biogas-Blockheizkraftwerk an den Start. Die Anlage versorgt den mehr als 60.000 Quadratmeter großen Büro- und Lagerkomplex dezentral und bedarfsgerecht mit umweltfreundlicher Energie. In den Sommermonaten wird mit der Heizenergie Kälte produziert, was die Großkälteanlagen für das Tiefkühl- und Kühllager des Logistikzentrums entlastet. Die rund 4,5 Millionen Kilowattstunden Strom, die pro Jahr produziert werden, werden in das Stromnetz eingespeist. Quelle: dpa
Molkerei GropperNeben Joghurts, Kaffeespezialitäten und Säften produziert die bayrische Molkerei Gropper seit Beginn des Jahres auch Energie. Die durch das gasbetriebene Blockheizkraftwerk gewonnene Energie kommt dabei in erster Linie der Stromversorgung zugute, die zu 65 Prozent den Eigenbedarf deckt. Auch Gropper erzeugt aus einem Teil der Abwärme Kälte, um damit seine Produkte zu kühlen. Mit dem anderen Teil wird Wasserdampf erzeugt, der der Herstellung von Joghurt, Pudding oder haltbarer Sahne dient. „Die steigenden Kosten der vergangenen Jahre, auch im Energiebereich, haben diesen Schritt für uns notwendig und auch sinnvoll gemacht“, sagt Gropper-Inhaber Heinrich Gropper. Er geht davon aus, dass er sein Blockheizkraftwerk bald ausbauen wird, um den Energiebedarf langfristig nur noch aus Eigenproduktion zu decken. Quelle: dpa
StuteAls Vorreiter der Eigenversorgung in der Lebensmittelindustrie gilt der Handelsmarkenproduzent Stute in Paderborn, der Säfte und Konfitüre für Handelsunternehmen wie Aldi herstellt. Das Familienunternehmen hat in den vergangenen Jahren fast 15 Millionen Euro investiert: 9,5 Millionen Euro flossen in mehrere Fotovoltaik-Anlagen, die sich am Firmensitz auf Dächern und Freiflächen mittlerweile auf 95.000 Quadratmetern erstrecken. 4,5 Millionen Euro steckte Stute in drei Windräder, die pro Jahr 7,2 Millionen Kilowattstunden liefern. Den Energiemix komplettiert eine Biogasanlage, die mit Abfällen aus der Fruchtverarbeitung arbeitet. Die Investitionen in die Autarkie zeigen Wirkung. Stute liegt bei der Eigenversorgung mit Strom schon bei rund 50-Prozent. Und das zu günstigen Tarifen. Weil keine Abgaben für den selbst produzierten und verbrauchten Strom anfallen, rechnet Stute mit Stromkosten von weniger als fünf Cent pro Kilowattstunde – fast so wenig, als würde sich das Unternehmen jeden Tag preiswert auf dem Spotmarkt an der Leipziger Strombörse bedienen. Quelle: dpa
BMWVier knapp 180 Meter hohe Windmühlen stehen am Westrand des BMW-Werksgeländes in Leipzig. Im Herbst dieses Jahres startet dort die Serienproduktion des Elektrofahrzeugs BMW i3, im Frühjahr 2014 soll die Sportwagenvariante BMW i8 folgen. Die vier Mühlen schaffen eine Leistung von zehn Megawatt und sollen mehr als 25 Millionen Kilowattstunden pro Jahr liefern, so viel, wie 8000 Haushalte verbrauchen. Weht kein Wind, muss BMW seinen i3 mit ganz ordinärem Strom aus dem öffentlich zugänglichen Netz produzieren. Der Strom der Windräder allerdings ist komplett dem Verbrauch im Werk vorbehalten und geht nicht ins Netz. Realisiert hat das Projekt der Entwickler wpd aus Bremen. Er betreibt den Miniwindpark und verkauft den Strom an BMW. Quelle: dpa

Und sie sind, zumindest potenziell, extrem vielfältig einsetzbar. Denn Wärme ist an vielen Orten verfügbar, an jedem Motor, jeder Maschine und jeder Fabrikanlage. Über Abluft oder Abwasser entweicht sie in die Umwelt. Vor allem in der Industrie sind die Verluste riesig.

Ob Druckluftkompressor oder Kältemaschine, ob Gaskessel oder Schmelzofen: Je nach Prozess verschwinden bis zu 70 Prozent der eingesetzten Energie als Abwärme im Nirwana.

Damit sich das ändert, treibt das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik (IPM) in Freiburg mit Industriepartnern wie Siemens und Bosch die Technologieentwicklung voran. Weltweit halten die Partner eine führende Position.

Sie konzentrieren sich vor allem auf Anwendungen in der Automobilindustrie. Die Idee: aus den heißen Abgasen der Diesel- und Benzinmotoren elektrische Energie gewinnen und diese in die Bordnetze von Pkws und Lkws einspeisen. Eine Idee mit riesigem Potenzial. Schließlich kurven auf allen Kontinenten zusammen mehr als eine Milliarde Fahrzeuge über die Straßen.

Inhalt
Artikel auf einer Seite lesen
© Handelsblatt GmbH – Alle Rechte vorbehalten. Nutzungsrechte erwerben?
Zur Startseite
-0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%