Das Minikraftwerk für zuhause

Mit einer Wärmekraftkopplungsanlage werden Heizwärme und Strom zugleich erzeugt. Stirlingaggregate erlauben die Anwendung im Kleinen.

(knü) Das Wohnhaus wird zum Kraftwerk und der Eigentümer wandelt sich zum Energielieferanten. Die natürlichen Energieressourcen werden vor Ort nutzbar gemacht und dadurch die CO₂-Emissionen spürbar verringert. Die gesetzliche Pflicht will es so: Die Energie ist vermehrt aus den Quellen Sonne, Holz oder Erdwärme zu beziehen. Wer einen Neubau erstellt, soll den Anteil der fossilen Brennstoffe auf 80 Prozent oder weniger herunter schrauben. Bis 2011 könnte diese Quote schweizweit gelten, um die Nutzung der erneuerbaren Energien weiter zu fördern. Ausnahmen aber sind erlaubt, wenn das Wohnhaus mit Wärmekraftkopplung (WKK) versorgt werden soll. WKK-Anlagen werden zur Hauptsache mit Erdgas oder Heizöl betrieben. Die Minikraftwerke arbeiten trotzdem äusserst energieeffizient: Die Aggregate, welche in einem Heizkeller problemlos Platz finden, liefern Wärme und Strom in einem. In einem Verbrennungsantrieb wird zu einem bestimmten Anteil Strom (20% bis 30%) und zur Hauptsache Abwärme (70% bis 80%) produziert. Ihr energetischer Gesamtwirkungsgrad beträgt über 90 Prozent, womit sie die Leistung herkömmlicher Heizsysteme übertreffen. Auch die Umweltbilanz darf sich sehen lassen: Die kombinierte Wärme- und Stromerzeugung reduziert die Umweltbelastung im Vergleich zu fossil betriebenen Heizkesseln um 20 bis 40 Prozent. Einzelne Kantone, darunter Schaffhausen und Thurgau, unterstützen den Einbau von WKK-Anlagen sogar finanziell.

Angekündigte Serienmodelle
An der Technologie wird seit Jahrzehnten gearbeitet; bereits zu Hunderten stehen solche Blockheizkraftwerke im Gebäudepark Schweiz im Einsatz. «Das Potenzial für kleine WKK-Anlagen ist gross», bestätigt Heinz Eichenberger vom Verband für Wärmekraftkopplung. Der Markt ist allerdings noch jung. Dutzende neuer Typen stehen nach Herstellerangaben kurz vor Serienfertigung. Zum einen liefern Brennstoffzellen die Nutzenergie dank einem elektrochemischen Prozess. Zum andern werden kompakte Energiezentralen sehr oft durch Mikrogasturbinen angetrieben. Als Alternative dazu werden auch Stirlingmotoren eingesetzt, bei welchen die Verbrennung nicht im Kolben selber sondern extern erfolgt. Daher können unterschiedliche Brennstoffe eingesetzt werden. Die Hoffnungen der Hersteller ruhen insbesondere auf Stirling-Aggregaten, die mit Holz klimaneutral betrieben werden können. Solche Pilotanlagen werden derzeit tatsächlich getestet. Ihre Serienfertigung darf allerdings erst in den nächsten zwei Jahren erwartet werden. In den Startlöchern steht beispielsweise auch die Sunmachine, ein deutsches WKK-Fabrikat, das ebenfalls mit Holzpellets beschickt wird. Die erste Anlage in der Schweiz versorgt ein Mehrfamilienhaus in der Stadt Basel, was als Demonstrationsversuch mit Subventionen des Kantons gefördert wird. Die Marktreife steht aber unmittelbar bevor. Gemäss dem Anbieter soll das CO₂-arme WKK-Aggregat «Sunmachine» bereits ab nächstem Jahr in grossen Stückzahlen erhältlich sein. Die Preise haben ihre Markttauglichkeit auf jeden Fall noch zu beweisen: Vorserienmodelle sind bis zu 50'000 Franken teuer – mehr als das Doppelte einer Ölheizung.

Altbauten stehen im Vordergrund
Fachleute und Energiepolitiker fordern höhere Subventionen, um den Markteintritt für WKK-Anlagen zu erleichtern. Im Gegenzug gilt es, die Effizienz beim Betrieb der Aggregate hoch zu halten: So lässt sich der Nutzen eines Minikraftwerks im Heizkeller weiter steigern, wenn viel Wärme und Strom benötigt wird. Die Wärmekraftkopplung ist sinnvoll, wenn «grosse Leistungen und hohe Vorlauftemperaturen im Heizungskreislauf benötigt werden», bilanziert eine Studie des Bundesamtes für Energie. Bezogen auf einen Einsatz im Einfamilienhaus heisst das für WKK-Anlagen: In Altbauten sind sie durchaus als Ersatz einer konventionellen Heizung in Betracht zu ziehen, währenddem sie bei kleinen Neubauten vorab für die Versorgung in einem grösseren Verbund geeignet scheinen.