Die hohen Energiepreise und die Verunsicherung über die Zuverlässigkeit der Gas- und Ölversorgung lassen so manchen Hausbesitzer über alternative Möglichkeiten zur Wärmeversorgung des Eigenheims nachdenken. Eine ideale Lösung ist die gleichzeitige Gewinnung von Wärme und Strom mittels Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Sie gehört zu den effizientesten Methoden der Energiegewinnung, weil dabei ein Brennstoff sowohl in elektrische Energie als auch in Wärme - gewöhnlich in Form von Dampf und heissem Wasser - umgewandelt wird. Damit ist eine Brennstoffausnutzung von über 90% möglich; im Vergleich zu etwa 38% beim Strombezug von einem Kraftwerk. Der hohe Wirkungsgrad trägt erheblich zur Wirtschaftlichkeit und zur Schonung der Umwelt bei. Gleichzeitig wird der Ausstoss von Stick- und Kohlenoxiden vermindert.
Bislang ist die Technologie nur bei grösseren Anlagen erprobt. Neu ist die Idee, sie für Ein- und Mehrfamilienhäuser einzusetzen. Verschiedene Hersteller wollen dieses Potenzial erschliessen. So entwickelt Siemens die Elektronik für ein sogenanntes gasbefeuertes Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungsgerät (Mikro-KWK). Marktuntersuchungen prognostizieren eine klare Entwicklung hin zu eigenen kleinen Kraftwerken in Einfamilienhäusern anstelle eines Öl- oder Gaskessels. Aus diesem Grund treiben die Siemens-Spezialisten zusammen mit mehreren Herstellern von Brennwertkesseln die Entwicklung voran.
Brennwertkessel produzieren bislang nur Wärme, aber keinen Strom. Mikro-KWK-Geräte können beides. Das Funktionsprinzip ist einfach: In dem an der Wand hängenden Kessel ist eine sogenannte Stirling-Maschine integriert, die mit Gas beheizt wird und aus der Temperaturdifferenz zwischen Hitze und kaltem Wasser Strom erzeugt. Mit der heutigen Ausführung lässt sich maximal 1 kW elektrische Energie produzieren, wovon der Gebäudenutzer bis zu 900 W selbst direkt verwenden kann. Verbraucht der Haushalt weniger, wird der überschüssige Anteil ins Netz der Energieversorger abgegeben.
Eigenes Miniblockheizkraftwerk
Die Verbraucher verfügen also über ihr eigenes Miniblockheizkraftwerk, das nicht nur Wärme liefert, sondern auch zwei Drittel des Strombedarfs eines durchschnittlichen Vier-Personen-Haushalts deckt. Der Rest des Stroms kommt über das Stromnetz, an welches das gasbefeuerte Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungsgerät normalerweise angeschlossen ist. Ein Betrieb über Flüssiggas ist ebenfalls möglich - dafür ist jedoch eine Umjustierung des Gerätes notwendig.
Die Elektronik von Siemens regelt und steuert die Wärmeleistung, um den Stirling-Motor im zuverlässigen Bereich zu betreiben und die gewünschten Temperaturen für die Heizung und den Warmwasserbedarf zur richtigen Zeit bereitzustellen. 5 kW Wärme produziert allein der Brenner für den Stirling-Motor. Von einem Zusatzbrenner kommen zusätzlich - je nach Grösse - zwischen 10 und 30 kW Wärme dazu. Daneben überwacht die Elektronik die Einspeisung der elektrischen Energie ins Netz der Energieversorger und sorgt dafür, dass das Gerät, das parallel zum Stromnetz läuft, zum richtigen Zeitpunkt zu- und abschalten kann.
Als Besonderheit kann das Mikro-KWK-Gerät auch für einen netzunabhängigen Betrieb sorgen. In diesem Fall löst es sich vom Netz und produziert Notstrom mit einer Leistung von maximal 1 kW für speziell ausgewiesene Notstromgruppen, wie Kühl- und Gefrierschränke oder eine Notbeleuchtung.
Das gasbefeuerte Mikro-KWK-Gerät ist eines der vielversprechendsten Nachfolgegeräte des Brennwertkessels und bietet einen einfachen Einstieg in alternative Energien - die Installateure kennen die Kessel, nur die Stromproduktion ist neu. Derzeit testen die Entwicklungspartner von Siemens die neuen Mikro-KWK-Geräte bei etwa 400 Kunden. Die Erfahrungen zeigen, dass sich der Mehrpreis für ein Mikro-KWK-Gerät innerhalb von fünf Jahren amortisieren kann - allerdings wird der Preis erst dann feststehen, wenn das Gerät auf den Markt kommt. Gemäss Erhebungen werden in Europa jedes Jahr 7 Mio Wandkessel verkauft. Das geschätzte Verkaufspotenzial für die Mikro-KWK-Geräte liegt in den ersten drei Jahren bei 50000 bis 100000 Einheiten - Tendenz steigend. Entscheidend ist, wie die Energieversorgungsunternehmen und die Politik reagieren. In den Ländern, in denen der Verkauf zuerst startet - Holland, dann England und Deutschland -, gibt es bereits ein Einspeisungsgesetz, das solche Mikro-KWK-Geräte fördert. Andere Länder sind noch nicht so weit.
Markteintritt im Winter
Seit wenigen Monaten läuft bei Siemens die Produktion der Regelungstechnik. Der Markteintritt in den Niederlanden ist für den Winter 2009 geplant. Und bereits heute arbeiten die Spezialisten an der nächsten Generation von Mikro-KWK-Geräten. Diese sollen noch kleiner, leichter und leistungsfähiger werden und sich mit Primärenergien wie Öl oder verschiedenen Gasarten aus Biomasse betreiben lassen.