Innovative Energie

Auch Wärme wird smart

Von Jens Bartels · 2018

Gebäude verbrauchen rund 40 Prozent des weltweiten Energiebedarfs und produzieren ein Drittel der gesamten Treibhausgasemissionen. So wird es auch im Segment der Zweckgebäude immer wichtiger, die Energieversorgung grundlegend umzustellen und sich stärker der Nutzung regenerativer Energien, der Digitalisierung und intelligenten Lösungen im Energiebereich zuzuwenden.

Eine Mutter spielt neben einer Heizung mit ihrem Kind. Thema: innovative Energie

Jede Immobilie benötigt eine Energieversorgung, die ganz genau auf sie zugeschnitten ist. Für Gebäude mit bis zu 30 Wohneinheiten bietet sich beispielsweise die Ergänzung durch Solarthermie an. Sie ist flexibel, zuverlässig und kostengünstig. Die Internationale Agentur für Erneuerbare Energien, IRENA, hat in einer neuen Studie untersucht, wie sich das Energiesystem bis 2050 verändern muss, damit die Klimaziele von Paris eingehalten werden. Die Solarthermie solle ihren Beitrag dazu von ein Prozent (2015) auf zehn Prozent (2050) steigern: von 600 Millionen Quadratmeter Solarthermie-Kollektorfläche auf über 6.000 Millionen Quadratmeter. Außerdem erzeugt eine Solarthermie 100 Prozent erneuerbare Wärme. Größere Objekte haben in der Regel auch einen höheren Bedarf an Energie. Für große Gebäude sind Blockheizkraftwerke bestens geeignet. Diese sind ein wichtiger Bestandteil innovativer Energielösungen. Gerade in Zweckgebäuden wie Krankenhäusern, Altenheimen oder Schulen bieten sie eine effiziente Wärme- und Strom­erzeugung. 

Innovative Energie – intelligent nutzen

Zu intelligenten Energiekonzepten zählt die Nutzung der Power-to-Heat-Technologie. Der Power-to-Heat-Prozess sorgt für die Umwandlung von Strom in Wärme, was im Zusammenspiel mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) Chancen für innovative Lösungen bietet. Denn mit der hohen Effizienz der gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung und der gleichzeitig hohen Flexibilität mit Blick auf Einsatzart und Anlagengröße leistet die KWK einen hohen Beitrag zur Erhöhung der Energieeffizienz. Zudem erlaubt die Kraft-Wärme-Kopplung den Einsatz biogener Brennstoffe oder die Verbrennung von Abfällen, wodurch CO₂ eingespart wird.

Quelle: Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena), 10/2017

Kraft-Wärme-Kopplung ausbauen

Auch eine aktuelle Studie, die der Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung (B.KWK) beim Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung (IFAM) beauftragt hat, zeigt: Mit der Kombination aus KWK und sauberem Strom lässt sich die Wärmewende im Vergleich zu einer reinen Stromlösung besser bewältigen. So betont Heinz Ullrich Brosziewski, Vizepräsident des B.KWK: „Die KWK-Anlagen können sowohl im kommunalen als auch im gewerblichen Bereich eine zentrale Rolle in der Wärmewende spielen und damit zur Entlastung und Stützung der Netze beitragen.“

Dort, wo das Smart Grid und das Smart Building aufeinandertreffen, bieten sich ebenfalls vielfältige Chancen für clevere Lösungen. Beispiel: Bei einem Projekt in Berlin wird über das intelligente Lastmanagement die lokal erzeugte, regenerative Energie aus Photovoltaik, Windkraft und einem biogasbetriebenen Blockheizkraftwerk bedarfsweise an Gebäude eines ganzen Quartiers verteilt, vor Ort gespeichert oder zum Laden der auf dem Gelände stationierten Elektroautos genutzt.

Innovative Energie: Synthetische Kraftstoffe

Ein weiterer Lösungsansatz sind synthetische Kraftstoffe – die sogenannten E-Fuels. In unterschiedlichen Verfahren kann zum Beispiel aus Stroh oder Algen ein künstlicher Öl-Ersatz produziert werden, der eines Tages auch in Ölheizungen zum Einsatz kommen könnte. Denn: der synthetische Kraftstoff ist designbar. Unterschiede bei der verwendeten Temperatur, dem Druck oder den Katalysatoren verleihen E-Fuels verschiedene Eigenschaften, sodass sie gezielt für einzelne Anwendungsfälle optimiert werden können. Allerdings müssen die Herstellungskosten noch gesenkt und die Produktionskapazitäten aufgebaut werden.

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