Umweltfreundliche Kraftwerke in den Haushalten

Dank neuer Entwicklungen zu Brennstoffzellen-Mikro-KWK-Systemen, die anstelle herkömmlicher Heizkessel Wärme und Strom liefern, wird die Brennstoffzellentechnologie bald ihren Weg in die Haushalte finden.

Energie

Die Produktion kleiner Mengen an Wärme und Strom in den Haushalten stellt eine Revolution dar, in deren Kern die Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung (Mikro-KWK) steht. Indem sie Energie dort erzeugen, wo sie verbraucht wird, können diese Systeme Netzstrom ergänzen und gleichzeitig helfen, Übertragungsverluste zu vermeiden. Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC) werden zunehmend für Mikro-KWK-Systeme in Haushalten genutzt, weil sie hocheffizient sind und damit weniger Kohlendioxid-Emissionen produzieren. Das Energiesparpotenzial für Benutzer von SOFC-KWK-Anwendungen ist der Haupttreiber hinter einer großen Anzahl von öffentlich geförderten Forschungs- und Demonstrationsprogrammen weltweit. Das Konsortium von ASTERIX3(öffnet in neuem Fenster) (Assessment of SOFC CHP systems build on the technology of htceRamIX 3) machte wichtige Schritte in Richtung Kommerzialisierung dieser Technologie, indem es einige Prototypen entwickelte und testete. Die Konsortiumsmitglieder deckten die gesamte Wertschöpfungskette von der Forschung und Entwicklung zu Stapelkern-Technologie über Systemintegration und Wärmemanagement bis hin zur Vermarktung. Die neu entwickelten Prototyp-Systeme werden mit Erdgas betrieben und erzeugten Elektrizität mit einem Wirkungsgrad von 30%; wenn die Hitze verwendet wurde, lag der Gesamtkraftstoffumwandlungswirkungsgrad in der Nähe von 90%. Dies bedeutet, dass die Kohlendioxidemissionen deutlich reduziert werden können. Bei Brennstoffzellen ist die Haltbarkeit ein wichtiger Leistungsfaktor. Nach 5.000 Stunden Dauerbetrieb zeigten die Prototypen einen zufriedenstellenden Leistungsabfall auf weniger als 10% pro 1.000 Stunden. Außerdem erwies sich, dass das System 10 thermische Zyklen aushalten kann. Um Wärmeverluste zu reduzieren, verwendet das Projektkonsortium modernste Methoden wie thermische Schichtung. Mit Blick auf die nächsten 5 bis 10 Jahre erwarten die Projektpartner, dass die SOFC-Mikro-KWK-Technologie mit unterschiedlichsten Kraftstoffen betrieben werden kann. Neben Erdgas sollten diese Wasserstoff, Methanol, Ethanol, Biodiesel und Biogas umfassen. Kosten- und hocheffiziente SOFC-Mikro-KWK-Anlagen sollten einen starken Anreiz für den Wechsel von der herkömmlichen zentralen Stromerzeugung auf die dezentrale Erzeugung schaffen. Dies sollte zur Reduzierung von Energieverteilungsverlusten führen und so die Kohlenstoffemissionen senken helfen.