Forschung zum Heizen: Von Biokohle bis Natronlauge


Kann man aus Kacke wirklich Kohle machen?

Kuhmist als Brennstoff – in Indien ist das Alltag. Aber auch in Deutschland landet tierischer Dung gelegentlich in Biomassekesseln und wird verbrannt. Forscher arbeiten daran, auch die 1,8 Millionen Tonnen menschlicher Exkremente, die jedes Jahr allein in Deutschland anfallen, zu Biokohle zu machen. Das funktioniert mittels hydrothermaler Carbonisierung (HTC) in den Kläranlagen.

Das Verfahren dazu ist bereits über 100 Jahre alt, konnte aber bis heute nicht wirtschaftlich rentabel gemacht werden. Eine Tonne HTC-Biokohle kostet mit 600 bis 800 Euro immer noch das Zehnfache einer Tonne Steinkohle.


Können wir selbst Brennstoffe herstellen?

Erdöl, Erdgas, Kohle – fossile Brennstoffe sind die Hauptenergieträger unserer Heizungen. Wie wäre es, wenn wir sie ablösen könnten? Daran arbeiten Forscher und Tüftler weltweit. In Dresden beispielsweise wird industriell ein regenerativer Kraftstoff aus Wasser, CO2 und elektrischer Energie hergestellt. Dieses Power-to-Liquid genannte System soll in Zukunft auch im kleinen Maßstab möglich sein. Daran arbeitet eine aus der Uni Rostock ausgegründete Firma seit drei Jahren. Die Vision der Rostocker ist, dass jeder Haushalt mit einer Methanol-Brennstoffzelle ausgestattet und so völlig unabhängig von fossilen Brennstoffen wie Erdöl und Kohle wird.


Sind Holzheizungen eine saubere Alternative?

Jein. Denn Holz zu verbrennen ist zwar klimaneutral, aber noch produzieren viele der rund 15 Millionen in Deutschland registrierten Holzöfen zu viel Ruß und Feinstaub. Das zu ändern, daran arbeiten unter anderem Forscher am Deutschen Biomasseforschungszentrum in Leipzig. Eine Mischung aus Filtern, Ventilatoren, Sensoren zur Steuerung der Luftmengen, Katalysatoren und Abscheidern soll künftige Heizungen sauberer machen.


Wo bleibt das energieautarke Haus?

Es ist längst da. Vor allem in Sachsen und Thüringen gibt es etliche Beispiele für Häuser, die ihren Wärmebedarf fast ohne zusätzliche Heizungen decken. Warum gibt es davon so wenige? Eine Untersuchung der TU Freiberg am Beispiel von zwei energieautarken Häusern kam dafür zu diesem Schluss: „Eine vollständige Marktakzeptanz und -durchdringung der verschiedenen Niedrigenergiehaus-Konzepte erweist sich jedoch aufgrund der zum Teil höheren Kosten, die für die Anlagentechnik, die Vernetzung, die Speicherung und alle weiteren technischen Komponenten aufgewendet werden müssen, problematisch.“ Den ganzen Abschlussbericht finden sie hier:
Energieautarke Häuser – EAHplus-Monitoring


Und was ist mit Strom?

Elektrischer Strom für die Heizung? Da fallen den Älteren unter uns elektrische Nachtspeicheröfen ein. Doch die unwirtschaftliche Heizung von damals könnte wieder attraktiv werden – dank der Energiewende. So haben es gerade Wissenschaftler der TU München vorgerechnet.

Bis 2050 sollen 80 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Energien kommen, so der Plan der Bundesregierung. Wind und Sonne halten sich aber selten an Vorgaben aus der Politik. Kein Problem, so die Münchner Forscher. Wir nutzen einfach Solar- und Windstrom für Wärmepumpen. Wenn wir im Sommer zu viel Energie aus Photovoltaik haben, dann kühlen wir die Häuser damit. Und im Winter heizen wir. So können unsere Häuser als Puffer dienen und Lasten ausgleichen. Die Modellrechnungen der Forscher zeigen, dass wir dadurch unseren Stromverbrauch in Spitzenzeiten zwar verdoppeln, den gesamten Gebäudesektor aber trotzdem bis 2050 CO2-neutral machen können.


Kennen Sie schon die Natronlaugeheizung?

Und zum Schluss noch der Exot unter den Heizungen der Zukunft, der funktioniert so: Natronlauge wird mit Wasser vermischt, dabei entsteht Wärme und diese heizt das Haus. Im Sommer wird die Lauge mit Hilfe von Solarwärme wieder zurückkonzentriert und steht dann für die nächste Heizperiode bereit. Unsere Kollegen von 3sat/nano stellen das System hier vor.

Ausgedacht haben sich das zwei Forscher der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt. Die Idee dahinter ist allerdings schon viel älter. 1883 meldete der Aachener Ingenieur Moritz Honigmann das Patent für eine Natron Lokomotive an.