TEIL C

WÄrmerohre

Bei Prozessen der Wärmerückgewinnung können vor allem sogenannte Wärmerohre Einsatz finden, da sie eine 1.000-fache Wärmleitfähigkeit im Vergleich zu Kupfer haben. Ihr Prinzip wurde im Jahre 1942 von Richard S. Gaugler bei der US-Firma GM entdeckt und 1962 von G. M. Grover in eine Erfindung umgesetzt. Später wurde es insbesondere für Anwendungen in der Raumfahrt weiterentwickelt, u.a. auch von Dornier.

Das Besondere an diesen luftdicht abgeschlossenen Rohren ist, daß sie durch einen kontinuierlichen Verdampfungs- und Kondensationsprozeß von Alkohol, Freon o.ä., aber ohne jegliche mechanisch bewegten Teile funktionieren. Es gibt daher keinen Verschleiß und auch keinen Wartungsbedarf. Die Rohre sind im Temperaturbereich von - 200°C bis + 1.500°C einsetzbar und haben eine Diodenwirkung, wobei die Wärmetransportrichtung durch die Einbaulage wählbar ist. Die Wärmeübertragung findet nahezu verzögerungsfrei statt, und die Rohre bieten auch eine hohe Sicherheit bei toxischen oder radioaktiven Stoffen.

Unter dem Namen Heat-Pipe bringt 1987 der japanische Hersteller Furukawa kleine Wärmerohre für den Einsatz als Elektronik-Kühlkörper auf den Markt. Es können Verlustleistungen von 40 W bis 3.000 W abgeführt werden, und die Heat-Pipe-Kühlkörper wiegen nur die Hälfte eines vergleichbaren Aluminiumprofils. In den aus Kupfer gefertigten Rohren befindet sich eine geringe Menge sehr reinen Wassers unter Vakuum. Der Verdampfungsprozeß setzt bei etwa 5°C Temperaturdifferenz zwischen Wärme- und Kühlzone ein, und der Rückfluß nach der Kondensierungsphase erfolgt durch eine kapillare Innenwandstruktur. Diese Heat-Pipes haben eine maximal zulässige Betriebstemperatur von 200°C.

Nanotechnik

IBM-Forscher in Rüschlikon bei Zürich entwickeln im Jahr 1998, wie sie meinen, die erste Maschine der Welt, die Wärmeenergie vollständig in mechanische Energie umwandeln kann – was den physikalischen Gesetzen zufolge ja immerhin seit vielen Jahrzehnten als ‚nicht machbar’ galt.

Allerdings mißt diese Maschine nur ein millionstel Millimeter und besteht aus einem einzigen Molekül.

Die Nanotechnik spielt aber auch in anderen Bereichen der thermischen Energieumwandlung eine zunehmend breitere Rolle, z.B. in Form von Kohlenstoff-Nanoröhrchen, die in diesem Kapitel schon mehrfach erwähnt wurden. Siehe dazu unter Wärme im Kapitel Micro Energy Harvesting.

Der Thermal Chip

Die Entwicklungsfirma Eneco Inc. am Forschungspark der University of Utah in Salt Lake City gibt 2005 bekannt, daß man mit dem Thermal Chip einen Halbleiter-Energiewandler erfunden und patentiert habe, der mit einem Wirkungsgrad bis 50 % Wärme direkt in Elektrizität umwandelt – beziehungsweise umgekehrt angelegten Strom in Kälte bis minus 200°C.

Die erreichte Energiedichte sei bereits jetzt schon fünf mal so hoch wie die von Lithium-Ionen-Batterien. Bei einer Speisetemperatur von 300°C liefert das auf den Chips ‚gepackte’ neue Material 9 W/cm².

Der Thermal Glider

Das Konzept des Thermal Glider ist so interessant, daß ihm ein eigener Absatz gebührt.

Die Idee wird erstmals in den 1980er Jahren von Doug Webb, ehemaliger Forschungsspezialist der Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) und späterer Gründer der Webb Research Corp., aufgebracht. Sein Partner, der WHOI-Ozeanograph Henry Stommel, veröffentlicht dann 1989 in der Zeitschrift Oceanography einen Artikel über eine (noch fiktive) Flotte von Webbs Gleitern, die selbständig durch den Ozean schaukeln. Webb und Stommel nennen die Fahrzeuge Slocum-Glider – in Erinnerung an Joshua Slocum, den ersten Menschen, der die Welt im Alleingang umsegelt hat (1895 – 1898).

Zum Antrieb nutzt der 2 m lange Gleiter ausschließlich die Temperaturdifferenzen in verschiedenen Meerestiefen. In den wärmeren Oberflächenwassern schmilzt Wachs, das sich in Röhren in seinem Inneren befindet, dehnt die Röhren und treibt damit mechanisch interne Pumpen an, die durch das Umpumpen von Öl von einer Tankblase im Inneren zu einer außen angebrachten den Auftrieb des Schwimmkörpers verändern. Im kühleren Tiefenwasser kehrt sich der Prozeß um, so daß sich der Gleiter im ständigen Auf und Ab durch den Ozean bewegt. Damit wird für den Antrieb eine praktisch unbegrenzte Energiequelle angezapft, so daß die Gleiter rund um die Uhr in allen Wetterbedingungen arbeiten können. Seitliche Tragflächen sorgen für die gerichtete Bewegung nach oben oder unten, während eine senkrechte Seitenflosse und ein Ruder die horizontale Lenkung kontrollieren.

Nach frühen Tests vor den Bahamas Anfang 2003 wird im Dezember 2007 der Prototyp des ersten Roboterfahrzeugs vor der Küste von St. Thomas im Karibischen Meer zu Wasser gelassen um Umweltdaten zu sammeln. Theoretisch könnte es ewig weiterfahren, allerdings laufen die Meßcomputer und Sendegeräte an Bord derzeit noch mit herkömmlichen Batterien, was alle paar Monate einen Wartungsstopp erfordert. Ansonsten kommt der autonome Gleiter nur gelegentlich an die Wasseroberfläche, um per GPS seine Position zu korrigieren und seine Datensammlung über Satellit zu funken.

Bis April 2008 gleitet das Unterwasserfahrzeug ununterbrochen mehr als 75 mal durch das 4.000 m tiefe Meeresbecken zwischen St. Thomas und St. Croix, wobei es insgesamt über 1.600 nautische Meilen (3.000 km) zurücklegt.

Das von Dave Fratantoni (WHOI) und Roy Watlington (Universität der Virgin Islands) geleitete Forscherteam arbeitet nun daran, den Strombedarf der Instrumente zu verringern und gleichzeitig auch einen Teil der thermischen Energie direkt in elektrischen Strom umzuwandeln, um die Energieversorgung des Gleiters komplett autonom zu gestalten. Die Meßgleiter können unterschiedlichste Sensoren tragen und Informationen zu Salzgehalt und Temperaturen der jeweiligen Meeresumgebung liefern, aber auch zu ihrer biologischen Aktivität. Da Motorgeräusche entfallen, eignen sie sich auch ideal für akustische Untersuchungen unter Wasser.

Die Vision von Fratantoni und Kollegen umfaßt eine ganze Flotte der thermischen Gleiter, welche die subtropischen Regionen des Nordatlantiks erforschen und möglicherweise wesentliche Hinweise auch zur Klimaveränderung liefern könnten.

Ähnlicher Gleiter, die allerdings ohne eigene Energieversorgung auskommen müssen, sind beispielsweise der 2001 von Wissenschaftlern des Scripps Institute und des WHOI entwickelte Spray, sowie der Liberdade class flying wing glider, den 2004 die US-Navy baut.

In diesem Zusammenhang sei auch auf die 2016 von Yi Chao gegründete Firma Seatrec Inc. mit Sitz im kalifornischen Vista hingewiesen, da diese mit der Finanzierung durch private Investoren, staatliche Zuschüsse und Industrieverträge ebenfalls einen Schwimmer für die Unterwasserforschung entwickelt hat, der ausschließlich durch die Temperaturunterschiede des Ozeans angetrieben wird.

Die Kerntechnologie, die Phasenwechselmaterialien (PCM) nutzt, um Energie aus den natürlichen Temperaturunterschieden zu gewinnen, stammt vom NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA und dem California Institute of Technology (Caltech). Das ungiftige Material dehnt sich bei Temperaturschwankungen aus bzw. zieht sind zusammen – und diese Volumenveränderungen werden zur Stromerzeugung genutzt.

Ausgehend von dem visionären Prototypen SOLO-TREC (o. SOLOTREC) aus dem Jahr 2009, dessen Datenerfassung 18 Monate lang im Meer vor der Küste Hawaiis mehr als 1.000 Tauchgänge bis zu einer Tiefe von 500 m umfaßte, entwickelt die aus dem JPL ausgegliederte Seatrec die thermische Energietechnologie weiter. Das Patent, um PCMs zur Umwandlung des Temperaturunterschieds in Strom zu nutzen, war bereits 2008 angemeldet worden (US-Nr. 7.987.674, erteilt 2011).

Ende 2016 schließt die Seatrec eine Seed-Finanzierungsrunde ab, um die sogenannte TREC-Batterie (Thermal RECharging) zur Stromversorgung von Unterwasserrobotern weiterzuentwickeln.

Im Jahr 2019 bringt die Firma ihr erstes kommerzielles Produkt namens Navis SL-1 auf den Markt, das mit einem Sea-bird Navis-Schwimmer gekoppelt ist.

Das neuste Produkt im Jahr 2021 ist der infiniTE-Schwimmer, der das patentierte Energiesystem zu einem vertikal integrierten Schwimmersystem kombiniert, das in der Lage ist, auch Sensoren mit hohem Stromverbrauch wie Echolote und Hydrophone zu unterstützen. Daneben wird an einer Unterwasserladestation für propellergetriebene Gleiter mit großer Reichweite gearbeitet.

Der Stirling-Motor

Über den Stirlingmotor berichte ich ausführlich im Kapitel Solarenergie (s.d.), da er hauptsächlich in Verbindung mit Dish-Systemen eingesetzt wird.

Weitere WÄrmeenergie-Systeme

In dem deutschen Magazin Hobby wird Anfang 1983 darüber berichtet, daß Techniker der Firma Krupp-Widia ein Laufrad hergestellt haben, das ähnlich den o.g. Nitinol-Laufrädern durch einen Temperaturunterschied in Bewegung gesetzt wird – wobei dies hier allerdings über einen magnetischen Effekt erreicht wird.

Die genutzten Magnetwerkstoffe sind Thermopern und Koermax. Thermopern ist eine Eisen-Nickel-Legierung, die bei 70°C unmagnetisch wird, während Koermax aus Kobalt und einem Seltenerdmetall besteht und sich nur schwer entmagnetisieren läßt. Der Aufbau besteht aus einem 2 mm dicken Reifen aus Thermopern, der um ein Aluminium-Rad herumgelegt ist. Oben sitzt ein Dauermagnet aus Koermax. Nun wird mittels einem 60 W Strahler eine Stelle des Rades auf 70°C erwärmt, wobei der Reifen kurz vor dem Dauermagnet entmagnetisiert wird. Da der Reifen und der Magnet entgegengesetzt gepolt sind, stoßen sie sich ab. Das Rad bekommt einen Stoß, worauf sich die entmagnetisierte Stelle in Richtung Magnet dreht und abkühlt – womit der Zyklus erneut beginnen kann.

Im Jahr 2008 stellt der Erfinder Lloyd Tanner ein Gerät vor, das mittels Reibungswärme Wasser zum kochen bringt und Dampfdruck erzeugt. In seinem Prototyp pressen zwei Eichenholzblöcke gegen eine Metallplatte, die von einem Elektromotor gedreht wird. Die radförmige Platte wird bald so heiß, daß sie in einem Boiler Dampf macht, der einen Generator zur Stromerzeugung antreibt. Ich kann mir allerdings nicht vorstellen, daß diese Wärmeerzeugungsmethode besonders effizient ist.

Ein wenig erinnert diese Erfindung an ein Konzept, von dem das US-Magazin Modern Mechanix in seiner Ausgabe vom Dezember 1933 berichtet. Der Motor, der nur von einem einzigen Gummiband betrieben wird, ist ein Exponat der Chicago Century of Progress Exposition. Er bezieht seine Energie aus Wärme, die auf das Gummiband gerichtet wird, beispielsweise aus Solarwärme (wie schon damals angedacht wurde!).

Die Vorrichtung besteht aus einem elektrischen Heizer auf jeder Seite eines vertikalen Trägers, auf dem ein gewöhnliches Pendel schwingt. Das eine Ende des Gummibandes ist in der Nähe der Oberseite des Trägers, und das andere an dem unteren Ende des Pendels befestigt. Der Motor wird durch Einschalten des Stroms und Anstoß des Pendels gestartet. Wenn das Pendel das Ende seines Ausschlags erreicht, ist das Gummiband um etwa 300 % gestreckt und befindet sich direkt vor einer der Heizungen. Die Hitze bewirkt, daß sich das Gummi zusammenzieht und das Pendel zu einer weiteren Schaukelbewegung veranlaßt. Dabei kommt das Gummiband durch den Schatten des Schildes, wird abgekühlt und ermöglicht dem Pendel in Richtung der anderen Heizvorrichtung auszuschwenken. Leider gibt es keine weiteren Details darüber, auch nicht, ob die Bewegung des Pendels irgendeine nützliche Arbeit verrichten konnte.

Aus dem Jahr 1979 stammt das US-Patent (Nr. 4.143.639) von Eugene Fernette, das eine Reibungswärme-Maschine beschreibt, die diese Wärme durch zwei sich drehende Zylinder erzeugt, zwischen denen sich Öl befindet. Ein ähnliches Patent stammt von Eugene Perkins aus dem Jahr 1984 (US-Nr. 4.424.797), und es gibt noch viele weitere.

Möglicherweise kann diesen auch eine Innovation von Peter Davay aus Christchurch, Neuseeland, zugeordnet werden, der diese 1944 in seiner Heimat patentieren läßt. Die Modelle seiner AC Heater (oder sonic boiler) bestehen anfangs aus unterschiedlich großen Glocken von Fahrradklingeln, die zusammenmontiert zum Vibrieren mit 50 Hz gebracht werden – und dabei extrem viel Wärme erzeugen sollen.

2008, inzwischen im Alter von 92 Jahren, ist der Erfinder allerdings immer noch am experimentieren.

Wesentlich praktischer ist in meinen Augen der Ansatz des japanischen Designers Kiyoe Hamada. Sein Onsui (Warmwasser) ist für Opfer in Katastrophengebieten gedacht, die oftmals der Wärme bedürfen. Das Gerät erzeugt Wärme ohne Feuer: Man muß nur Wasser in den Onsui gießen, ein bißchen warten, und kann dann heißes Wasser daraus ausgießen. Kern des Ganzen ist eine auswechselbare Heizpatrone, welche durch die Hydratation von Wasser und ungelöschtem Kalk (Calciumoxid) funktioniert.

Im September 2007 lese ich erstmals von einem Wärmesystem britischer Wissenschaftler einer Firma namens Ecowatts in Lancing, West Sussex, das als ‚Wunderrohr’ durch die Presse geht. Grundlage soll eine elektrisch angestoßene Katalyse von Wasser, Pottasche und einem geheimen Katalysator auf Basis von Chrome sein, deren Hitze anschließend über einen Wärmetauscher an das Brauch- und Heizungswasser abgegeben wird. Dabei soll die sogenannte thermal energy cell, an der seit fast 10 Jahren gearbeitet wird, weit mehr Wärmeenergie abgeben, als sie zu ihrem Betrieb verbraucht. Die Idee soll auf den irischen Erfinder Christopher Robert Eccles zurückgehen, der 1998 mit Firmenchef Paul Calver zusammentraf.

Auch die Macher des Geräts können noch nicht genau erklären, wie die Sache funktioniert, doch von unabhängigen (und skeptischen) Wissenschaftlern durchgeführte Prüfungen ergeben, daß das 30 cm lange und 5 cm durchmessende Rohr tatsächlich weit mehr Wärmeenergie abgibt, als die eingespeiste elektrische Energie implizieren würde. Jim Lyons von der University of York mißt einen Überschuß von 150 % bis 200 %. Die Forscher glauben daher, auf eine bisher unbekannte Quelle von Energie gestoßen zu sein, deren Reservoir in einer sub-atomaren Ebene innerhalb der Wasserstoffatome des Wassers liegt. Man hofft nun, innerhalb von anderthalb Jahren ein marktfähiges Produkt für Haushalte zu haben. Immerhin hat das Unternehmen bereits 1,4 Mio. £ investiert. Als geplanter Verkaufspreis werden 1.500 £ bis 2.000 £ genannt. Bislang ist davon aber noch nicht zu sehen.

Anfang 2011 erfahre ich das erste Mal etwas über die sogenannte Non-Inertive-Feedback Thermofluidic Engine (NIFTE), ein patentiertes Gerät zum Pumpen von Flüssigkeiten und/oder Gasen, die über eine relativ geringe Temperaturdifferenz betrieben wird. Die Entwicklung der 2006 gegründeten Firma Thermofluidics Ltd. im Oxford University Science Park basiert auf den mehr als zehn Jahre langen Arbeiten von Mark Bryant und Tom Smith über angewandte Thermofluide, für die es auch Auszeichnungen wie den Graduate of the Year Award 2004 gab. Als Einsatzgebiete werden solarbetriebene Wasserpumpen für Bauern in der 3. Welt genannt, die mit billiger Solarthermie (Warmwasser) statt mit teuren Solarzellen arbeiten, sowie Wasserzirkulation- und Heizungssysteme.

Die NIFTE-Pumpe ist ein leistungsstarker Thermofluid-Oszillator, der die geringe Temperaturdifferenz zwischen seiner Wärmequelle und dem Kühlkörper ohne, oder mit nur sehr wenigen mechanisch bewegten Teilen und ohne jeden Stromverbrauch in mechanische Kraft umsetzt. Statt dessen besitzt die Pumpe Flüssigkeitskolben, die sich aufgrund von Druckschwankungen auf und ab bewegen, welche durch das Sieden und die Kondensation einer Betriebsflüssigkeit verursacht werden.

Das Unternehmen wird im März 2010 vom Carbon Trust Incubator und dem SDSU - Aztec Business Alliance Förderprogramm in San Diego unterstützt. In Kombination mit neuen Beteiligungen ermöglicht dies Thermofluidics, bis Juli 5 Prototypen ihrer solarbetriebenen Wasserpumpen herzustellen und für Vorfeldversuche in Devon bereitzustellen. Später sollen Feldversuche in der Landwirtschaft in Brasilien, Indien, Äthiopien, Kalifornien und entweder Portugal oder Spanien stattfinden. Die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten erfolgen in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern und Studenten der Kryotechnik Gruppe an der Universität Oxford und dem Imperial College.

Bei einer Demonstration im Juli 2011 wird eine skalierbare NIFTE-Pumpe gezeigt, die mit einem Wärmeeintrag von 1 kW eine Fließgeschwindigkeit von 1.300 Litern pro Stunde erreicht. Thermofluidics hofft, die Pumpen mit ihrer größerer Effizienz als alle bekannten Vorgänger zu einem Preis von 50 £ pro Stück auf den Markt bringen zu können.

Durch Fördermittel aus dem Public Interest Energy Research Program der California Energy Commission wird ferner die Entwicklung eines Hydraulischen Widders auf Grundlage der NIFTE-Pumpe finanziert, der auf dem Mongolfier-Modell dieser Technologie beruht (die ich ausührlich im Kapitel Wasserenergie unter Wellenenergie beschreibe, s.d.). Mit der High Pressure Double Acting Hydraulic Ram pump (DAHR pump) soll Wasser aus einer Tiefe von bis zu 100 m heraufgepumpt werden können. Ein Prototyp wird im März 2011 erfolgreich getestet. Außerdem schließt Thermofluidics erfolgreich eine erste Finanzierungsrunde ab, die 400.000 £ einbringt.

Im November 2011 ist Thermofluidics eine der ausgewählten Firmen des LAUNCH: Energy Wettbewerbs, der als globale Initiative von der NASA, der U.S. Agency for International Development (USAID), dem U.S. Außenministerium und der Firma NIKE Inc. lanciert wird.

Bereits im Juni 2011 wird gemeldet, daß Forscher der Universität von Minnesota um Prof. Richard James eine revolutionäre Metalllegierung entwickelt haben, die durch die Kombination verschiedener Elemente auf Atom-Ebene erzeugt wurde. Unter Wärmezufuhr ‚transformiert’ sich die Multieisen-Legierung Ni45Co5Mn40Sn10 von einem festen Zustand in einen anderen festen Zustand, wobei eine Veränderung in den magnetischen Eigenschaften des Materials stattfindet, die zur Energieerzeugung genutzt wird.

So wird demonstriert, daß das eigentlich nicht magnetische Material schon bei geringer Wärmezufuhr zu einem hochmagnetischen Material transformiert, wodurch in einer umgebenden Spule Strom erzeugt werden kann. Zwar geht ein Teil der Wärmeenergie in einem als Hysterese bezeichneten Prozeß verloren, doch die Forscher haben bereits ein Verfahren zur Minimierung dieses Energieverlusts entwickelt. Die Arbeiten sind sehr vielversprechend, weil damit eine völlig neue Methode zur Energieumwandlung präsentiert wird, die es zuvor noch nie gegeben hat. Besonders interessant ist dabei der geringe Temperaturunterschied, der die Legierung von dem einen in den anderen Zustand transformieren läßt.

Mindestens seit 1995 wird an einer einfachen, effizienten und kostengünstigen Vorrichtung namens Monothermal gearbeitet, die aus einem mehrschichtigen Laminat besteht und ebenfalls Umweltwärme nutzt um Strom zu erzeugen. Die Technik ist tatsächlich sehr einfach: Auf einem Träger aus Aluminium/Magnesium befindet sich eine Chromoxid-Schicht, gefolgt von einer Lage Phosphor und abgedeckt von Kupfer. Dazu kommt noch Polyvinylacetat als polymeres Bindemittel.

Als mir die Technologie erstmals Mitte 2011 begegnet, wird sie als erprobt, patentiert und anwendungsbereit beschrieben. Die unglaublich einfache Konstruktion nutzt gängige Werkstoffe und arbeitet in jeder Umgebung. Ihr Erfinder ist Walter Lovell, der die Eiterentwicklung und potentielle Vermarktung mittels seiner sinnig benannten Firma Lovell Patented Technology vorantreibt und eine Vielzahl weiterer Patente besitzt, die zum Teil auch schon erfolgreich kommerzialisiert worden sind, wie z.B. Dosenverschlüsse. Mit dem Monothermal scheint es aber noch zu dauern, denn von irgendwelchen Umsetzungen war bislang noch nichts zu hören.

Daß sogar das Löschen von Informationen Wärme erzeugt, wird Anfang 2012 von einem europäischen Forscherteam nachgewiesen, Bereits 1961 hatte der deutsch-amerikanische Physiker Rolf Landauer eine entsprechende These formuliert und begründet, die auf den Vorarbeiten von James Maxwell und später Leó Szilárd beruhte und die daraufhin den Namen Landauer-Prinzip erhielt: Wenn man in einem irreversibel arbeitenden Computer (und das sind bislang alle Rechner) ein Bit löscht, wird dabei eine Wärmemenge frei, die einem Entropiewert S=k*ln(2) entspricht.

Nun haben die Physiker ein mikroskopisches Single-Bit-System konstruiert, das per Laser zwischen seinen zwei Zuständen umgeschaltet wird. Dieses System unterwerfen sie einer Vielzahl von Löschvorgängen und messen die dabei im Mittel freigesetzte Wärme wobei sich zeigt, daß der Meßwert sich tatsächlich dem von Landauer gesetzten Limit annähert. Der Beweis der These war allerdings etwas kompliziert, denn bei Raumtemperatur erzeugt die Löschung eines Bits gerade einmal 3 x 10^-21 Joule.

Eine Meldung, die gut in dieses Unterkapitel paßt, stammt vom Mai 2012 und aus dem Georgia Institute of Technology, wo Wissenschaftler um Zachary Douglas eine 17 %-ige Steigerung der Effizienz beim Kochen erreichen – indem sie ein akustisches Feld einsetzen, um die Wärmeübertragung zu verbessern. Das akustische Feld tut dies durch das wirkungsvolle Entfernen von Dampfblasen aus der erwärmten Oberfläche sowie durch die Unterdrückung der Bildung eines isolierenden Dampffilm. Die Entfernung der Blasen wird verbessert, weil das akustische Feld Kapillarwellen in die Blase induziert, wodurch deren Berührungslinien kontrahieren und die Blase von der Oberfläche lösen.

Grenzen der WÄrmeenergie-Nutzung

Die theoretische Grenze bildet eigentlich erst der Absolute Nullpunkt mit seinen minus 273,15°C.

Bei Wärmepumpen hört die Wirtschaftlichkeit bei etwa plus 5°C Außentemperatur auf, andere Negativpunkte des derzeitigen technischen Produktniveaus wurden bereits genannt.

Isolierungen sind nur so lange sinnvoll, wie sie den Luftaustausch mit der Außenwelt nicht unterbinden und – wie leider sogar schon mehrfach vorgekommen – dadurch zum Erstickungstod führen.

Hierzu noch eine besondere Meldung. Im Oktober 2006 häuft sich die Kritik an der angeblich umweltbewußten Wärmedämmung. Durch verbilligte Kredite will die Regierung Hauseigentümer dazu bringen, Fassaden und Dächer dämmen zu lassen. Bis 2009 können insgesamt 6 Mrd. € als zinsverbilligte Darlehen über die Kreditanstalt für Wiederaufbau abgerufen werden. Eine neue Vorschrift wird die Eigentümer Anfang 2008 außerdem dazu zwingen, den Energieverbrauch der 18 Millionen Wohngebäude in Deutschland messen und in sogenannten Energiepässen erfassen zu lassen. Hier befürchtet man eine Abzocke durch inkompetente Energieberater, welche diese Energiepässe auszustellen haben. Bei einem Test des Bundesverbands deutscher Wohnungs- und Immobilienunternehmen errechneten die angeblichen Fachleute Werte, die um bis zu 60 % auseinanderlagen.

Der bayerische Architekt und Altbau-Spezialist Konrad Fischer kritisiert jedoch schon seit Jahren, daß die staatlich subventionierten Dämm-Arbeiten, die vor allem von der chemischen Industrie als Hersteller der Dämmstoffe Gewinn bringen, auch erheblichen Schaden anrichten können: „Unsere Häuser werden zu Tode gedämmt.“ Durch starke Dämmung von über 6 – 8  cm wird bei älteren Häusern oft die Luftzirkulation abgewürgt, Schimmelpilze wachsen und Holzbalken faulen. Die Dämmung von südwärts gelegenen Fassaden führt außerdem zu dem gegenteiligen Effekt – das natürliche Sonnenlicht und seine Wärme werden fern gehalten.

Ein weiterer Hinweis stammt vom November 2011 und betrifft die Styropor-Platten, die als Wärmedämmung von Fassaden verbaut werden. Reporter des NDR lassen an der Materialprüfanstalt Braunschweig ein Brand-Experiment durchführen, der einem simulierten Zimmerbrand entspricht. Das erschreckende Resultat: Die 160 mm dicken Dämmplatten aus Polystyrol, geschützt durch Armierung, Putz und Anstrich, ein sogenanntes Wärmedämmverbundsystem (WDVS), fangen so schnell Feuer, daß der Versuch bereits nach acht Minuten abgebrochen werden muß – während die Dämmung den Flammen eigentlich zwanzig Minuten hätte standhalten müssen.

Insgesamt gesehen bietet die Wärme unserer Umwelt ein unerschöpfliches Reservoir – wenn wir lernen, es intelligent zu nutzen. Eines der Systeme, denen ich eine besondere Wichtigkeit zubillige, die erneuerbare Wärme in Elektrizität umzusetzen, ist das in Teil D ausführlich dargestellte Synergetische Modell.

In diesem Teil C wenden wir uns nun dem umfangreichen Bereich der Wasserenergie zu.

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