Morgenstadt - wie wir morgen leben

noch effizienter genutzt werden, indem man sie in neuartigen Wärmepumpen einsetzt. Gemeinhin sind uns heute Wärmepumpen bekannt, die mit Strom angetrieben werden: Umgebungswärme – zum Beispiel aus dem Erdreich oder der Außenluft – wird dabei in einem Kompressionsprozess auf ein höheres Temperaturniveau angehoben, das zur Beheizung von Gebäuden oder der Warmwasserbereitstellung ausreicht. Wärmepumpen können jedoch auch mit Wärme angetrieben werden, und zwar umso effektiver, je höher die Temperatur der Antriebswärme ist. Der mechanische Verdichter wird dabei durch einen thermischen Verdichter ersetzt. Entsprechend hohe Temperaturen zum Antrieb dieser Wärmepumpen werden bei der Verbrennung – beispielsweise von Erdgas – erreicht, weshalb man oft auch von Gas-Wärmepumpen spricht. „Wir gehen davon aus, dass auf Basis dieser Verfahren in wenigen Jahren aus einer Kilowattstunde Energie im Brennstoff – sei es Erdgas oder Biomasse – eineinhalb Kilowattstunden Heizwärme bereitgestellt werden können“, so Dr. Hans-Martin Henning vom ISE.
    Zur Versorgung mit Wärme gibt es also vielfältigste Möglichkeiten, und mit etwas Erfindungsgeist lassen sich auch ungewöhnliche Dinge realisieren: So entstehen derzeit im Neckarpark in Stuttgart, einem ehemaligen Kleingewerbegebiet, Wohnhäuser, die die Wärme des Abwassers zur Heizung nutzen. „Das rund 10 Grad kalte Abwasser wird in die Häuser geleitet, dort erhöht eine Wärmepumpe die Temperatur auf 30 bis 40 Grad“, sagt Hans Erhorn. „Man könnte das eigentlich auch ‚kalte Fernwärme‘ nennen.“ Im Sommer lässt sich das Abwasser natürlich auch zum Kühlen nutzen.
    In der Morgenstadt wird es wahrscheinlich weiterhin ganz normale Verbrennungsheizungen geben, vermutet Erhorn. Parallel dazu wird man Abwärme speichern und abrufen, wenn man sie braucht. Sind die Speicher – entweder chemische Verfahren oder Wassertanks – groß genug, kann man die Wärme sogar ganzjährig aufbewahren. „Künftig wird man zum Beispiel Blockheizkraftwerke rund um die Uhr laufen lassen, den Strom ins Netz einspeisen und die anfallende Wärme speichern oder an andere Verbraucher verteilen“, glaubt der Experte.
    Dass die Speicherung und sogar der Transport von Wärme mit Lkws eine Zukunft hat, daran glaubt auch Siegfried Egner vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart. „Man kann Wärme entweder mit Zeolith speichern oder mit chemischen Stoffpaaren“, sagt der Verfahrensingenieur. „Heute wird beispielsweise in Biogasanlagen 60 Prozent der Wärme einfach weggeworfen, die könnte man gut speichern. So ließen sich Wärme-Akkus bauen, die in einen Container passen. Man kann sie mit Abwärme aufladen und dort entladen, wo kurzfristig ein Gebäude geheizt werden muss.“ Zukünftig werden hier ganz neue Materialklassen noch große Effizienzsprünge ermöglichen. „Wir konnten kürzlich erstmals metall-organische Gerüstmaterialien entwickeln, die sich noch viel besser als die heute verwendeten Zeolithe für Wärmeanwendungen eignen. Damit lassen sich thermochemische Wärmespeicher, aber auch sehr effiziente Gas-Wärmepumpen und wärmegetriebene Kältemaschinen entwickeln“, so Dr. Stefan Henninger vom ISE.
    Wenn künftig Wärme und Strom in der Uhlandschule nachhaltiger und sparsamer verwendet werden, spielt auch die Beleuchtung eine große Rolle. Sie wird ebenfalls optimiert, natürlich ohne Einbuße an Komfort für die Schüler. Auch das hat Vorbildcharakter. Die Schüler werden so viel Tageslicht wie möglich bekommen, damit ihre Wachheit und Leistungsfähigkeit hoch ist. Die IBP-Experten wollen zu diesem Zweck Veränderungen an der Fassade vornehmen.
    Ganz wichtig ist aber noch ein weiterer Effekt: Die Luft in den Klassenräumen muss gut sein. Üblicherweise misst man das anhand des CO 2 -Gehalts: Je niedriger er ist, desto besser. In der Außenluft liegt er zwischen rund 330 ppm 68 (auf dem Land) und 700 ppm (in der Stadt). In Wohnungen und Büros sollte er nicht mehr als 1400 ppm ausmachen. Dass dieser Grenzwert weit überschritten wird, ist leider in deutschen Schulen oft unerfreulicher Alltag. „Wir maßen beispielsweise gleich nach der Pause, in der nichtgelüftet wurde, eine CO 2 -Konzentration von rund 2000 ppm, nach einer Unterrichtsstunde von 45 Minuten waren dann sogar 2400 ppm CO 2 erreicht“, sagt Viktor Grinewitschus. „Dass damit optimale Rahmenbedingungen für die Leistungs- und