Strom aus Abwärme: Der thermoelektrische Generator von BMW
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Auch ist denkbar, dass der TEG in einen Katalysator integriert wird. Denn bei Umkehrung des Prozesses, also bei der Umwandlung von Strom in Wärme (Peltier-Effekt), könnte das Stromaggregat als Katalysatorheizung dienen, um die Emissionen beim Kaltstart zu verringern. Sobald das Abgas heiß genug ist, kann der Prozess umgekehrt werden, um damit Strom zu erzeugen.
Strom beim Bremsen und beim Gasgeben
Den TEG sieht BMW als ideale Ergänzung zur Bremsenergie-Rückgewinnung, wie sie bereits Bestandteil des EfficientDynamics-Pakets ist. Denn während diese im Schubbetrieb und beim Bremsen durch die in die Batterie eingespeiste zurückgewonnene Energie Verbrauchsvorteile erzielt, spielt der TEG seine Vorteile vor allem unter Last aus, oder wie es ein BMW-Sprecher formulierte, „wenn es am meisten Spaß macht, nämlich beim Gasgeben.
Auch Turbo-Steamer nutzt Abgaswärme
Der TEG ist nicht der einzige Ansatz von BMW zur Nutzung der Abwärme. Darüber hinaus könnte der so genannte Turbo-Steamer mechanische Energie erzeugen, ein Verfahren, das BMW bereits Ende 2005 erstmals vorgestellt hatte. In zwei Kreisläufen wird Flüssigkeit zu Dampf erhitzt, der nach dem Prinzip der Dampfmaschine für einen Zusatzantrieb genutzt werden kann. Primärer Energielieferant ist der Hochtemperaturkreis, der die Abgaswärme des Verbrennungsmotors nutzt. Dazu sind in der Abgasanlage zwei Wärmetauscher verbaut. Einer ist direkt nach dem motornahen Katalysator verbaut, der zweite ersetzt den Hauptschalldämpfer. Durch diese wird mit einer Pumpe Wasser gepresst. Selbst bei nur teilweise belastetem Motor erhitzt sich das Wasser durch die Abgastemperaturen auf bis zu 550 Grad Celsius. Damit könnten über 80 Prozent der im Abgas enthaltenen Wärmeenergie zurückgewonnen werden. Der Dampf strömt danach direkt in eine Expansionsmaschine, die mit der Kurbelwelle gekoppelt ist. In Laborversuchen konnte BMW Verbrauchsreduzierungen von bis zu 15 Prozent erzielen.
So frustierend der Blick auf die Wirkungsgrade von Verbrennungsmotoren auch sein mag, es gibt offensichtlich einige Möglichkeiten, die Verluste in einen Gewinn umzumünzen. Ein um 15 oder 20 Prozent besserer Gesamtwirkungsgrad wäre kein Pappenstiel – da ist den BMW-Entwicklern nur zu wünschen, dass sie ihre Forschung bald in Serienprodukte umsetzen können. (imp)