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250 Jahre Dampfmaschine : Watt für ’ne Erfindung

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Im Technoseum steht eine der wenigen Dampfmaschinen in Deutschland, die noch mit Dampf betrieben werden kann. Bild: Daniel Vogl

Elektromotoren und Turbinen haben die Dampfmaschine verdrängt, was ihre Bedeutung als Treiber der Industrialisierung nicht schmälert. Vor 250 Jahren wurde Patent 913 erteilt.

          In den Kellern unserer Häuser stehen Heizkessel. Autos brauchen sie nicht. Auch an kalten Wintertagen ist es nach kurzer Zeit bereits wohlig warm auf den Sitzen. Elektrisch betriebene Ventilatoren pusten die von Wärmetauschern den Abgasen und dem Kühlwasser entlockte, in verträgliche Heizwärme gewandelte Abfallwärme ins Innere der Karossen. Davon gibt es reichlich. Denn mit Wirkungsgraden um 40 Prozent sind Verbrennungsmotoren keine Musterknaben. Über die Hälfte der in die Tanks gefüllten Kilowattstunden in Form von Diesel oder Benzin bleibt ungenutzt, was immer wieder Ingenieure auf den Plan ruft: Nur so richtig zünden wollten ihre Ideen nicht.

          Das gilt für die vor ziemlich genau zehn Jahren von der Berliner Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr entwickelte Zero Emission Engine als auch für den Turbosteamer von BMW. Nicht viel besser ist es dem vom Familienkonzern Voith in Heidenheim erdachten Steam-Trac ergangen, der, weil wenig erfolgreich, 2014 in ein Management-Buy-out ausgegliedert wurde. Seit einigen Monaten kümmert sich nun die Nova Engine GmbH in Ulm um diese mittlerweile unter der Bezeichnung Steam-Box angebotene Dampfmaschine.

          Und es handelt sich dabei tatsächlich um eine Dampfmaschine. Als Arbeitsmedium nutzt sie Wasser, das für den Prozess erst einmal von einer Speisewasser-Pumpe ordentlich unter Druck gesetzt wird, um anschließend von einem im Abgasstrang eines Stationärmotors (etwa eines Blockheizkraftwerkes) integrierten Wärmetauschers auf Temperatur gebracht zu werden. Es entsteht Dampf, überhitzter Dampf, der im Herz der Steam-Box, einer Hubkolbenexpansionsmaschine, entspannt. Dabei entsteht mechanische Energie, die in den Verbrennungsmotor eingekoppelt werden oder über den Umweg eines Generators als Strom ins Netz eingespeist werden kann.

          Das klingt verlockend. Ist es grundsätzlich auch, hat aber den Nachteil, dass der apparative Aufwand hoch ist, mit dem das Mehr an Ausbeute etwa eines Biogasverstromers von fünf bis acht Prozent erkauft wird. Ohne eine Bezuschussung durch Segnungen aus dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) ist der Betrieb kaum rentabel. Mit der Deckelung der Leistung installierter Biogasanlagen und dem Wandel von vorgegebenen Vergütungssätzen zu einem Ausschreibungsmodell ist die Situation für Abwärmenutzer nicht einfacher geworden. Es ist also kein Wunder, dass vom Steam-Trac beziehungsweise der Steam-Box bis heute erst rund zwei Dutzend verkauft wurden. Welche Marktchancen sich diese Technik erobern kann, ist schwer einzuschätzen.

          Die Kontrolleinheit der Dampfmaschine. Bilderstrecke

          Der Fortschritt ist mitunter eine Schnecke. Das war früher nicht anders. So hat es rund ein halbes Jahrhundert gedauert, bis Anfang des achtzehnten Jahrhunderts die Dampfmaschine in England reüssierte. Das hatte mehrere Gründe. Unterschiedliche Systeme konkurrierten miteinander. Die Erfinder standen im harten Wettbewerb zueinander. Auch vertraute man lange erprobten Techniken. Das galt vor allem für den britischen Steinkohlebergbau, der um 1630 jährlich 1,5 Millionen Tonnen Kohle zutage förderte. Dabei war man immer tiefer in den Boden eingedrungen und hatte Teufen von 300 Metern erreicht. Vor allem die Gefahr unkontrollierter Wassereinbrüche machte die Arbeit gefährlich. Anfangs holte man das Grubenwasser mit Handhaspeln und pferdegetriebenen Göpeln nach oben. Später wurden wassergetriebene Hebemaschinen eingesetzt, die Wasser mit Hilfe von Wasser heben konnten.

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