Als größte Energieverbraucher in Deutschland gelten die chemische Industrie, gefolgt von der Metallerzeugung und -bearbeitung und an dritter Stelle folgen Kokereien und Mineralölverarbeitung.

Diese Branchen stehen für rund 60 Prozent des nationalen Gesamtenergieverbrauchs. Aber gleichzeitig auch für eine gigantische Energieverschwendung. Denn die nach der Produktion verbleibende Abwärme wird typischerweise über einen Wärmetauscher gekühlt und verschwindet durch die Kühltürme in die Umwelt.

Abwärme ist wichtige Ressource

Dabei liegen im Anschluss an die Produktionsprozesse die Temperaturen in einem Bereich, der diese Wärme als günstige Ressource für die Energiegewinnung interessant macht.

Ohne Frage können Deutschlands große Industrien mit deren Erschließung einen bedeutenden Beitrag zur Dekarbonisierung und Klimaneutralität leisten. Hierzu müssen die Unternehmensführungen allerdings umdenken und ihr Selbstverständnis mit Blick auf Prozesswärme und Kühlung von einem Energievernichter zum Lieferanten wandeln.

Dafür ist auch Mut gefragt, denn die Investitionen sind hoch und die Laufzeiten der Projekte lang.

Anlagen für Nachhaltigkeit in der Großindustrie

Die Technologien hierfür stehen zur Verfügung. So kann die Energieumwandlung in Wärmepumpenanlagen mit Unterstützung unterschiedlicher Medien geleistet werden.

Über Wärmetauscher wandeln große industrielle Anlagen ihre Abwärme beispielsweise in Dampf. Dieser Dampf wird komprimiert und damit auf ein hohes Temperaturniveau gebracht.

Im nächsten Schritt wird er als Energie in die industriellen Prozesse zurückgeführt, vielleicht in Strom gewandelt oder auch über Fernwärmenetze verteilt.

Laut Hersteller lassen sich je nach Größe der Produktion und je nach energetischem Bedarf der Prozesse diese Anlagen nahezu beliebig skalieren.

Es ist die Aufgabe der Industrieunternehmen die Abwärmequellen und deren Potential zu identifizieren. Im nächsten Schritt beauftragen sie eine Machbarkeitsstudie, um dann eine maßgeschneiderte Anlage zur Rückgewinnung ihrer Energie zu erhalten.

Betreiber und Hersteller sprechen innerhalb eines Industriekomplexes über Installationen von der Größe eines halben Fußballfeldes.

Strategisches Unternehmensziel null Emissionen

Für das Management klingt dieses Konzept mit Wärmetauschern und Pumpen nicht nur technologisch schlüssig. Es lässt sich auch strategisch in die Unternehmensausrichtung einbauen.

Das wichtigste Argument ist Dekarbonisierung und Nachhaltigkeit. Wegen der hohen Energieeffizienz dieser Abwärmerückgewinnung geht das Unternehmen einen großem Schritt in Richtung Net-Zero.

Ein zweites Argument – die Kosten-Nutzen-Rechnung – zeigt, dass die Ausbeute der Anlage sehr hoch ist. Die Hersteller sprechen von einem „Coefficient of Performance“ von drei und mehr – die Wärmepumpe kann also mit einem kWh Strom mehr als drei kWh Wärme erzeugen.

Auf große industrielle Anlagen gerechnet, erwarten die Verantwortlichen zu 50°Megawatt Wärmeleistung. Mit der Nutzung von grünem Strom aus eigener Produktion machen sie den Betrieb der Anlage sehr günstig und beschleunigen den Return der Investitionen.

Weitere Faktoren, die es zu gewichten gilt, sind Zeit und Investitionen. Das Management muss bedenken, dass aufgrund der Größe der Anlagen und deren Komplexität die Entscheidungsprozesse lang sind.

Bis zu einer Anschaffung planen die Unternehmen mit ein bis zwei Jahren, Lieferung, Bau, Inbetriebnahme dauern dann noch einmal dieselbe Zeit.

Business Case: Fernwärme

Danach kann es aber sehr schnell gehen. Der CO₂–Fußabdruck für die angeschlossenen Prozesse geht unmittelbar in Richtung null. Und aufgrund der hohen Energieeffizienz wird sich die Anlage nach wenigen Jahren amortisieren.

Und sie bietet den Betreibern die Option in den Energiemarkt einzusteigen.

Denn hier explodieren die Investitionen in die Wärmeinfrastruktur. Die Fernwärme wird zu einer gefragten Energieform für das Heizen der Städte. Investoren suchen nach Dampf, den sie durch ihre Rohre leiten können.

Außerdem interessieren sich Industriekunden für den heißen Dampf aus den Abwärmesystemen – um damit wiederum ihre fossilen Brennstoffe zu substituieren.