Wo bleibt die erneuerbare Prozesswärme in der Industrie?

Energiewende ist weit mehr als nur die Stromversorgung von Haushalten mit erneuerbaren Energien. Wer 100 Prozent Erneuerbare Energien fordert, muss sich auch mit der Industrie beschäftigen. Kann die Industrie ihre Prozesswärme und Prozesskälte mit erneuerbaren Energien abdecken? Immerhin hat die Industrie einen Anteil von knapp 30 Prozent am Endenergieverbrauch in Deutschland. Die Prozesswärme macht sogar mehr als ein Fünftel des Endenergiebedarfs in Deutschland aus, mit dem größten Anteil für die Industrie. Daher ist es wichtig sich auch mit diesem Bereich zu beschäftigen. Das Potenzial zur Dekarbonisierung der Industrie ist vorhanden, wie ein Kurzgutachten des Hamburg Instituts für den Bundesverband Erneuerbare Energie (BEE) und die HANNOVER MESSE zeigt.

Bedeutung der Prozesswärme im gesamten Energieverbrauch

Mir geht es auch oft so, wenn ich mir Gedanken mache über erneuerbare Energien in der Wärmeversorgung, denke ich an Heizungen im Wohnungsbereich. Die Prozesswärme in der Industrie wird auch von anderen Akteuren kaum beachtet. So bezeichnet das Hamburg Institut die Prozesswärme als das Sorgenkind der Wärmewende. Wenn die Wärmewende das Sorgenkind der Energiewende ist, kann man sich vorstellen wie gering der Anteil der Erneuerbaren Energien im Bereich der Prozesswärme ist.

Zunächst noch einmal der Blick auf die Bedeutung der Prozesswärme im gesamten Wärmeverbrauch. Knapp 40 Prozent des gesamten Wärmebedarfs wird für die Prozesswärme in Deutschland benötigt, nach der Grafik „Energieverbrauch des gesamten EEV-Sektors für Wärmezwecke“ des Umweltbundesamtes. Über alle Sektoren hinweg machen Prozesswärme und -kälte 24 Prozent des Endenergieverbrauchs in Deutschland aus, so das BWMi. Alleine in der Industrie kommen Prozesswärme und -kälte auf einen Anteil von 67 Prozent.

Aktueller Stand der Erneuerbaren Energien für die Prozesswärme

Und jetzt zur Ernüchterung mal einen Blick auf den aktuellen Anteil von erneuerbaren Energien in den Bereichen Prozesswärme und Prozesskälte. Bei Strom freuen wir uns über 36 Prozent Erneuerbare Energien und bei Raumwärme jammern wir über 13 Prozent Erneuerbare Energien. Dann müssen wir der Prozesswärme eigentlich heulen. Da hängen wir seit Jahren zwischen vier und sechs Prozent fest.

Potenziale für mehr erneuerbare Prozesswärme sind vorhanden

Anders als bei der Raumwärme, mit einem Temperaturbereich zwischen 30 und 90 Grad Celsius, haben wir es bei der Prozesswärme mit unterschiedlichen Temperaturniveaus zu tun:

• Rund die Hälfte der Prozesswärme benötigt eine Temperatur von über 1.000 °C , z.B. in der Metallerzeugung
• ca. 27 Prozent der benötigten Prozesswärme hat eine Temperatur zwischen 500 und 1.000 °C
• ca. 15 Prozent der Prozesswärme benötigt eine Temperatur zwischen 100 und 500 °C
• und 10 Prozent der Prozesswärme kommt mit Temperaturen unter 100 Grad Celsius aus

Da sich die verfügbaren Technologien nicht großartig von der Raumwärme unterscheiden, sind die Möglichkeiten zum Einsatz von erneuerbarer Prozesswärme begrenzt. Denn bei einigen Technologien stehen wir vor Obergrenzen hinsichtlich der erreichbaren Temperaturen. Darauf hatte die DLR bereits vor zwei Jahren hingewiesen:

• Wärmepumpen < 100 Grad
• Hydrothermale Geothermie: zwischen 140 und 300 Grad
• Solarthermie < 75 Grad
• konzentrierender Solarthermie (CSP) > 500 Grad
• Biomasse/ Biogas ca. 500 Grad

Das Hamburg Institut sieht es optimistischer mit großen Potenzialen zur Integration erneuerbarer Energien in allen Industriezweigen, von der Nahrungsmittelproduktion über die Chemie bis zur Metallverarbeitung. Relativ einfach ist der untere Temperaturbereich zu erschließen. Dort ist eine vollständige Dekarbonisierung möglich, mit dem Einsatz von Solarthermie, Wärmepumpen und Geothermie. Hinzu kommt noch die bisher nicht betrachtete Nutzung von Abwärme.

Schwieriger wird es mit der Dekarbonisierung im mittleren und hohen Temperaturbereich. Dort sieht das Kurzgutachten eine Lösung mit Biomasse und synthetischen EE-Trägern, bzw. eine Kombination mit fossilen Energien. Weitere Potenziale sehen sie in Energieeffizienz, Abwärmenutzung und Sektorenkopplung.

Und ganz schwierig ist die Dekarbonisierung der Hochtemperatur-Prozesswärme. Das Gutachten sieht in diesem Bereich noch Forschungsbedarf für veränderte Prozesse und den Einsatz von Erneuerbaren Energien. Denkbar ist der Einsatz von Biomasse und Strom aus Erneuerbaren Energien, sowie die verstärkte Nutzung der Abwärme.

Wege zur Dekarbonisierung der Prozesswärme

Ohne das Ziel der Dekarbonisierung kommt man nicht voran. Aber wie kommen wir in dem Bereich der Prozesswärme voran, wie können wir mehr Erneuerbare Energien in der Industrie einsetzen?

Das Kurzgutachten sieht eine CO2-Bepreisung und weitere Maßnahmen, wie energieorientiertes Planen und Bauen, sowie eine verbesserte Förderung als Mittel für schnelle Erfolge. Als Unterstützung sehen sie auch eine konsequente Umsetzung der EU-Energieeffizienzrichtlinie.

„Da mehr als 20 Prozent des deutschen Endenergieverbrauchs auf industrielle Prozesse zum Wärmen und Kühlen fallen, liegt hierin ein maßgebliches Potenzial gleichermaßen für die Innovation und den Klimaschutz“, sagt BEE-Geschäftsführer Dr. Peter Röttgen

Dazu ist ein Mindestpreis für Zertifikate im Emissionshandelssystem notwendig, die Reform ist dafür noch nicht hinreichend. Für Prozesse außerhalb des Emissions-Handelssystems ist eine höhere Besteuerung von fossilen Brennstoffen erforderlich. In der Förderung gibt es laut Kurzgutachten noch viele Möglichkeiten. Dazu gehören einheitliche Ansprechpartner, Verkürzung von steuerlichen Abschreibungszeiträumen und Ausfallbürgschaften für Energiedienstleister.

Eine weitere wichtige Maßnahme wäre die konsequente Umsetzung der EU-Energieeffizienzrichtlinie. Bislang nimmt Deutschland die Ausnahmemöglichkeit von den Einsparverpflichtungen in Anspruch. Dies bedeutet, dass Händler von fossilen Brennstoffen die Verpflichtung haben bei ihren Kunden Einsparmaßnahmen umzusetzen. In diesem Zuge könnten auch Primärenergieeinsparungen durch Erneuerbare Energien als  Effizienzmaßnahmen zugelassen werden.

Als letzte Maßnahme nennt das Gutachten das Planungsrecht. Eine energieorientierte Raum- und Bauleitplanung könnte hilfreich sein, wie auch die Überarbeitung von Regionalplänen oder lokalen Bebauungsplänen.

Erneuerbare Prozesswärme auf der Hannover Messe?

Die Technologien für erneuerbare Prozesswärme gibt es, doch noch fehlt es an dem Willen diese auch einzusetzen. Ich bin gespannt, ob wir auf der Hannover Messe Ende April Beispiele, Produkte oder Technologien für den Einsatz der erneuerbaren Prozesswärme sehen werden. Davon möchte ich mich selbst überzeugen, dieses Gutachten weckt zumindest die Erwartung.

„Mit der HANNOVER MESSE bieten wir eine ideale Plattform, um neue Marktchancen zu diskutieren, die die Dekarbonisierung von Industrie und Gewerbe Unternehmen bietet. Unternehmen werden so unabhängiger von Rohstoffimporten, flukturierenden Preisen für fossile Energieträger und verbessern gleichzeitig ihre Klimabilanz“,  Benjamin Low, Global Director Energy bei der Deutschen Messe AG.

Kurzgutachten Erneuerbare Prozesswärme

• Download: Kurzgutachten des Hamburg Instituts: Strategische Optionen zur Dekarbonisierung und effizienteren Nutzung der Prozesswärme und -kälte
• Infografik: Fahrplan zur Dekarbonisierung der Prozesswärme
• Präsentation des Hamburg Instituts: Vorstellung des Kurzgutachtens zur Dekarbonisierung der Prozesswärme
• Pressemitteilung des BEE: Großes Potenzial für Erneuerbare Energie in der Industrie