Industrielle Abwärme aus Produktions- und anderen Prozessen lässt sich auf zwei Wegen nutzbar machen. Über den Organic Rankine Cycle (ORC) wird sie in Strom umgewandelt, über industrielle Wärmepumpen in höhertemperierte Prozesswärme. Beide Verfahren senken Kosten und unterstützen die Dekarbonisierung der Industrie, weshalb die Abwärmenutzung als weitgehend unerschlossene Energiequelle gilt.
Während die Technik in einzelnen Branchen bereits im Einsatz ist, bleibt das Potenzial erheblich. In einer Fachdiskussion ordneten Vertreter aus Industrie, Verbänden und Forschung ein, in welchen Sektoren sich die Abwärmenutzung heute rechnet und welche Rahmenbedingungen über ihre weitere Verbreitung entscheiden.
Vom ORC-Strom zur Prozesswärme aus der Wärmepumpe
Der Organic Rankine Cycle wandelt Abwärme in elektrische Energie um. Matt Curry von ICE Thermal Harvesting berichtete, dass Kunden dieses Prinzip zunächst für zu gut hielten, um wahr zu sein; tatsächlich funktioniere es, senke Kosten und helfe der Industrie bei der Dekarbonisierung. Für Hans Korteweg von COGEN Europe handelt es sich bei der Abwärme um eine bedeutende, bislang kaum genutzte Energiequelle.
Als effizientesten Weg der Abwärmenutzung bezeichnete Jozefien Vanbecelaere von der European Heat Pump Association die industrielle Wärmepumpe. Aus jeder Einheit Abwärme lassen sich damit drei bis fünf Einheiten höhertemperierte Prozesswärme gewinnen. Besonders groß sei das Potenzial in Branchen wie der Papier- und Zellstoffindustrie sowie der Lebensmittel- und Getränkeproduktion, in denen ein großer Teil der Prozesswärme unter 200 Grad Celsius liegt.
Wo sich die Abwärmenutzung heute rechnet
Die Abwärmenutzung gewinnt bereits an Dynamik. Marco Astolfi vom Politecnico di Milano verwies auf 730 Projekte zur Abwärmerückgewinnung mit ORC-Technologie, die in Sektoren von Verbrennungsmotoren über Geothermie und Biomasse bis hin zu Chemie und Zement zum Einsatz kommen. Bei den Wärmepumpen sind in Europa derzeit rund 7 TWh installierter Leistung in Betrieb, ein Wert, der sich nach Angaben von Jozefien Vanbecelaere um mehr als das Hundertfache steigern ließe.
In Hochtemperaturprozessen wie der Zementherstellung ist die ORC-Technologie bereits integriert. Richard Aumann von ORCAN hob die Möglichkeiten in dieser Branche hervor, deren CO2-Emissionen sie als eigenes Land betrachtet hinter China und den USA an dritter Stelle rangieren ließen. Mirko Ferrari von Turboden nannte als Beispiel die Riyadh Cement Company in Saudi-Arabien, wo Abgas und heiße Luft aus dem Klinkerkühler aufgefangen und mittels ORC in Strom umgewandelt werden.
Kosten und Rahmenbedingungen entscheiden über die Verbreitung
Über die weitere Verbreitung der Abwärmenutzung entscheiden vor allem die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen. Die Kostenfrage kam in der Diskussion mehrfach auf. Fabio Bernareggi von CTP sah einen unterstützenden finanziellen Rahmen als notwendig an, um die Technologien breiter zum Einsatz zu bringen.
Für die industriellen Wärmepumpen rückt dabei der Strompreis in den Vordergrund. Aus Sicht von Jozefien Vanbecelaere und der European Heat Pump Association ist der Umgang mit den Stromkosten entscheidend dafür, ob sich die Technologie in der Breite durchsetzt.
Ausgerichtet wurde die Diskussion im Rahmen der Heat-BIG-Reihe der European Heat Pump Association, moderiert von Jozefien Vanbecelaere und Piero Colonna von der Technischen Universität Delft und unterstützt von Turboden.
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