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Studie

Strategische Optionen zur Dekarbonisierung und effizienteren Nutzung der Prozesswärme und -kälte

5. April 2018

Zusammenfassung und Ergebnisse

  • Prozesswärme und -kälte sind für über 20% des Endenergiebedarfs verantwortlich – sie gehören damit zu den größten Energieverbrauchssektoren in Deutschland. Nach Jahren der Stagnation nimmt der Prozesswärmebedarf in Industrie und Gewerbe seit 2014 wieder zu.
  • Lediglich knapp 6% der Prozesswärme werden heute durch erneuerbare Energien erzeugt.
  • Trotz der hohen Bedeutung der Prozesswärme und –kälte für die Energiewende ist bisher keine ausreichende Entwicklung zur Dekarbonisierung und effizienteren Nutzung erkennbar.
  • Mit der Solarthermie, Geothermie, Biomasse, (Groß-)Wärmepumpen sowie anderen strombasierten Formen der Wärmeerzeugung stehen verschiedene Technologien für die vollständige oder teilweise Dekarbonisierung vieler Prozesse bereit.
  • Das wirtschaftlich zu hebende Effizienzpotenzial allein im Brennstoffbereich der Industrie beläuft sich auf ca. 10% des gesamten aktuellen Prozesswärmebedarfs. Mit ansteigenden CO2- oder Energiepreisen wächst dieses Potenzial.
  • Nicht in den Betrieben nutzbare Abwärme sollte für Dritte nutzbar gemacht werden, z.B. durch Einspeisung in Fernwärmenetze. Mit Großwärmepumpen können dabei auch die bislang zu wenig beachteten Potenziale der Niedertemperatur-Abwärme genutzt werden.
  • Mit der Digitalisierung ergeben sich aus den neuen Möglichkeiten zur Messung, Steuerung und Vernetzung von Prozessen zusätzliche Effizienzpotenziale. Auf der Erzeugungsseite entstehen neue Märkte für die „klassischen“ erneuerbaren Technologien und neue Optionen an der Schnittstelle von Wärme- und Strommarkt.
  • Als strategische Option bieten sich im Niedertemperatur-Bereich (z.B. in der Nahrungsmittelindustrie) gute Möglichkeiten einer vollständigen Dekarbonisierung durch erneuerbare Energien und begleitende Effizienzmaßnahmen.
  • Bei Branchen mit mittleren Temperaturen (z.B. Chemieindustrie, Grundstoffverarbeitung Maschinenbau, Kfz) sollte zunächst auf eine Teil-Dekarbonisierung gezielt werden, bei der erneuerbare Energien in Kombination mit fossilen Energieträgern eingesetzt werden.
  • Um auch Hochtemperatur-Anwendungen zu dekarbonisieren, sind verstärkte F&E-Arbeiten nötig. Energieeffizienzmaßnahmen, verstärkte Abwärmenutzung und der Einsatz von Biomasse und Strom in Pilotprojekten können schon heute begonnen werden.
  • Um Dekarbonisierungs- und Effizienz-Technologien auf dem Prozesswärme-Markt zum Durchbruch zu verhelfen wird ein Maßnahmenpaket aus Energiesteuern, Energieeinsparverpflichtungen, Änderungen des Planungsrechts und finanziellen Anreizen vorgeschlagen. Durch den Umbau des Fördersystems für Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen in Richtung einer übergreifenden Effizienz- und erneuerbaren Wärme-Förderung sollen schließlich fairere Bedingungen für die verschiedenen Technologien geschaffen werden.

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