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Weniger CO2-Verbrauch durch Synergien

Abwärme als klimaneutrale Energiequelle

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Wo Maschinen laufen, wird Hitze erzeugt – und das unvermeidbar. Wurde diese früher noch als „Verlustwärme“ bezeichnet, rückt sie nun immer mehr als sogenannte Abwärme in den Fokus. Dier Idee dahinter: Nutzen, was sowieso schon da ist und daraus möglichst klimaneutrale Wärme beziehungsweise Energie gewinnen. Eine Studie des EU gefördertes Projekt sEEnergies zeigt nämlich: Zwischen 25 und 100 Petajoule jährlich werden in Deutschland an industrieller Abwärme verschwendet – das entspricht dem Wärmebedarf von bis zu zwei Millionen Haushalten. In diesem Artikel beleuchten wir unter anderem, welche Voraussetzungen für deren Nutzung gegeben sein sollten und welche deutschen Projekte nachhaltige Pionierarbeit leisten.

Heizkörper in einer Wohnung – mit Abwärme beheizt, würde hier viel CO2 gespart werden.

Für die Abwärmenutzung kommen nicht nur öffentliche Gebäude in Frage – auch Privathaushalte könnten profitieren. (Foto: Patrycja Grobelny, pexels)

Industrie und Städte gleichermaßen gefordert

Um Energie in ein Nah- beziehungsweise Fernwärmenetz einzuspeisen, müssen entsprechende Leitungen vorliegen oder neu verlegt werden. Was erst einmal trivial klingt, stellt hochverdichtete urbane Gebiete jedoch vor eine große Herausforderung: Denn jeder Meter, der hier aufgerissen werden müsste, kostet vielerorts hohe vierstellige Eurobeträge. Schachmatt für die Idee der klimaneutralen Energiequelle?

Nicht ganz: Daraus folgen vielmehr zwei verschiedene Lösungsansätze. Zum einen können Betriebe jeglicher Größe prüfen, inwieweit die eigenproduzierte Abwärme für weitere Prozesse genutzt werden kann. Sie lässt sich unter anderem auch in Kälte oder Strom umwandeln . Zum anderen sind kurze Wege der Schlüssel, wie im Falle eines Rechenzentrums der Firma Telehouse in Frankfurt am Main: Es liegt direkt gegenüber einer Neubausiedlung und soll diese nach ihrer Fertigstellung 2025 mit 2.400 Megawattstunden Wärme per Rohrleitung pro Jahr versorgen. Eine vielversprechende Rechnung, die etwa 60 Prozent des Bedarfs im Neubaugebiet abdecken könnte. Im Vergleich zur konventionellen Wärmeerzeugung sparen diese Maßnahmen bis zu 400 Tonnen CO2 im Jahr – und machen das Wohnviertel ein Stück weit unabhängiger vom lokalen Fernwärmenetz.

Großbaustelle im urbanen Gebiet. Für die Abwärmenutzung braucht es eine entsprechende Infrastruktur.

Gerade in hochverdichteten urbanen Gebieten ist der Ausbau des Wärmenetzes herausfordernd – aber notwendig, um Abwärme optimal zu nutzen. (Foto: Scott Blake, Unsplash)

Welche Betriebe kommen als Abwärme-Erzeuger in Frage?

Um zu prüfen, ob sich ein Betrieb als Abwärmequelle eignet oder diese für die Optimierung der eigenen Energieversorgung in Frage kommt, müssen einige Faktoren berücksichtigt werden. Dazu zählen laut Bayrischem Landesamt für Umwelt unter anderem:

  • Liegt ein geeignetes Temperaturniveau vor, das sich für den Bedarf des Wärmeverbrauchers eignet? Die Temperaturdifferenz zwischen Erzeuger und Verbraucher entscheidet, ob sich eine Abwärmenutzung lohnt, beziehungsweise welche Angleichungsmaßnahmen erforderlich sind.
  • Ermittlung der verfügbaren Wärmemenge: Wie viel Wärme kann für die Weiternutzung in welcher Temperatur gespeichert oder direkt überführt werden?
  • Stimmt die zeitliche Abwärme-Verfügbarkeit mit dem Bedarf überein? Oder ist Wärme beispielsweise im Winter erforderlich, wird aber nur im Sommer in großen Mengen produziert?
  • Liegt eine räumliche Nähe zwischen Abwärmequelle und Wärmesenke vor? Das spart Transportverluste und hält Leitungskosten gering.

Abwärmenutzung: Chancen für Städte und die Umwelt

Tonnenweise CO2-Einsparung, geringere Kosten für Betriebe und gerade in Zeiten möglicher Lieferengpässe ein Schritt in Richtung Unabhängigkeit – die Nutzung von Abwärme klingt nach einer klaren Win-win-Situation. Um sie voranzutreiben, müssen nicht nur Unternehmen aktiv werden, sondern vor allem auch die Politik. Aktuell steht eine partielle Lieferpflicht für die Abwärme von Rechenzentren zur Debatte – diese könnte vorsehen, dass jene, die ab Januar 2025 gebaut werden, mindestens 30 Prozent ihrer erzeugten Energie zur Weiternutzung ableiten müssen. Liegt kein ausbaubares Wärmenetz vor, könnten Rechenzentren durch die partielle Lieferpflicht am Bau verhindert werden, weil sie eben genau diese Energie-Weiterleitung nicht leisten können. Denn die optimale Nähe des genannten Telehouse-Rechenzentrums zur Wohnsiedlung ist wohl eher die Ausnahme.

Eine enge Zusammenarbeit von Stadt, Energieversorgern und Unternehmen scheint unumgänglich. Gerade für kleine Unternehmen lohnt sich die Recherche nach zusätzlicher Förderung. Eine Option ist die Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft der KfW oder das Programm Klimaschutz-Plus des Landes Baden-Württemberg.

Pionier-Projekte in Deutschland

Ein gutes Exempel liefert der beschauliche Ort Meldorf in Schleswig-Holstein: In einer dort ansässigen Druckerei entsteht Abwärme, die zunächst für das Beheizen des nahegelegenen Schwimmbads genutzt wurde. Weiteren Energieüberschuss nahm Meldorf zum Anlass, um ein großflächiges Wärmeleitungsnetz aufzubauen, von dem nun Schulen, eine Sporthalle und Museen profitieren. Wärme, die vor allem im Sommer anfällt, jedoch im Winter benötigt wird, landet zur Zwischenspeicherung in einem innovativem Erdspeicher, dem ersten seiner Art in Deutschland.

Die Stadt Karlsruhe profitiert seit 2010 von der Abwärme einer nahegelegenen Mineralölraffinerie, die ausreicht, um rund 32.000 private und öffentliche Immobilien zu beheizen. München setzt dagegen auf Geothermie, quasi die Abwärme der Erde: Die Stadt befindet sich über einem Molassebecken, das sich auf die gesamte Voralpen-Region erstreckt. Das Besondere daran: Tiefe Gesteinsschichten im Boden speichern warmes Wasser, das bis zu 150 °C heiß ist. Ein großes Geothermiekraftwerk soll dieses aufbereiten und zukünftig für 80.000 Münchnerinnen und Münchner zugänglich machen.

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