Den deutschen Unternehmen, aber auch den Kommunen mit ihren Fernwärmenetzen bietet sich durch die Nutzung von Abwärme ein sehr großes Potenzial. Wie die Bundesregierung im Herbst 2019 in ihrem Klimaschutzprogramm beschloss, sollen Wärmenetze zunehmend effizienter und auf erneuerbare Energien und unvermeidbare Abwärme umgestellt werden.
Die im Rahmen des Programms „Abwärmenutzung in gewerblichen Unternehmen“ rund 1.300 angestoßenen Projekte sollen nach ihrer Umsetzung ab 2020 jährlich 1,4 Mio. Tonnen CO2 einsparen. Schaut man sich die im April 2020 benannten 13 Leuchtturmprojekte zur CO2-Einsparung in der Industrie an, dann sieht man auch dort die hohe Bedeutung, die eine intelligente Wärmenutzung für den Klimaschutz besitzt. So geht es etwa am Standort Gladbeck der Pilkington Deutschland AG darum, die Abwärme von zwei Floatglaslinien in das regionale Fernwärmenetz einzuspeisen.
Große Potenziale für Abwärmenutzung in der Industrie
Wie der dena-Vorsitzende Andreas Kuhlmann in der Broschüre der BMWi-Initiative „Deutschland macht’s effizient“ ausführt, wendet die deutsche Industrie jährlich 1.670 PJ bzw. 460 TWh Energie auf, um Wärme für benötigte Produktions- und Verarbeitungsprozesse zu erzeugen. Ein hoher Anteil geht dabei jedoch als ungenutzte Abwärme verloren. Diese Energieeffizienzpotenziale gelte es zugunsten der internationalen Wettbewerbsfähigkeit sowie als Beitrag zur Energiewende in Deutschland zu heben.
Das Dossier „Wärmenetze 4.0 und Abwärmenutzung: Potenziale, Projekte und Entwicklungen“ berichtet über aktuelle Projekte, in deren Rahmen Abwärme genutzt wird. Dabei geht es um Wärmenetze, die Wärmewende in Städten sowie die konkrete Nutzung der Abwärme aus der Industrie. Ergänzt wird das Dossier durch die Skizze wichtiger Entwicklungen im politischen Bereich und Hinweise auf die Förderlandschaft. Premiumkunden von ContextCrew Neue Energie haben freien Zugriff auf sämtliche im Dossier hinterlegten Artikel.
„Die deutsche Industrie verursacht jedes Jahr mindestens 200 TWh an Abwärme“, zitiert die BMWi-Initiative „Deutschland macht’s effizient“ Fabian Jäger-Gildemeister, den Ansprechpartner für Energieeffizienzaspekte im Industriesektor des Umweltbundesamtes (UBA). Damit puste sie jedes Jahr Energiemengen ungenutzt in die Luft, die dem jährlichen Energieverbrauch Dänemarks entsprächen.
„Geschätzt lässt sich Abwärme in einer Größenordnung von zehn bis zwölf Prozent des Brennstoffeinsatzes erneut nutzen„, so der Geschäftsführer des Instituts für Energie- und Umweltforschung (ifeu), Martin Pehnt. Das entspreche etwa 160 PJ, in etwa dem jährlichen Energieverbrauch aller Einwohner Kölns.
Allein aus Prozessen der Eisen- und Stahlerzeugung in integrierten Hüttenwerken ließen sich jährlich in Deutschland mehr als 2,6 Mrd. kWh Wärme zusätzlich nutzen, zeigt ein Gutachten des Stahlinstituts VDEh, das im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) die Abwärmepotenziale dieser Anlagen untersucht hat.
Wärmenetze 4.0 und Einbindung von Abwärme auch Thema für Kommunen
Intelligente Wärmenetze sind aber nicht nur ein Thema der Energieeffizienz in der Industrie. Wärmenetze der vierten Generation nutzen einen hohen Anteil von erneuerbaren Energien sowie Abwärme unterschiedlicher Quellen. „Sie haben mit 20 bis 95 Grad Celsius ein deutlich niedrigeres Temperaturniveau als konventionelle Wärmenetze. Damit könnten in Zukunft historische Stadtkerne oder schwer zu dämmende Gebäude in Ortskernen mit CO2-armer Wärme versorgt werden“, heißt es beim BMWi.
Rahmenbedingungen für Abwärmenutzung und Wärmenetze 4.0
Klimaschutzprogramm: Wärmenetze sollen auf erneuerbare Energien und Abwärme setzen
Laut dem im Herbst 2019 vorgestellten Klimaschutzprogramm der Bundesregierung sollen Wärmenetze zunehmend effizienter und auf erneuerbare Energien und unvermeidbare Abwärme umgestellt werden. „Daraus ergeben sich weitere positive Effekte im Gebäudebereich“, heißt es in dem Programm. Mit einer intelligenten Steuerung könnten Wärmenetze und Wärmespeicher, CO2-arme und CO2-freie Wärmequellen wie erneuerbare Energien und nicht vermeidbare Abwärme miteinander verknüpft werden und so eine sichere, weitgehend brennstofffreie Wärmeversorgung ermöglichen.
Bund unterstützt innovative Wärmelösungen finanziell
Zum 1. Juli 2017 wurde das Förderprogramm „Modellvorhaben Wärmenetzsysteme 4.0“ eingeführt. Mit dem Programm will das Bundeswirtschaftsministerium Impulse für die breite Markteinführung von intelligenten Wärmenetzen für ganze Stadtteile oder Quartiere geben.
Das Förderprogramm funktioniert in zwei Schritten. Zunächst kann eine Machbarkeitsstudie mit bis zu 60 Prozent der anfallenden Kosten gefördert werden. Im zweiten Schritt wird die Realisierung eines neuen Wärmenetzes 4.0 oder die Umrüstung eines älteren Netzes auf den neuen Standard mit bis zu 50 Prozent der förderfähigen Vorhabenkosten finanziell unterstützt. Die Bundesförderung für effiziente Wärmenetze wird über das BAFA abgewickelt.
Der Erfolg des Förderprogramms ist bislang überschaubar Nach Angaben des Verbands kommunaler Unternehmen (VKU) sind seit Start des Förderprogramms mehr als 130 Anträge für die Machbarkeitsstudie gestellt worden, nur für jedes zehnte Projekt wurden dann aber auch Investitionsanträge gestellt. Vor diesem Hintergrund ist das Förderprogramm zwischenzeitlich novelliert worden. Über die veränderten Bedingungen informierte der VKU im Januar 2020.
Geld gibt es auch von der KfW. Die Bundesförderung für Energieeffizienz in der Wirtschaft bietet bei Investitionen in energieeffiziente Technik zur zur intelligenten Vermeidung oder Nutzung von Abwärme Förderkredite bis zu 25 Mio. € und einen Tilgungszuschuss von bis zu 40 Prozent.
Länderinitiativen befassen sich mit Stärkung „grüner Wärmenetze“
Auch auf Länderebene wird versucht, dem Thema Wärmenetze und innovative Wärmenutzung mehr Gewicht zu verleihen. Baden-Württembergs Umweltminister Franz Untersteller (Grüne) hat sich im Oktober 2019 für eine stärkere Nutzung von Abwasserwärme im Land ausgesprochen. „Die Abwasserwärmenutzung ist für mich ein wichtiger Bestandteil der Wärmewende und des Klimaschutzes, dem wir uns verstärkt zuwenden müssen“, sagte Untersteller.
In Thüringen liegt seit Mitte 2019 ein konkretes Maßnahmenpaket vor, mit der die Landesregierung ihre Energie- und Klimaschutzstrategie umsetzen will. Neben dem Ausbau erneuerbarer Energien sollen Wasserstoff als Energieträger und die Nutzung industrieller Abwärme vorangebracht werden.
UMK für Förderung flexibler Nahwärmesysteme
Die Umweltministerkonferenz (UMK) hat bei ihrer Tagung am 10. Mai 2019 die Beseitigung von Hemmnissen für Energiewende und Klimaschutz gefordert. Moderne, flexible Nahwärmesysteme und Quartierssanierungen sollten verstärkt gefördert werden, lautet eine weitere Empfehlung der Umweltminister. „Biomasse – vor allem aus Rest- und Abfallstoffen –, geothermische und solare Energie, industrielle Abwärme und Wärme aus Abwasser können als regional verfügbare und erneuerbare Energien stärker für die Wärmeversorgung aktiviert und durch neue Wärmenetze vermehrt erschlossen werden“, heißt es im Protokoll.