Die EU konzentriert sich bei ihren Bemühungen um die Dekarbonisierung der Industrie weitgehend auf die Produktion und Nutzung von Wasserstoff. Gleichzeitig findet in einer Fabrik westlich von Mailand, Italien, eine stille Revolution statt: die Elektrifizierung von Niedertemperaturwärme.
Der industrielle Nutzwärmebedarf ist einer der größten Einzelfaktoren des Energieverbrauchs. Laut einer Studie des Berliner Think-Tanks Agora Energiewende entfällt ein Großteil dieses Bedarfs auf Temperaturen unter 200 Grad Celsius, die in Deutschland 37 Prozent des industriellen Bedarfs ausmachen.
Großwärmepumpen stehen bei den Bemühungen um die Dekarbonisierung dieses Wärmebedarfs an vorderster Front. Wie Wärmepumpen für Häuser oder Wohnungen nutzen diese Maschinen Strom, um die Umgebungswärme in der Luft, im Boden oder im Wasser zu vermehren. Aber im Gegensatz zu den Haushaltsversionen sind sie hundertmal leistungsfähiger, kosten Millionen von Euro und können kostengünstig Temperaturen von bis zu 200 Grad erzeugen – wenn sie mit der richtigen Wärmequelle ausgestattet sind.
Industrielle Wärme unter 200 Grad wird in der Regel für die Dampferzeugung in der chemischen Industrie oder für Trocknungsprozesse in der Papierherstellung verwendet.
Das italienische Unternehmen Turboden installiert derzeit eine zwölf Megawatt starke Wärmepumpe für einen Zellstoff- und Papierhersteller in Finnland. Die Wärmepumpe soll die 100 Grad heiße Abluft aus der Fabrik auf bis zu 170 Grad erhitzen.
Großes Potenzial, unmittelbare Herausforderungen
Bislang hat sich Brüssel bei seinen Bemühungen um die Dekarbonisierung der Industrie weitgehend auf die Erzeugung und Nutzung von Wasserstoff, einem sauber verbrennenden Gas, konzentriert. Diese Technologie ist viel besser geeignet, um höhere Temperaturen zu erzeugen – die anderen 63 Prozent des industriellen Nutzwärmebedarfs.
Leider haben industrielle und häusliche Wärmepumpen nicht die gleiche Aufmerksamkeit erhalten. Ein zuvor angekündigter Aktionsplan wurde im Dezember letzten Jahres von der Tagesordnung der Kommission genommen.
„Es ist immer noch wirtschaftlich schwierig für Großwärmepumpen“, sagte der führende Experte Jan Rosenow, Leiter der europäischen Sparte des Think-Tanks Regulatory Assistance Project (RAP) für saubere Energie. Er führt den mangelnden Erfolg auf zwei Faktoren zurück: „Niedrige Gaspreise und hohe Kapitalkosten.“
Während der Betrieb von Großwärmepumpen kostengünstiger sein kann als die Wärmeerzeugung aus fossilen Brennstoffen, sind die Investitionskosten in der Regel höher.
Doch Andrea Magalini, General Manager des Geschäftsbereichs Wärme bei Turboden, bleibt optimistisch.
In einem Gespräch mit Journalisten am Hauptsitz des Unternehmens in Brecia, Italien, sagte Magalini „positive Entwicklungen für den Wärmepumpenmarkt im nächsten Jahrzehnt“ voraus.
Der Weltmarkt für Großwärmepumpen könnte bis 2030 um 15 Prozent pro Jahr auf 40 Milliarden Dollar anwachsen, fügte er hinzu.
Insider nennen die europäische Energiekrise und den zunehmenden Druck zur Dekarbonisierung als Gründe für den – gemessen an den Zeitplänen der Branche –plötzlichen Anstieg der Nachfrage nach Großwärmepumpen. Der finnische Kunde von Turboden hofft, seine Abhängigkeit von russischem Gas zu verringern.
Turboden versucht, einen kleinen Teil dieses Marktes zu erobern: Bis 2026 will das Unternehmen seinen Umsatz von 120 Millionen Euro pro Jahr auf 200 Millionen Euro steigern, so CEO Paolo Bertuzzi. Dies solle vor allem durch den Verkauf von mehr Wärmepumpen erreicht werden, die das Unternehmen erst seit 2019 anbietet.
Das Unternehmen wird zunehmend von der Marktnachfrage überholt. „Unsere Kunden fragen uns nach Lösungen, aber wir hatten noch keine Zeit, sie zu testen“, sagt er.
Magalini ist jedoch optimistischer als sein Chef und betont, dass der Markt riesig sein werde. Er plant bereits den jährlichen Verkauf von zehn Großwärmepumpen mit einer Mindestleistung von jeweils fünf Megawatt, von denen die meisten genau auf die Kundenwünsche abgestimmt werden.
Andere europäische Akteure sind froh, ihren Anteil an diesem wachsenden Markt zu bekommen: Die deutschen Giganten Siemens Energy und die Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg (MAN) sind die Vorreiter. Siemens hat kürzlich mit Heineken einen Vertrag über die Lieferung von 15 Großwärmepumpen für die Brauereien des Unternehmens bis 2025 geschlossen.
Drei Sektoren treiben Nachfrage
Neben industriellen Prozessen treiben laut Bertuzzi zwei weitere Schlüsselsektoren das Interesse an dekarbonisierter Wärme voran.
Das sind zum einen zentrale Heizsysteme für Wohngebiete. In der dänischen Stadt Esbjerg baut MAN ein 50-Megawatt-Großprojekt zur Wärmeversorgung von 25.000 Haushalten. Das Projekt wird Meerwasser als lokale Wärmequelle nutzen, die Temperatur erhöhen und das heiße Wasser in die Haushalte pumpen.
Der zweite Faktor ist die CO2-Abscheidung, für die umweltfreundliche Wärme benötigt wird. Projekte zur CO-Abscheidung wurden bisher noch nicht in großem Maßstab durchgeführt, aber letztendlich werden Wärmepumpen den Dampf erzeugen, der zur Aktivierung kritischer Chemikalien benötigt wird.
Ein ehrgeiziger Sektor
„Ich weiß nicht, ob der große Markt für Wärmepumpen 2024 entstehen wird, aber die Ausschreibungen sind definitiv da“, sagt der CEO von Turboden. Er fügte hinzu, dass Energieversorger derzeit die wichtigsten Kunden sind, da sie Gelder aus dem europäischen Wiederaufbaufonds nutzen können.
Was einst ein Nischenmarkt war, wird nun zum Mainstream-Geschäft. Industriemessen wie das Kopenhagener Symposium für Hochtemperatur-Wärmepumpen verzeichneten in den letzten Jahren einen Anstieg der Teilnehmerzahlen um 400 Prozent.
Und es entstehen neue Möglichkeiten. Eine neue Versteigerung von Emissionszertifikaten, die Anfang des Monats von der deutschen Regierung gestartet wurde, wird vier Milliarden Euro an Industrieunternehmen vergeben, die eine Dekarbonisierung anstreben. 19 Milliarden Euro werden in einer zweiten Runde im Herbst folgen.
Papierunternehmen und die chemische Industrie könnten bei diesen Auktionen gut abschneiden, da sie einen großen Teil der deutschen Nachfrage nach industrieller Niedertemperaturwärme ausmachen.
Trotz Gegenwind sieht die Zukunft für Großwärmepumpen vielversprechend aus.
[Bearbeitet von Rajnish Singh/Donagh Cagney]