Drei Wege, um die Heizkosten der europäischen Industrie zu senken

DISCLAIMER: Die hier aufgeführten Ansichten sind Ausdruck der Meinung des Verfassers, nicht die von EURACTIV Media network.

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Die Industrie frisst viel (Wärme-) Energie. [(c) Turboden]

Industrielle Wärme verbraucht Unmengen an Energie und stößt große Mengen an CO2 aus. Wie können wir diese Auswirkungen auf den Planeten reduzieren?

Marco Baresi ist Institutional Affairs Director bei Turboden.

Wärme ist der größte Einzelenergieverbrauch der Welt.

Das Heizen von Wasser, unseren Häusern und industriellen Prozessen macht mehr als die Hälfte des gesamten Energiebedarfs weltweit aus. Etwas mehr als die Hälfte der erzeugten Wärme wird in der Industrie genutzt – der Rest geht in die Beheizung von Wasser, Wohnungen und Gebäuden.

Nur zehn Prozent dieser Wärme wird aus erneuerbaren Quellen erzeugt, was bedeutet, dass sie einen riesigen CO2-Fußabdruck – rund 40 Prozent der globalen Emissionen – hat, der dringend in Angriff genommen werden muss.

Während alle Formen der Beheizung auf dem Prüfstand stehen, stellt Industriewärme die mit Abstand größte Herausforderung für die Dekarbonisierung dar.

Hier sind drei Ansätze, die helfen könnten, die Auswirkungen der Wärmeerzeugung für die Industrie auf unseren Planeten zu entschärfen.

Abwärme

Europa verschwendet so viel Wärme, dass sie, wenn sie zurückgewonnen würde, das Äquivalent des gesamten europäischen Wärmebedarfs für Gebäude liefern könnte. Dies geht aus den Ergebnissen eines dänischen Pilotprojekts hervor, das beweisen soll, dass Kopenhagen bis 2025 CO2-neutral sein kann.

Die Lösung könnte ein intelligentes Wärmenetz in ganz Europa sein, das Abwärme aus so unterschiedlichen Quellen wie Kraftwerken, Rechenzentren und Industrieanlagen nutzt.

Das Stahlwerk von ORI Martin im italienischen Brescia, das ursprünglich Teil des EU-Projekts Pitagoras war, begann Anfang 2016 mit der Umwandlung von Abwärme, um Strom zu erzeugen und in den Wintermonaten Fernwärme bereitzustellen.

Wärme, die normalerweise durch Abgase in die Atmosphäre entweichen würde, wird also stattdessen in das Fernwärmenetz von Brescia geleitet und heizt 2.000 Haushalte. Zusätzlich zu den direkten Auswirkungen auf die Umwelt reduziert dieser Ansatz sowohl die Kosten für Heizung und Strom als auch den Verbrauch von Strom aus dem örtlichen, mit fossilen Brennstoffen betriebenen Kraftwerk. Dank der Einführung des Abwärmerückgewinnungssystems, das den traditionellen wasserbasierten Kühlturm ersetzt, wird auch die Gesamtmenge an Wasser, die zuvor zur Kühlung des industriellen Prozesses verwendet wurde, drastisch reduziert.

Ähnliche Industrie-Großprojekte sind in ganz Europa und weltweit im Gange. Ziel ist es überall, Abwärme aus der Stahl-, Zement- und Glasherstellung in Strom umzuwandeln.

Da die zugrundeliegende Technologie nun ausgereift ist, wird politische Unterstützung benötigt, um diese Quellen miteinander zu verbinden und ein größeres Gebiet abzudecken sowie neue Projekte auf dem ganzen Kontinent zu initiieren.

Wärmepumpen

In Ländern wie Japan sind Wärmepumpen seit langem eine wichtige Energiequelle. Dank Japans Engagement für umweltfreundlicheres Heizen werden sie dort bereits seit Mitte der 1980er Jahre für die Warmwasserbereitung eingesetzt.

Wärmepumpen nehmen die natürliche Wärme beispielsweise aus dem Boden oder der Luft auf, wandeln sie um und nutzen sie für die Beheizung von Haushalten und Industrieanlagen – mit einer Gesamteffizienz, die alternative Systeme auf Basis fossiler Brennstoffe deutlich übertrifft.

Während sie derzeit lediglich fünf Prozent des weltweiten Wärmebedarfs von Wohngebäuden decken, ist der Absatz in den vergangenen Jahren schnell gewachsen, auch in Europa.

Die Technologie birgt außerdem ein erhebliches Potenzial für die Elektrifizierung von Wärme in einem dekarbonisierten Stromnetz – zum Beispiel in der Fernwärme – und einigen energieintensiven Industrieprozessen. Große Wärmepumpen können mit erneuerbarem Strom viel Wärme erzeugen und bieten damit eine weitere Alternative zur Nutzung fossiler Brennstoffe.

Die Internationale Energieagentur (IEA) hat bereits darauf hingewiesen, dass große Wärmepumpen auf Barrieren im Marktdesign stoßen. Dies liegt daran, dass viele Energiemärkte immer noch auf dem traditionellen Konzept der abschaltbaren Energie sowie der traditionellen Stromerzeugung und -Handel basieren.

Wie bei anderen CO2-freien oder CO2-armen Ansätzen, wie beispielsweise Wasserstoff, muss die Politik bei der Einführung von Großwärmepumpen aktiv werden. Dies könnte entweder in Form der Abschaffung von Aufpreisen auf Strom für Wärmepumpen geschehen, die auf die Dekarbonisierung von Wärme abzielen, oder durch eine Erhöhung der Kohlenstoffpreise.

Kraft-Wärme-Kopplung

Viele industrielle Prozesse benötigen ein hohes Maß an Dampf und Strom. Anstatt beides getrennt zu erzeugen, kann die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erhebliche Effizienzgewinne erzielen.

Zum Beispiel kann die Organic Rankine Cycle (ORC)-Technologie Strom und Dampf gleichzeitig erzeugen – typischerweise mit einer Umwandlungsrate von über 90 Prozent sowie aus einer Reihe von Quellen, einschließlich Biomasse oder vor Ort erzeugter Wärme.

Die höhere Effizienz dieses kombinierten Prozesses und ähnlicher Prozesse bedeutet: weniger Brennstoff und weniger Emissionen.

Zum Beispiel baut mein Unternehmen – Turboden, ein Unternehmen der Mitsubishi Heavy Industry (MHI) Group – ein ORC-Blockheizkraftwerk für die Centrale del Latte di Brescia in Norditalien. Sie wird Strom und Dampf für die Milchpasteurisierung liefern und ersetzt damit die traditionellen gasbefeuerten Kessel.

Und gleich landeinwärts von Venedig nutzt Cereal Docks ein ähnliches Kraft-Wärme-Kopplungssystem zur Extraktion und Raffination von Öl aus einer Reihe von Samen wie Sonnenblumen, Raps und Soja für die Verwendung in der Lebensmittelindustrie. Dieses innovative System ermöglicht es dem Kunden, 100 Prozent seines Strom- und Dampfbedarfs zu erzeugen.

Es gibt eine breite Palette von Anwendungen für die Kraft-Wärme-Kopplung von Dampf und Strom, die von der Chemie und Pharmazie bis hin zu Textilien und Papier reichen.

Innovative Lösungen fördern

Alle drei Lösungen sind weit entwickelt und liefern CO2-arme oder CO2-freie Wärme und Strom im industriellen Maßstab in vielen Anwendungsbereichen. Sie sind inzwischen über das reine Experimentieren hinausgegangen und haben eine vorzeigbare Erfolgsbilanz bei der Verringerung der Auswirkungen von industrieller Wärme und Strom auf unsere Umwelt.

Das Erreichen von Netto-Null-CO2-Emissionen bis 2050 setzt uns eine knappe Frist. Keine einzelne Lösung wird uns allein dorthin bringen. Wir brauchen die Unterstützung von Regulierungsbehörden und politischen Entscheidungsträgern in Europa (und darüber hinaus), um die industrielle Energiewende zu beschleunigen.

Änderungen der Marktstruktur, Subventionen, die Überprüfung der Umlage von Mehrkosten und die Bepreisung von Kohlenstoff sind nur einige der Anreize, die bei der verstärkten Nutzung von Kraft-Wärme-Kopplung, Wärmepumpen und Abwärmenutzung helfen würden.

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