Die auf Energiefragen spezialisierte denkstatt & enertec GmbH zeigt mit konkreten Projektbeispielen, wie Abwärme, die oft als zu entsorgender Abfall betrachtet wird, genutzt werden kann.

Im ersten Projekt handelt es sich um eine Großküche in Wien mit 31 Kühlräumen, deren Heizkessel altersbedingt erneuert werden mussten. Die Erneuerung war schon geplant, die neuen Kessel fast bestellt. Doch es kam anders.

»Das Energieaudit, welches zwischenzeitlich durchgeführt wurde, brachte eine neue Erkenntnis. Stellen Sie sich den Betrieb als sehr vereinfachte ›Black Box‹ vor. Strom, Gas, Wasser und Rohzutaten gehen rein, ausgezeichnete Gerichte, Abwasser und jede Menge warme Luft kommen raus«, beschreibt Geschäftsführer Christian Schützenhofer von denkstatt & enertec. Um die Menge an produzierter Abwärme loszuwerden, mussten verschiedene Kühlprozesse nachgelagert werden. An Tagen mit hohen Temperaturen wurden die Kühler teilweise so heiß, dass sie zusätzlich mit Wasser gekühlt werden mussten, um die Maschinen nicht zu überhitzen.

Zusammengefasst bedeutet dies, dass täglich Strom zugekauft wurde, um die produzierte Abwärme über die Kühler abzutransportieren, und auf der anderen Seite Gas zugekauft wurde, um das Warmwasser aufzubereiten. Gleichzeitiges Heizen und Kühlen durch externe Energiezufuhr im selben System – sinnvoll? Nein, aber bis zum Energieaudit kam es zu keiner gesamtheitlichen Systembetrachtung, um mögliche Synergien aufzudecken.

»Mithilfe der Analyse der verschiedenen Prozesse wurde schnell klar, dass hier ein Einsparungspotenzial von über 30 % des Gasverbrauches brachliegt«, berichtet Schützenhofer. Durch die Installation einer Wärmepumpe anstelle eines zweiten, neuen Spitzenlastkessels konnte ein Großteil der Abwärme zur Aufbereitung des Warmwassers genutzt werden. Gleichzeitig wurden die bestehenden Kälteaggregate entlastet und Ausfallrisiken reduziert. Da die Abwärme über die zwei Kälteverbunde ständig anfällt, das Warmwasser aber nur den halben Tag über benötigt wird, wurden die zwei bestehenden Warmwasserpuffer erneuert, um sie zukünftig als Speicher zu nutzen.

Druckerei und Laborbetrieb

In einem anderen Beispiel aus der Praxis wird ein Druckereibetrieb als Black Box betrachtet: Strom, Gas und Papier rein, Zeitungen raus. Da im Druckprozess Abwärme anfällt, welche weggekühlt werden muss, und gleichzeitig aber durch das geforderte Raumklima ganzjährig Wärmebedarf herrscht, kam es auch hier zu einem Synergieeffekt: Anstatt ganzjährig gleichzeitig zu heizen und zu kühlen, konnte mittels Wärmepumpe beides abgedeckt werden. Auf diese Weise wurde der Energiebedarf an Erdgas bei einem Mehrbedarf an Strom von zirka jährlich 200 MWh um rund 1.000 MWh per annum reduziert. Das bedeutet eine Differenz von gut 45.000 Euro und eine CO2-Einsparung von 240 Tonnen jährlich, da der Strom in diesem Projekt bilanziell aus einer Solaranlage kommt.

Es sind aber nicht immer Industriebetriebe, die solche Synergiepotenziale mit sich bringen, heißt es bei den Energieexperten. Auch bei einem Laborbetrieb mit – in einem Fall 200 – Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und ständigem Kühlbedarf durch Laborgeräte lässt sich die Abwärme durch eine Wärmepumpe nutzen. Die Abwärme entweicht damit nicht ungenutzt in die Luft.

Heizen und Kühlen gleichzeitig

Schützenhofer empfiehlt Betrieben, sich Gedanken über möglicherweise unentdeckte Synergien gerade im kombinierten Wärme- und Kältebereich zu machen. Hier kann Wärmepumpentechnologie eine Chance sein, Synergien bei Kapitalrenditen zwischen 3 % und 6 % pro Jahr zu heben. Essenziell sind dabei immer die Temperaturniveaus der Kühl- und Heizungsseite, erläutert er. Zwar sind mittlerweile technisch die Grenzen sehr weit gesteckt – derzeit werden Wärmepumpen bis zu 160 Grad entwickelt, 120 Grad Celsius sind erhältlich –, jedoch sollte der Temperaturhub, die Differenz zwischen warmem und kaltem Niveau, nicht größer als 60 Grad sein. Dies sei entscheidend, um bei der üblichen Preisdifferenz zwischen Gas oder Fernwärme, welche eingespart, und dem Strom, der mehr verbraucht wird, wirtschaftlich zu sein. Bei höherer Differenz verschlechtert sich der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe zu sehr, um den meist günstigeren Wärmeträger durch teureren Strom zu substituieren.