Wege zur erfolgreichen Einbindung von Solarthermie und Wärmepumpen in Industrieprozesse waren Thema eines Symposiums von AIT, AEE INTEC und dem Institut für Energietechnik und Thermodynamik der TU Wien Mitte Juni.

Etwa zwei Drittel des Endenergieverbrauchs im Industriebereich entfallen im DACH-Raum auf Prozesswärme. »Davon werden wiederum zwei Drittel fossil abgedeckt. Wir reden bei der heutigen Veranstaltung also über keine Peanuts«, stellte Dieter Drexel, stellvertretender Bereichsleiter Infrastruktur, Transport, Ressourcen & Energie und Umwelt der Industriellenvereinigung, einleitend fest. Solarthermie (ST) und Wärmepumpe (WP) eignen sich nicht nur für die Heimanwendung, sie erfüllen auch Industrieanforderungen.

Wenn man vom Hochtemperaturbereich in der Eisen- und Stahlerzeugung sowie Chemieindustrie absieht, liegt die benötigte Wärme in industriellen Prozessen im Nieder- und Mitteltemperaturbereich bis circa 150 Grad Celsius. ST und WP liefern Temperaturen zwischen 70 und ­120 Grad Celsius.

Die Wissenschaft räumt beiden umweltfreundlichen Technologien bereits seit einigen Jahren großes Potenzial ein, nicht nur im Gebäudesektor, sondern auch für die Bereitstellung von Prozesswärme. In der Praxis zeigt sich jedoch, dass diese Energietechnologien in Industrie und Gewerbe noch eine sehr geringe Marktdurchdringung aufweisen. EnPro, finanziert durch Mittel des Klima- und Energiefonds, sieht den Grund vor allem im Informationsmangel bei Unternehmen, fehlenden Planungsrichtlinien, fehlender optimierter Integrationskonzepte und F&E-Bedarf.

Auch die Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte wie die meist relativ geringe Bedeutung der Energiekosten innerhalb des betrieblichen Gesamtkostengefüges sowie restriktive Vorgaben an Amortisationszeiten insbesondere bei Großunternehmen wirken einschränkend. Weitere Hürden können durch Informationsmangel hinsichtlich der Verfügbarkeit von Solarthermiesys­temen und Wärmepumpen bestehen, durch Prozessleit- und Messtechnik sowie falsche Einschätzung von Solaranlagen und Wärmepumpen.

Solarthermie & Wärmepumpe

Der größte Zuwachs an erneuerbarer Energie ist laut Energiestrategie Öster­reich bis 2020 im Wärmebereich mit erwarteten 27.000 GWh zu realisieren. Darunter fallen Biomasse, Solar- und Umweltwärme. EnPro will diese Entwicklung mittragen und Wärmepumpen- und Solarsysteme für die Bereitstellung von industrieller Prozesswärme vorantreiben. Dazu wurden die Einsatzmöglichkeiten von Solarthermie und Wärmepumpe in zwölf Unternehmen aus den folgenden österreichischen Branchen untersucht: Papierfaserindustrie, Metallerzeugung und -bearbeitung, Wäschereien, Dämmstoffindustrie und Nahrungsmittelindustrie.

Basierend auf der Analyse der bestehenden Versorgungsstruktur und Produktionsprozesse sowie Möglichkeiten zur Prozess- und Systemoptimierung (Wärmetauschernetzwerk) wurde das Potenzial der Einbindung von ST, WP und deren Kombination in den einzelnen Unternehmen erarbeitet.

Ein Berechnungstool im Internet unter wiki.zero-emissions.at zeigt dem Anwender die vorhandenen Einsatzmöglichkeiten in seinem Industriebetrieb und bietet eine rasche sowie einfache Identifikation und Bewertung möglicher Integrationspunkte unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten.

Im Einsatz

Dass der Einsatz von Solarthermie und Wärmepumpe in der Industrie wirtschaftlich ist, zeigen bereits einige österreichische Unternehmen. Bei Habau wird in den neuen Fertigteilproduktionshallen zu 100 Prozent auf Sonnenenergie mit intelligenter Bauteilaktivierung gesetzt. austriamicrosystems vertraut auf solarthermische Kühlung ebenso wie Stihl Motorsägen. »Der Wärmepreis von schlüsselfertigen Solaranlagen bei einer Kollektorfläche über 5.000 m² liegt bei 5 Cent/kWh«, spricht Roger Hackstock, Geschäftsführer von Austria Solar, die günstigen Energiekosten an.

Auf WP für Prozesswärme setzen Lebensmittelproduzenten wie efef Fleischwaren und die Mohrenbrauerei August Huber sowie produzierende Unternehmen wie Plansee Reutte und Bergs Kunststofftechnik.

»Es gibt auf naturwissenschaftlich-technischer Seite noch erhebliches Potenzial für Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten«, kündigt Dietrich Wertz, IET TU Wien, an. Das beinhaltet Bemühungen um einfachere Integrationsmöglichkeiten in Produktionsprozessen, Kostensenkungen und höhere erzielbare Temperaturen bei besserer Effizienz. Bei Wärmepumpen liegen die Forschungsschwerpunkte im Einsatz neuer Kältemittel für Temperaturen bis zu 200 °C und in der Optimierung von Industriewärmepumpen.