Gebäudebezogen: Dämmung | Biomasse-Kessel | Elektrischer Kessel | Elektrische Wärmepumpe | Hybrid-Wärmepumpe | Infrarot-Heizung || Energiequellen & -träger: Aquathermie | Solarthermie | Geothermische Energie | Aquiferspeicher (WKO) | Latentwärmespeicher (PCM) | Biogas | Wasserstoff | Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) | Abwärme | Wärmenetze | Bioenergie für zentrale Wärmeversorgung || zur Übersicht
Was ist das?
Wo ist der Einsatz sinnvoll?
Wie nachhaltig ist es?
Wer ist beteiligt?
Stand der Technik
Beispiel-Projekte
Was ist das?
Als Abwärme wird die Wärmeenergie bezeichnet, die bei Prozessen als Nebenprodukt anfällt und nicht weiter genutzt wird. Oft wird sie in die Umwelt abgegeben.
Diese Abwärme kann stattdessen als Energiequelle für ein Wärmenetz genutzt werden.
Die technischen Parameter variieren hierbei je nach Wärmequelle. Abhängig vom Temperaturniveau der Abwärme kann die Energie über einen Wärmeübertrager auf das Transportmedium des Wärmenetzes übertragen werden oder muss durch Einsatz einer Wärmepumpe auf ein höheres Temperaturniveau angehoben werden.
Auch können je nach Beschaffenheit des Abwärmestroms Aufbereitungsprozesse wie die Reinigung des Abwärmemediums nötig sein.
Wo ist der Einsatz sinnvoll?
Wie oben bereits beschrieben sind die Anwendungen von Abwärme vielfältig. Effizient können Abwärmequellen immer dann genutzt werden, wenn es eine korrespondierende Wärmesenke in der Nähe gibt. Wohngebäude benötigen den Großteil der Wärmeenergie im Winter für den Heizbetrieb. Fällt bei einem Betrieb vor Ort im Winter viel Abwärme an, kann man ein effizientes Wärmekonzept kreieren. Wird stattdessen im Sommer Abwärme frei, ist es z.B. sinnvoll ein Freibad als Wärmeabnehmer ans Netz anzuschließen, da Freibäder einen hohen Wärmebedarf im Sommer aufweisen. Hallenschwimmbäder können ganzjährig Wärme abnehmen und eignen sich darum gut als Wärmesenken für konstante Abwärmeprozesse.
Um die zeitliche Abhängigkeit von der Abwärmequelle auszugleichen können große Pufferspeicher und Redundanz-Wärmeerzeuger eingesetzt werden.
Neben dem Zusammenspiel von Wärmequelle und -senke sollte die Versorgungssicherheit und Laufzeit der Wärmeversorgung geprüft werden. Wärmenetzprojekte haben in der Regel eine Laufzeit von 20 Jahren. Nicht immer kann über diese Projektdauer die Abwärme gewährleistet werden. Es sollten also immer Ausfallszenarien und alternative Wärmequellen mitgedacht werden.
Wie nachhaltig ist es?
Da die Abwärme ein ohnehin anfallendes Abfallprodukt ist kann Wärmeenergie aus Abwärme unabhängig vom genutzten Primärenergieträger als CO2-neutral angesehen werden. Um dieser Klassifikation gerecht zu werden muss sichergestellt sein, dass durch die Auskopplung der Abwärme kein erhöhter Primärenergieeinsatz bei den vorgelagerten Prozessen anfällt.
Die Nutzung von Abwärme eignet sich als Übergangslösung gut, um den anfallenden Wärmebedarf klimaverträglich zu decken.
Um eine umfassende klimaneutrale Energieversorgung langfristig zu ermöglichen, müssen allerdings auch die vorgelagerten Prozesse Stück für Stück auf CO2-neutrale Energieträger umgestellt werden.
Wer ist beteiligt?
Um Abwärmekonzepte zu entwickeln, sollte der Kontakt zu potenziellen Wärmenetzbetreibern sowie den Betreibern der Wärmequelle sowie den möglichen Wärmesenken hergestellt werden.
Wie oben beschrieben ist eine der größten Herausforderungen in Abwärmeprojekten die langfristige Unsicherheit der Wärmebereitstellung. Ziel muss es also sein, sich diese möglichst langfristig vertraglich zu sichern.
Stand der Technik
Auf Grund des großen Spektrums von Abwärmequellen ist eine allgemeine Aussage über den Stand der Technik nicht zu treffen. Abhängig von Beschaffenheit des Abwärmemediums, der Temperatur und der verfügbaren Massenströme kommt unterschiedliche Anlagentechnik zum Einsatz. Die effektive Auskopplung der Abwärmequelle muss von Projekt zu Projekt geprüft und finanziell bewertet werden.
Beispiel-Projekte
Im Ort Steyerberg in Niedersachsen errichtet eine Bürgerenergiegenossenschaft ein Wärmenetz, das zum Teil aus der Abwärme einer Chemiefabrik versorgt wird. Über 400 Anschlussnehmer werden über ein ca. 27 km langes Wärmenetz versorgt.
Neben der Abwärme stammt die Wärmeenergie des Netzes aus einer Biogasanlage und Spitzenlastkesseln.