Immer mehr Industriebetriebe setzen auf industrielle Wärmepumpen, um ihre Prozesswärme klimafreundlicher zu erzeugen. Ein Blick auf Technik, Fördermöglichkeiten und Praxisbeispiele zeigt, warum sich der Umstieg für viele Branchen lohnt.

Wärmepumpen galten lange Zeit vor allem als Heiztechnik für Wohngebäude. Inzwischen rückt jedoch ein anderer Bereich stärker in den Fokus: die industrielle Prozesswärme.

Diese macht einen erheblichen Teil des gesamten Energieverbrauchs in Deutschland aus. Gleichzeitig bleibt ein großer Teil der in Produktionsprozessen entstehenden Abwärme bislang ungenutzt.

Genau hier setzen industrielle Wärmepumpen an. Sie können vorhandene Abwärme aufnehmen, auf ein höheres Temperaturniveau anheben und wieder in den Produktionsprozess zurückführen.

Hintergrund zur Prozesswärme

Die Industrie zählt zu den energieintensivsten Sektoren Deutschlands. Ein Großteil des Energiebedarfs entfällt dabei nicht auf Strom für Maschinen, sondern auf Wärme für Produktionsprozesse.

Diese Prozesswärme wird beispielsweise zum Trocknen, Reinigen, Pasteurisieren oder Destillieren benötigt. Bislang stammt sie überwiegend aus fossilen Energieträgern wie Erdgas.

Ein Großteil der dabei entstehenden Abwärme verpufft ungenutzt oder muss sogar aufwendig zurückgekühlt werden. Das ist weder wirtschaftlich noch klimafreundlich.

Erhebliches, bislang kaum gehobenes Einsparpotenzial

Gerade in energieintensiven Branchen wie der Chemie- oder Papierindustrie liegt hier ein erhebliches, bislang kaum gehobenes Einsparpotenzial.

Hochtemperatur-Wärmepumpen können diese Lücke schließen. Sie erreichen mittlerweile Temperaturen von deutlich über 100 Grad Celsius und decken damit viele industrielle Anwendungen ab.

Spezialisierte Anbieter wie industrielle Wärmepumpen-Hersteller entwickeln dafür passende Systeme, die auf die jeweiligen Betriebsprozesse zugeschnitten sind. Damit rückt eine Technologie in den Vordergrund, die lange als Nischenlösung galt. Wie sie konkret eingesetzt wird, zeigt der folgende Abschnitt.

Einsatzmöglichkeiten industrieller Wärmepumpen

Der Einsatz industrieller Wärmepumpen ist so vielfältig wie die Industrie selbst. Je nach Branche und benötigtem Temperaturniveau kommen unterschiedliche Systeme zum Einsatz.

Lebensmittel- und Getränkeindustrie

In der Lebensmittelherstellung werden häufig Temperaturen zwischen 50 und 90 Grad Celsius benötigt, etwa zum Brühen, Waschen oder Erhitzen. Diese Bereiche lassen sich mit industriellen Wärmepumpen besonders effizient abdecken.

Auch beim Pasteurisieren oder bei Destillationsprozessen ist der Einsatz sinnvoll. Vorhandene Abwärme aus Kühlprozessen kann dabei direkt wiederverwendet werden.

Papier- und Chemieindustrie

In der Papierherstellung sowie in Teilen der chemischen Industrie werden häufig höhere Temperaturen benötigt. Hochtemperatur-Wärmepumpen erreichen inzwischen Werte von bis zu 150 bis 200 Grad Celsius.

Damit lassen sich auch anspruchsvollere Trocknungs- und Herstellungsprozesse elektrifizieren. Gerade in der Chemieindustrie bleibt derzeit noch viel Abwärme ungenutzt.

Kaskadenschaltung für flexible Leistung

Bei stark schwankendem Wärmebedarf werden mehrere Wärmepumpen häufig zu einer sogenannten Kaskade verschaltet. So lässt sich die Gesamtleistung flexibel an den tatsächlichen Bedarf anpassen.

Ein weiterer Vorteil: Innerhalb einer Kaskade können einzelne Anlagen sowohl heizen als auch kühlen. Das ist besonders dann interessant, wenn ein Betrieb beides gleichzeitig benötigt.

Für die Umsetzung eines solchen Projekts lohnt sich häufig die Zusammenarbeit mit spezialisierten Fachbetrieben, die passende Konzepte für den jeweiligen Standort entwickeln.

Wesentliche Voraussetzung für jede dieser Anwendungen ist eine geeignete Wärmequelle. Ohne sie lässt sich auch das wirtschaftlichste Wärmepumpenkonzept nicht sinnvoll umsetzen.

Geeignete Wärmequellen im Betrieb

Als Wärmequelle kommen unter anderem folgende Optionen infrage:

  • Abwärme aus Produktions- oder Kühlprozessen
  • Prozessabwasser mit nutzbarem Temperaturniveau
  • Erdwärme oder Grundwasser am Standort
  • Umgebungsluft, sofern ausreichend verfügbar

Welche Quelle sich eignet, hängt stark vom jeweiligen Standort und Produktionsprozess ab. Eine fundierte Analyse im Vorfeld ist daher unerlässlich.

Nach der technischen Betrachtung lohnt sich auch ein Blick auf die praktische Umsetzung. Einige Hinweise erleichtern den Einstieg in industrielle Wärmepumpenprojekte.

Praktische Tipps für Unternehmen

Wer den Umstieg auf industrielle Wärmepumpen plant, sollte einige Punkte frühzeitig berücksichtigen. Das erleichtert sowohl die technische Planung als auch die spätere Wirtschaftlichkeit.

  • Vorhandene Abwärmequellen im Betrieb systematisch erfassen
  • Temperaturanforderungen der einzelnen Prozesse genau prüfen
  • Fördermöglichkeiten wie die Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz nutzen
  • Frühzeitig mit erfahrenen Planungsbüros zusammenarbeiten

Zusätzlich empfiehlt sich ein Blick auf weiterführende, unabhängige Informationsangebote. Durch Praxisbeispiele zu Wärmepumpen in der Industrie finden Unternehmen zusätzliche Orientierung.

Auch staatliche Förderprogramme entwickeln sich stetig weiter. Ein regelmäßiger Blick auf aktuelle Konditionen kann sich finanziell deutlich auszahlen.

Damit lässt sich der Blick abschließend auf die wichtigsten Erkenntnisse richten.

Fazit zu industriellen Wärmepumpen

Industrielle Wärmepumpen bieten der produzierenden Wirtschaft eine reale Chance, Prozesswärme klimafreundlicher und unabhängiger von fossilen Energieträgern zu gestalten. Die Technik ist ausgereift und in vielen Branchen bereits im Einsatz.

Entscheidend für den Erfolg ist eine sorgfältige Planung, die Wärmequellen, Temperaturanforderungen und Fördermöglichkeiten gleichermaßen berücksichtigt. Wer diese Schritte beachtet, kann von spürbaren Einsparungen profitieren.

Angesichts steigender Anforderungen an die Dekarbonisierung dürfte die Bedeutung industrieller Wärmepumpen in den kommenden Jahren weiter zunehmen.