Industrielle Abwärme: Nutzung und Herausforderungen

Was ist industrielle Abwärme?

Industrielle Abwärme ist die Wärmeenergie, die in industriellen Prozessen als Nebenprodukt entsteht. Oft bleibt sie ungenutzt und entweicht unkontrolliert in die Umgebung – ein vermeidbarer Energieverlust.

Industrielle Abwärme entsteht in nahezu allen Branchen und vielen Produktionsprozessen, insbesondere in:

• Hochtemperaturprozessen – z. B. in der Stahl-, Glas- und Zementindustrie.
• Dampf- und Heizprozessen – z. B. in der Papier-, Chemie- und Lebensmittelindustrie.
• Kühlprozessen – z. B. in Rechenzentren und Kühlhäusern.
• Verbrennungsprozessen – z. B. in Kraft- und Blockheizkraftwerken.
  
  

Die Einteilung der Prozesswärme erfolgt üblicherweise nach Temperaturniveaus:

• Hochtemperaturwärme: > 1.000 °C für die Zement-, Glas-, Keramik-, Metall- und Stahlindustrie.
• Mitteltemperaturwärme: 500 - 1000 °C für Chemie und Metallverarbeitung
• Niedertemperaturwärme: < 500 °C: für alle Industrien mit Wärmebedarf für Heizen, Trocknen, Darren, Blanchieren etc., von Lebensmittelherstellung bis Papier und Druck.

Die nachfolgende Graphik zeigt den industriellen Wärmebedarf, normiert auf 100% je Wirtschaftszweig und farblich unterteilt in Temperaturniveaus. Die Niedertemperaturwärme wird in zwei Bereiche (100 – 500 °C und < 100 °C) unterteilt.

Vorteile der Nutzung industrieller Abwärme

Die Nutzung der Abwärme bietet Industrien und Gewerbe wirtschaftliche und ökologische Vorteile. Sie steigert die Energieeffizienz, senkt Kosten und unterstützt dabei, die Klima- und Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.

Energieeffizienz und Kosteneinsparungen

Ein Großteil der eingesetzten Energie geht in industriellen Prozessen als Abwärme verloren, lässt sich aber durch innovative Technologien wieder zurückgewinnen. So können Unternehmen  ihren Energieverbrauch und die Energiekosten deutlich senken. Die Einsparungen variieren je nach Branche, Prozess und eingesetzter Technologie. Bei der Drucklufterzeugung sind bis zu 85 % Rückgewinnung möglich.  

Reduktion von CO₂-Emissionen und Umweltbelastungen

Die Nutzung von Abwärme senkt den Einsatz fossiler Energieträger. Unternehmen verkleinern so ihren ökologischen Fußabdruck und minimieren Kostenrisiken durch steigende CO₂-Preise.

Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit und des Unternehmensimages

Unternehmen, die Abwärme effizient nutzen, verbessern ebenfalls ihre Wettbewerbsfähigkeit. Sie senken Kosten und positionieren sich als  Vorreiter in Sachen Nachhaltigkeit. Das verbessert ihre Chancen, bei Ausschreibungen und Verhandlungen mit Partnern, die Wert auf eine umweltfreundliche Produktion legen.

Beispiele erfolgreicher Abwärmenutzung in der Industrie

Abwärme lässt sich  überall dort nutzen, wo sie entsteht: in fast allen Industriezweigen, da die modernen Produktionsprozesse viel Energie verbrauchen.

Zementindustrie

Die Zementindustrie gehört zu den energieintensivsten Branchen weltweit. In den Drehrohröfen und Klinkerkühlern entstehen Temperaturen von über 1.400 °C, wodurch große Mengen Abwärme freigesetzt werden. Diese lässt sich zur Stromerzeugung oder Prozesswärme nutzen – das steigert die Energieeffizienz  und reduziert den CO₂-Ausstoß.

Metall- und Stahlindustrie

Hochöfen, Schmelzanlagen und Glühprozessen setzen eine enorme Hitze frei, die als Abwärme verloren geht. Diese lässt sich effizient zur Stromerzeugung oder Vorwärmung von Rohstoffen nutzen. 

Glasindustrie

Die Glasindustrie gehört zu den besonders energieintensivsten Branchen, da Schmelzprozesse Temperaturen von bis zu 1.700 °C erfordern, Dabei entstehen kontinuierlich große Mengen Abwärme, die bisher oft ungenutzt bleiben. Moderne Wärmerückgewinnungssysteme nutzen diese Energie effizient.

Chemische Industrie 

Auch in der chemische Industrie gibt es verschiedenste Prozesse, die große Mengen an Abwärme erzeugen – von Reaktionswärme über Destillationsprozesse bis hin zu Abgasen. Diese Abwärme wird mit modernen Technologien zurückgewonnen und für interne Prozesse oder externe Wärmeabnehmer genutzt. 

Papierindustrie

Die Papierindustrie verbraucht enorme Mengen an Energie, insbesondere in der Stoffaufbereitung, in Trocknungsprozessen und Dampfkreisläufen. Ein Großteil der eingesetzten Dampfenergie für die Papiertrocknung wird als Wasserdampf aus den Trockenhauben abgesaugt. Wärmerückgewinnungsanlagen wärmen die Haubenzuluft vor und versorgen andere Verbraucher mit Wärme. 

Lebensmittelindustrie

In der Lebensmittelindustrie sind thermische Prozesse wie Kochen, Pasteurisieren Kühlen und Trocknen an der Tagesordnung. Die dadurch entstehende Abwärme wird durch Wärmepumpen oder Wärmetauscher zurückgewonnen und erneut für Produktionsschritte wie z.B. die Heißwasserbereitung eingesetzt. 

Brau- und Getränkeindustrie

Die Brau- und Getränkeindustrie gehört zu den energieintensivsten Branchen in Deutschland. Bei der Würzekühlung, Kälteerzeugung und in Abfüllprozessen entstehen große Mengen an Abwärme. Durch innovative Wärmerückgewinnungssysteme nutzt die Industrie diese Wärme für Prozesse wie Heißwasserbereitung oder Raumheizung.

Rechenzentren

In Deutschland gibt es etwa 3.000 Rechenzentren, in denen durch die Kühlung von Servern und anderen technischen Komponenten Abwärme entsteht. Diese kann an andere Wärmeabnehmern weitergeleitet werden und  zur Verfügung gestellt werden und erwirtschaftet so Einnahmen für den Betreiber.  

Mehr erfahren Sie in unserem Blogbeitrag zu: Abwärme von Rechenzentren

Herausforderungen und Grenzen der Abwärmenutzung

Was ist technisch machbar? Was rechnet sich auf lange Sicht? Wie ist die Rechtslage und wie können die Investitionen refinanziert werden? Die Nutzung industrieller Abwärme bringt viele Fragen und Herausforderungen mit sich. Wir meistern sie mit Expertise, Erfahrung und starken Partnern.

Technische Herausforderungen

Ein zentraler Aspekt ist die technische Integration in bestehende Prozesse Zunächst gilt es, Abwärmequellen zu identifizieren und ihr Potenzial zu bewerten – entscheidend sind Temperatur, Menge und Verfügbarkeit. 

Die Wärme wird über Wärmetauscher ausgekoppelt und auf ein Sekundärmedium übertragen. Dort wird sie direkt genutzt oder mit einer Wärmepumpe auf ein höhere Temperaturniveau gebracht. 

In einer ORC-Anlage wird die Wärme  auf ein Arbeitsmedium übertragen, teilweise in Strom umgewandelt  und überschüssige Energie auf niedrigem Temperaturniveau abgeführt. Eine durchdachte Infrastruktur sorgt für effizienten Transport und Speicherung der Wärme – ohne die Produktionsabläufe zu stören. 

Die technische Umsetzung der Abwärmenutzung hängt stark von den Eigenschaften der Abwärme ab. Hochtemperaturabwärme (> 500 °C) aus  der Stahl- oder Zementindustrie , wird relativ einfach für Stromerzeugung oder Prozesswärme genutzt. Mittleren Temperaturen (100-500 °C), etwa in der Papier- oder Chemieindustrie, bietet die Wärmerückgewinnung nach dem Pinch-Point-Prinzip oder mit Hochtemperaturwärmepumpen effiziente Lösungen. Auch die Nutzung von Niedertemperatur-Abwärme (< 100 °C) über Wärmetauscher, Zwischenkreisläufe, Wärmepumpen und Wärmespeicher ist mit marktreifer Technik möglich und sinnvoll.

Eine weitere Herausforderung ist die zeitliche Verfügbarkeit der Abwärme. Viele Industrieprozesse laufen nicht rund um die Uhr. Das führt zu Schwankungen im Abwärmeaufkommen und in den Temperaturbereichen. Speicher puffern hier den zeitlichen Versatz zwischen Wärmeangebot und Wärmebedarf. Das ermöglicht eine bessere Auslastung der Wärmerückgewinnungsanlage. Auch die Entfernung zwischen Abwärmequelle und -verbraucher gilt es zu berücksichtigen. Während manche Unternehmen Abwärme direkt für interne Prozesse nutzen, erfordert die Einspeisung in Wärmenetze eine durchdachte Planung der Infrastruktur, um Transportverluste zu minimieren. 

Wirtschaftliche Überlegungen: Investitionen mit langfristigem Mehrwert

Neben der Technik entscheidet die Wirtschaftlichkeit über die Rentabilität der Abwärmenutzung. Investitionen amortisieren sich mittel- bis langfristig durch geringere Energiekosten, reduzierte CO₂-Abgaben und Fördermittel. Ein Energieversorger mit Erfahrung in der Industrie unterstützt Unternehmen dabei , individuelle Wirtschaftlichkeitsanalysen durchzuführen, Fördermittel zu beantragen und maßgeschneiderte Finanzierungsmodelle zu entwickeln. 
Ein wichtiger wirtschaftlicher Faktor ist die Volatilität der Energiepreise. Unternehmen, die früh in Abwärmenutzung investieren, schützen sich vor künftigen Preissteigerungen.

Gesetzliche Rahmenbedingungen

Seit dem 1. Januar 2025 sind Unternehmen mit einem jährlichen Gesamtenergieverbrauch von mehr als 2,5 GWh verpflichtet, ihre Abwärmepotenziale und -quellen systematisch zu erfassen und zu dokumentieren. 

Dazu melden Unternehmen ihre Abwärmepotenziale an die Bundesstelle für Energieeffizienz (Link:  BfEE - Plattform für Abwärme). 

Ab einem Gesamtenergieverbrauch > 7,5 GWh schreibt das Energieeffizienzgesetz (EnEfG) die Einführung eines Energiemanagementsystems (EnMS) vor. Entsprechende Maßnahmen zur Nutzung der Abwärme, so die Logik des EnEfG, sollen Teil der Umsetzungspläne gemäß EnMS werden. Mithilfe der sogenannte Valeri-Methode (Validierung nach DIN EN 17463 (VALERI) - GUTcert) wird die Wirtschaftlichkeit von Einzelmaßnahmen daran bemessen, ob ihr Kapitalwert vor der Hälfte der Nutzungsdauer positiv wird. Letztlich kann jedoch jedes Unternehmen selbst entscheiden, ob und wann es in Abwärmemaßnahmen investiert.
Die Grafik zeigt den Entscheidungsbaum aus dem Merkblatt zum EnEfG:

Interessante Fördermöglichkeiten zur Senkung der Investitionskosten

Unternehmen, die Technologien zur industriellen Abwärmenutzung integrieren möchten, profitieren von verschiedenen Förderprogrammen:

Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft (EEW)

Dieses Programm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) unterstützt Unternehmen bei Maßnahmen zur Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz. Es umfasst mehrere Module, die zum Teil auch für die Abwärmenutzung relevant sind:

• Modul 1: Querschnittstechnologien – fördert den Erwerb und die Installation effizienter Technologien, einschließlich Wärmerückgewinnungseinrichtungen in raumlufttechnischen Anlagen, Wärmeübertragern für Drucklufterzeugungsanlagen und Wärmeübertragern zur Abwärmenutzung aus Abwasser- oder Prozesswasserströmen. 
  Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) erhalten bis zu 40 % der förderfähigen Investitionskosten als Zuschuss. Bei größeren Unternehmen sind bis zu 30 % möglich sind.
• Modul 4: Energie- und ressourcenbezogene Optimierung von Anlagen und Prozessen – unterstützt  Optimierungsmaßnahmen zur Abwärmenutzung, die nachweislich zu einer Endenergieeinsparung führen. Hierfür ist die Vorlage eines Energieeinsparkonzepts erforderlich. Dieses wird von einem zugelassenen Energieberater erstellt. Die Förderquote für Wärmepumpen für Nicht-KMU beträgt derzeit 25% für förderfähigen Kosten einschließlich Planung und Beratung. Mehr dazu finden Sie hier: BAFA - Modul 4: Energie- und ressourcenbezogene Optimierung von Anlagen und Prozessen – Basisförderung

Bundesförderung für effiziente Wärmenetze (BEW)

Die BEW ist interessant für Unternehmen,  die rückgewonnene Abwärme in Wärmenetze einspeisen wollen Die BEW zielt darauf ab, den Neubau von Wärmenetzen mit hohen Anteilen erneuerbarer Energien sowie die Dekarbonisierung bestehender Netze zu fördern. Unternehmen erhalten Zuschüsse für Investitionen in Infrastruktur und Technologien zur Integration von Abwärme in Wärmenetze . Die Förderung umfasst bis zu 40 % der förderfähigen Ausgaben, mit einem maximalen Förderbetrag von 100 Millionen Euro pro Vorhaben für zwei Jahre. 

Experten-Know-how für die Beantragung erforderlich

Wer einen Förderantrag nach EEW stellen möchte, muss das Antragsformular des Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) ausfüllen. Zwingend ist in diesem Zusammenhang auch die Vorlage eines Einsparkonzepts. Dies muss von bei der BAFA-gelisteten Energieberatenden erstellt werden. Das Einsparkonzept bildet eine wesentliche Grundlage für die Beurteilung, ob und in welchem Umfang die Maßnahmen bezuschusst werden können. Selbstverständlich unterstützen wir Sie auch hier.

Fazit 

Abwärme ist wertvolle Energie, die oft ungenutzt verpufft.. Seit der Einführung des Energieeffizienzgesetzes (EnEfG) im November 2023 erfassen Unternehmen ihre Abwärmepotenziale systematisch. Eine zentrale Plattform verbessert die Datenlage und vernetzt Industrie, Wärmekunden und Lösungsanbieter. Nutzen Sie diese Chance, um die Energieeffizienz zu steigern, Kosten zu senken und einen Beitrag zum Umweltschutz zu leisten. 

Herausforderungen meistern. Chancen nutzen. Mit der MVV.

Die MVV-Unternehmensgruppe bildet mit ihren Gesellschaften eine umfangreiche Wertschöpfungskette im Bereich der Abwärmenutzung ab. Das BFE Institut für Energie und Umwelt, ein Tochterunternehmen von MVV Enamic, verfügt über ein Team von BAFA-gelisteten Energieberatenden. Im Rahmen eines geförderten Transformationsplans wird die Abwärmenutzung konzeptionell berücksichtigt. Ebenso verfügt die BFE über Fördermittelexperten, die die Anträge bei der BAFA im Namen unserer Kunden stellen können. 

Für die Projektierung, Finanzierung, den Bau und Betrieb umfangreicher Lösungen zur Nutzung, Auskoppelung und/oder Verstromung von Abwärme ist die MVV ein kompetenter und zuverlässiger Partner. Unsere Geschäftskundeneinheit MVV Enamic bietet ein Full-Service-Paket für eine wirtschaftliche und sichere Energieversorgung aus einer Hand.