Abwärmenutzung: smart fürs Klima
Wie Abwärme effizient und nachhaltig genutzt werden kann.
Ungenutzte Abwärme von Industrieriesen verpufft vielerorts als Dampfwolke im Himmel. Und das, obwohl das Nebenprodukt stattdessen als klimaschonende Energiequelle genutzt werden kann. Welche Abwärmequellen in Industrie und Haushalt existieren, wie sie genutzt werden können und was die Klimaschutz-Kooperation zwischen den Stadtwerken Düsseldorf und Henkel damit zu tun hat – das und mehr lesen Sie in unserem Beitrag.
Was ist Abwärme?
Als industrielle Abwärme wird die Wärme bezeichnet, die bei einem technischen Prozess bzw. in einer (Produktions-)Anlage entsteht. Im Kleinen finden sich Abwärmequellen aber auch bei jedem von uns zu Hause: Wer früher einmal eine alte Glühbirne auswechseln musste, hat sicher schnell gemerkt, dass das Leuchtmittel, das eben noch in Benutzung war, fast zu heiß zum Anfassen ist. Im Gegensatz zu modernen LEDs geben die inzwischen veralteten Glühbirnen rund 95 % ihrer Energie als Wärme nach außen ab – man spricht von Abwärme. Das gleiche Prinzip gilt für den Backofen in Ihrer Küche. Sobald Sie einen Kuchen in den vorgeheizten Ofen schieben, entsteht ungewollt Abwärme, die den Raum erwärmt. In den kalten Wintermonaten können Sie so beim Plätzchenbacken zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Backen und Heizen. Im Grunde ist sogar die Wärme, die unser Körper beim Stoffwechselprozess ausstrahlt, Abwärme, die an die Umgebung abgegeben wird.
In der Industrie funktioniert dieses Prinzip genauso, nur in deutlich größeren Maßstäben. Die Abwärme entsteht in Industrieanlagen als unbeabsichtigtes Nebenprodukt der Prozesswärme (Wärme, die für technische Verfahren eingesetzt wird). Dies geschieht automatisch, wenn beispielsweise Kraftwerke, Biogas- oder Schmiedeanlagen in Betrieb sind. In vielen Fällen wird diese Abwärme ungenutzt an die Umgebung abgeleitet, zum Beispiel in Form von Warmluft, die in charakteristischen Dampfwolken über den industriellen Anlagen verfliegt. Dabei kann die CO2-neutrale Abwärme unter anderem zur grünen Wärmeproduktion sinnvoll für das Unternehmen genutzt oder ins Fernwärmenetz eingespeist werden. Dies gilt natürlich nur dann, wenn sich die Abwärme im Prozess gar nicht erst vermeiden lässt. Doch wenn sie erst einmal entsteht, ist es nur sinnvoll, dieses Energiepotenzial nicht ungenutzt verstreichen zu lassen.
Von Heizen bis Kühlen – Anwendungsbereiche für Abwärmenutzung in Industrie und Haushalt
Meist entsteht Abwärme in Form von heißer Luft oder heißem Wasser. Diese Wärmeenergie kann in erster Linie zum Heizen genutzt werden. Sogenannte Passivhäuser verdeutlichen gut, wie dieses Prinzip funktioniert: Ihre besondere Wärmedämmung und der Einsatz von Wärmetauschern ermöglichen, dass die Abwärme, die durch Elektrogeräte und die Körperwärme der Bewohner:innen entsteht, die Räume beheizt. So entsteht ein sinnvoller Kreislauf, mit dem sich Energieverbrauch und -kosten senken lassen. Auch Unternehmen nutzen entstandene Abwärme nach diesem Prinzip oftmals zum CO2-neutralen Heizen ihrer Fertigungshallen. Die Anwendungsbereiche der Abwärmenutzung sind jedoch vielfältig und gehen weit über das Passivhaus hinaus.
Heizarten im Überblick
Abwärme bietet eine sinnvolle und umweltschonende Ergänzung zu gängigen Heizarten wie Öl-, Gas- und Holzheizungen. Erfahren Sie mehr über die verschiedenen Wärmequellen und ihre Nachhaltigkeit.
Gerade in der Industrie ist das Energieeinsparpotenzial durch Abwärmenutzung von großer Bedeutung. Die Deutsche Energieagentur gibt an, dass Unternehmen ihre Energiekosten durch die gezielte Abwärmenutzung um bis zu 60 % senken können. Im Privathaushalt fällt dieser Prozentsatz zwar deutlich kleiner aus – doch auch hier trägt clevere Abwärmenutzung zu einer guten Energieeffizienz und geringeren Heizkosten bei.
Tipps und Technologien: Abwärmenutzung in Ihrem Zuhause
In Privathaushalten entsteht täglich Abwärme, die viele von uns gar nicht bewusst wahrnehmen. Häufig geht die Wärmeenergie deshalb ungenutzt verloren. Wir haben einige Möglichkeiten aufgelistet, mit denen Sie die Wärmeenergie in Ihrem Haushalt sinnvoll nutzen können.
Mithilfe spezieller Wärmerückgewinnungsanlagen können Sie Ihr Haus aufrüsten und die Abwärme wiederverwenden. Dadurch senken Sie Ihren Energieverbrauch und Ihre Energiekosten. Hierbei gibt es verschiedene Optionen: Lüftungsanlagen nutzen etwa warme Abluft von drinnen, um die kalte Luft von draußen zu erwärmen und dem Haus zuzuführen.
Abwärme in Privathaushalten kann vor allem dann sinnvoll zum passiven Heizen der Räume genutzt werden, wenn möglichst wenig Wärmeenergie verloren geht. Wenn das Gebäude gut gedämmt ist und auch die Fenster richtig isolieren, halten Sie die Abwärme von Öfen und Elektrogeräten besser im Haus.
Wärmepumpen nutzen Wärmeenergie aus unterschiedlichen Quellen, um diese beispielsweise in ein Heizsystem einzuspeisen. Mit einer Wärmepumpe können etwa Erdwärme, Grundwasser oder die Außenluft als Wärmequellen genutzt werden. Es ist theoretisch aber auch möglich, die Abwärme eines Kühlschranks oder eines anderen Elektrogeräts zu nutzen und über die Wärmepumpe zum Heizen eines Raums zu verwenden. Die Technologie der Wärmepumpe ist dabei sehr effizient und klimaschonend.
Die Kraft-Wärme-Kopplung ist ein Verfahren, bei dem sowohl Wärme als auch elektrische Energie erzeugt werden. Auch in Privathaushalten kommt es zum Einsatz, um die Abwärme zu nutzen und dadurch Energie zu sparen. So nutzen beispielsweise Mikro-Kraftwerke das KWK-Prinzip, indem die Wärmeenergie, die beim Verbrennungsvorgang entsteht, genutzt wird, um das Haus zu beheizen. In den Mikro-Kraftwerken entsteht gleichzeitig elektrische Energie, die wiederum in den Haushalt eingespeist werden kann. Durch die Nutzung der Abwärme sparen Sie mit diesem Verfahren CO2 – je nach verwendetem Brennstoff – und benötigen weniger Energie von externen Versorgern.
Ungenutzte Abwärme vermeiden: So geht‘s
In vielen Fällen ist eine sinnvolle Nutzung von Abwärme nicht möglich. Dann empfiehlt es sich aus Umweltschutzgründen, direkt darauf zu achten, dass weniger Abwärme im Haushalt entsteht. Greifen Sie daher beispielsweise auf energiesparende Elektrogeräte zurück. Fernseher, Kühlschränke oder Trockner mit hoher Energieeffizienzklasse (idealerweise A oder B) verbrauchen weniger Energie und erzeugen in der Regel auch weniger Abwärme.
Energiespartipps
Nicht nur durch Abwärmenutzung sparen Sie Energie. Weitere nützliche Tipps, wie Sie Ihren Strom-, Gas- oder Wasserverbrauch im Alltag effizienter gestalten, erhalten Sie hier.
Abwärmenutzung im großen Stil – ein Vorreiterprojekt in Düsseldorf
Die Düsseldorfer Klimaziele können nur durch gemeinschaftliches Engagement erreicht werden. Das wissen auch die Stadtwerke Düsseldorf. Im vergangenen Jahr haben wir deshalb eine Klimaschutz-Kooperation mit Henkel geschlossen, die inzwischen mit dem Spatenstich für die geplante Energiezentrale besiegelt wurde. Diese Energiezentrale entsteht auf dem Henkel-Werksgelände und soll dort zukünftig industrielle Abwärme ins Fernwärmenetz der Stadtwerke einspeisen – ein innovatives Energiekonzept für den Umweltschutz und das Ergebnis einer nachhaltigen Partnerschaft.
Die Bauarbeiten dauern voraussichtlich noch bis Ende 2024 an. Dann wird die Energiezentrale in Betrieb genommen und der Düsseldorfer Süden mit ihrer Wärme versorgt. Genau genommen sollen im Rahmen des Projekts bis zu 35 Prozent der Fernwärme für die Stadtteile Garath und Benrath über die Abwärme und die Wärme aus der Kraft-Wärme-Kopplung von Henkel gedeckt werden. So können nicht nur wir als Versorger unseren Erdgasverbrauch erheblich reduzieren und einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten – die gesamte Landeshauptstadt senkt ihre CO2-Emissionen um etwa 6.500 Tonnen jährlich. Kostenpunkt für die Stadtwerke: etwa 25 Millionen Euro. Finanzielle Unterstützung liefern das Wirtschaftsministerium des Landes mit dem Programm „progres.nrw – Wärme- und Kältenetze“ sowie Bundesmittel aus dem Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz .
Vorteile und Herausforderungen der Abwärmenutzung
Die Abwärmenutzung bietet viele Vorteile – sowohl für industrielle Unternehmen wie Henkel als auch für Privathaushalte. So trägt die Abwärmenutzung etwa zu einer Reduktion der CO2-Emissionen bei, die beim herkömmlichen Heizen durch fossile Brennstoffe entstehen.
Doch sowohl für Unternehmen als auch für Privatpersonen ist die Abwärmenutzung zum Teil noch mit hohen Kosten verbunden. Die Einrichtung von speziellen Anlagen wie Wärmepumpen oder KWK-Systemen kann teuer und aufwendig sein. Zudem müssen entsprechende Systeme und Anlagen regelmäßig gewartet werden, um ihre Funktionsfähigkeit und Sicherheit zu gewährleisten. Meist profitieren zudem nur Hausbesitzer:innen von diesen Technologien. Wer in einer Mietwohnung lebt, kann die Abwärme, die im Haushalt entsteht, nur bedingt nutzen.
Um die Kosten für eine umweltschonende Energienutzung für Verbraucher:innen zu senken, stehen verschiedene Förderungen zur Verfügung, die Maßnahmen zur Abwärmenutzung bezuschussen. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) fördert unter anderem die Anschaffung eines Wärmespeichers sowie die Installation einer Wärmepumpe. Über die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) erhalten Sie ein zinsgünstiges Darlehen zur Förderung von Wärmepumpen, KWK-Anlagen oder anderen Maßnahmen zur Abwärmenutzung.
