Abwärme

Abwärme bezeichnet Wärme, die bei technischen Prozessen oder in Energieerzeugungsanlagen entsteht, aber nicht in nutzbare Arbeit umgewandelt wird. Sie wird daher häufig als Verluste betrachtet und in der Umwelt abgegeben. Abwärme kann verschiedene Temperaturebenen aufweisen, von niedrig bis hoch, und lässt sich je nach Qualität unterschiedlich nutzen.

Zu den wichtigsten Quellen zählen Industrieprozesse (z. B. Stahl-, Zement- und Chemieproduktion), Kraftwerke, Rechenzentren, Gebäudekühlung sowie Abwärme aus Fahrzeugen und anderen thermischen Systemen. In vielen Fällen entsteht erhebliche Abwärme, deren Nutzung die Gesamtenergieeffizienz eines Systems deutlich verbessern kann.

Verfahren zur Abwärmenutzung umfassen Wärmetauscher und andere Wärmeübertrager, die Abwärme auf Nutztemperaturen bringen und Vorwärmprozesse oder Dampferzeugung unterstützen. Mechanische oder chemische Nutzungen, wie Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), ORC-Systeme (Organischer Rankine-Kreisprozess) zur Stromerzeugung aus niedrigeren Temperaturen, sowie Absorptionskälteanlagen und Wärmepumpen, die Abwärme als Wärmequelle verwenden, spielen eine zentrale Rolle. In vielen Fällen erfolgt eine Kaskadennutzung, bei der Abwärme in mehreren Stufen eingesetzt wird. Fernwärmenetze können Abwärme aus Industrie oder Rechenzentren bündeln und nutzbar machen.

Vorteile der Abwärmenutzung liegen in Energieeinsparungen, reduzierten Emissionen und einem höheren wirtschaftlichen Wert der eingesetzten Energie. Herausforderungen sind Investitions- und Betriebskosten, technische Komplexität, Standortabhängigkeit sowie die Qualität der Abwärme (Temperaturniveau) für bestimmte Anwendungen. Politische Rahmenbedingungen, Förderprogramme und Normen unterstützen Projekte zur Abwärmenutzung, insbesondere im Kontext von Energieeffizienz, Klimaschutz und Kreislaufwirtschaft.