Abwärmenutzung

Abwärmenutzung bezeichnet die Wiederverwertung von Wärme, die in industriellen Prozessen, bei der Stromerzeugung oder in anderen technischen Anlagen als Nebenprodukt entsteht. Ziel ist es, nutzbare Energie zu gewinnen, statt Wärme ungenutzt an die Umwelt abzugeben, um Energieeffizienz zu erhöhen und Primärenergie sowie Emissionen zu senken.

Typische Abwärmequellen sind industrielle Prozesse (Metallverarbeitung, chemische Produktion, Lebensmittelherstellung), Kraftwerke und verteilte Generatoren, Rechenzentren sowie Verkehrssysteme (Verbrennungsmotoren, Züge, Schiffe). Die Wärme hat oft unterschiedliche Temperaturen und Qualitätsstufen, was ihre Nutzbarkeit und die geeigneten Technologien beeinflusst.

Zu den wichtigsten Technologien gehören Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und nutzbarer Wärme; Wärmetauscher und Abwärmespeicher; Wärmepumpen, die niedrigtemperierte Abwärme auf nutzbares Niveau anheben; Organische Rankine-Zyklen (ORC) oder Kalina-Kreisläufe; Nah- und Fernwärmenetze zur Verteilung der Wärme. In einigen Anwendungen kommt auch Prozessoptimierung oder Abwärmerückgewinnung direkt im Fertigungsprozess zum Einsatz.

Der Nutzen liegt in höherer Gesamtenergieeffizienz, reduziertem Primärenergiebedarf und geringeren CO2-Emissionen. Wirtschaftlich können Betriebskosten sinken, und die Wärmeversorgung wird resilienter. Herausforderungen sind hohe Investitions- und Betriebskosten, Bedarf an passenden Wärmequalitäten, saisonale Verfügbarkeit, technischer Aufwand für Integration, Regulierung und Netzinfrastruktur.

Der Bereich wird durch Förderprogramme, gesetzliche Vorgaben und Klimaziele unterstützt. Praxisbeispiele finden sich in Industrie-KWK-Anlagen, Rechenzentren mit Wärmenutzung sowie kommunalen Nah- bzw. Fernwärmenetzen.