Obwohl die EU einen Großteil ihrer industriellen Dekarbonisierungsbemühungen auf die Produktion und Nutzung von Wasserstoff konzentriert hat, ist in einer Fabrik westlich von Mailand, Italien, eine stille Revolution im Gange – die Elektrifizierung von Niedertemperaturwärme.
Industriell Der Wärmebedarf ist einer der größten individuellen Treiber des Energieverbrauchs, ein großer Teil dieses Bedarfs entfällt auf Temperaturen unter 200 °C und macht laut Angaben 37 % des Industriebedarfs in Deutschland aus eine Studie der Berliner Denkfabrik Agora Energiewende.
Große Wärmepumpen stehen an vorderster Front der Bemühungen, diesen Wärmebedarf zu dekarbonisieren. Wie Wärmepumpen für Häuser oder Wohnungen nutzen diese Maschinen Strom, um die Umgebungswärme in der Luft, im Boden oder im Wasser zu vervielfachen. Aber im Gegensatz zu inländischen Versionen, tSie sind um ein Hundertfaches leistungsstärker, kosten Millionen Euro und können kostengünstig Temperaturen von bis zu 200 °C erzeugen – vorausgesetzt, sie verfügen über die richtige Wärmequelle.
Industriewärme mit Temperaturen unter 200 °C wird typischerweise zur Dampferzeugung verwendet, wie sie in der chemischen Industrie verwendet wird, oder für Trocknungsprozesse in der Papierherstellung.
Der italienische Zulieferer Turboden installiert eine 12-MW-Wärmepumpe für einen Zellstoff- und Papierhersteller in Finnland, deren Aufgabe es ist, 100 °C heiße Wärme aus Fabrikabgasen zu gewinnen und diese auf brühende 170 °C zu erhöhen.
Großes Potenzial, unmittelbare Herausforderungen
Bisher hat Brüssel einen Großteil seiner industriellen Dekarbonisierungsbemühungen auf die Produktion und Nutzung von Wasserstoff, einem sauber verbrennenden Gas, konzentriert. Diese Technologie ist viel besser geeignet, höhere Temperaturen zu erzeugen – die anderen 63 % des industriellen Wärmebedarfs.
Leider haben Industrie- und Haushaltswärmepumpen nicht die gleiche Aufmerksamkeit erhalten – ein zuvor angekündigter Aktionsplan wurde im Dezember letzten Jahres von der Tagesordnung der Kommission gestrichen.
„Für große Wärmepumpen ist es immer noch wirtschaftlich schwierig“, sagt der führende Experte Jan Rosenow, Leiter der Denkfabrik für saubere Energie, Regulatory Assistance Project (RAP), in Europa, und führt den mangelnden Erfolg auf zwei Faktoren zurück: „Niedrige Gaspreise.“ und hohe Kapitalkosten.“
Während der Betrieb großer Wärmepumpen günstiger sein kann als die Erzeugung von Wärme aus fossilen Brennstoffen, sind die Vorabinvestitionskosten tendenziell höher.
Aber Andrea Magalini, General Manager für den Geschäftsbereich Wärme bei Turboden, bleibt optimistisch.
Im Gespräch mit Journalisten am Hauptsitz des Unternehmens in Brecia, Italien, sieht Magalini „vielversprechende Entwicklungen für den Wärmepumpenmarkt im nächsten Jahrzehnt“ voraus.
Der Weltmarkt für große Wärmepumpen könnte bis 2030 jährlich um 15 % auf 40 Milliarden US-Dollar wachsen, fügte er hinzu.
Insider nennen die europäische Energiekrise und den wachsenden Druck zur Dekarbonisierung als Grund für den plötzlichen Anstieg – nach Branchenzeitplänen – Anstieg Nachfrage nach großen Wärmepumpen. Der finnische Kunde von Turboden hofft, seine Abhängigkeit von russischem Gas zu verringern.
Turboden will einen kleinen Anteil an diesem Markt erobern: Bis 2026 will das Unternehmen seinen Umsatz von 120 Millionen Euro pro Jahr auf 200 Millionen Euro steigern, so CEO Paolo Bertuzzi – vor allem durch den Verkauf von mehr Wärmepumpen Das Unternehmen begann erst 2019 mit dem Angebot.
Das Unternehmen wird zunehmend von der Marktnachfrage überholt. „Unsere Kunden fragen uns nach Lösungen, aber wir hatten keine Zeit zum Testen“, sagt er.
Magalini ist jedoch optimistischer als sein Chef und betont, dass der Markt riesig sein wird. Er plant bereits den jährlichen Verkauf von zehn Großwärmepumpen mit einer Mindestleistung von jeweils 5 MW – die meisten davon fein abgestimmt auf Kundenvorgaben.
Andere europäische Akteure freuen sich, ihren Anteil an diesem wachsenden Markt zu erobern: Die deutschen Titanen Siemens Energy und die Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg (MAN) sind führend. Siemens hat kürzlich einen Vertrag mit Heineken über die Lieferung von 15 großen Wärmepumpen für seine Brauereien bis 2025 abgeschlossen.
Drei Sektoren treiben die Nachfrage
Neben industriellen Prozessen treiben zwei weitere Schlüsselsektoren das Interesse an dekarbonisierter Wärme voran, sagt Bertuzzi.
Erstens gibt es eine Zentralheizung für Wohnviertel. MAN errichtet ein riesiges 50-MW-Projekt, um 25.000 Haushalte in der dänischen Stadt Esbjerg mit Wärme zu versorgen. Das Projekt wird Meerwasser als lokale Wärmequelle nutzen und so die Temperaturen erhöhen, bevor das heiße Wasser in die Häuser gepumpt wird.
Zweitens erfordert die CO2-Abscheidung grüne Wärme. Projekte zur CO2-Abscheidung müssen noch in großem Maßstab realisiert werden, aber irgendwann werden Wärmepumpen den Dampf erzeugen, der zum Vorbereiten kritischer Chemikalien erforderlich ist.
Eine ehrgeizige Branche
„Ich weiß nicht, ob der Startschuss für den großen Wärmepumpenmarkt im Jahr 2024 fällt, aber die Ausschreibungen sind auf jeden Fall da“, sagt der CEO von Turboden und fügt hinzu, dass Versorgungsunternehmen derzeit die Top-Kunden seien und die Möglichkeit hätten, Geld aus Europa auszugeben Sanierungsfonds.
Was einst ein Nischeninteresse war, entwickelt sich mittlerweile zu einem Mainstream-Geschäft. Branchenmessen wie das Kopenhagener Hochtemperatur-Wärmepumpensymposium verzeichneten in den letzten Jahren einen Besucheranstieg um 400 %.
Es strömen auch mehr Möglichkeiten herein. Bei einer neuen „Carbon Contracts for Difference“-Auktion, die Anfang des Monats von der Bundesregierung gestartet wurde, werden 4 Milliarden Euro an Industrieunternehmen vergeben, die eine Dekarbonisierung anstreben, gefolgt von 19 Milliarden Euro in einer zweiten Runde im Herbst.
Papierunternehmen und die chemische Industrie könnten bei diesen Auktionen gut abschneiden, denn auf sie entfällt ein Großteil des deutschen Bedarfs an Niedertemperatur-Industriewärme.
Auch wenn es weiterhin Gegenwind gibt, sieht die Zukunft für große Wärmepumpen vielversprechend aus.
[Edited by Rajnish Singh/Donagh Cagney]