Prozesswärme

Bei Prozesswärme handelt es sich um die Wärme, die in industriellen und gewerblichen Fertigungsprozessen zur Veränderung einer Werkstück- oder Stoffeigenschaft benötigt wird. In der deutschen Industrie stellt die Prozesswärme die wichtigste Energieform dar: Laut Umweltbundesamt [1] entfallen rund 60 Prozent des gesamten Endenergieverbrauchs in der Industrie auf Prozesswärme.

In Zeiten von globaler Erwärmung und Klimadebatte rückt auch der Energieverbrauch industrieller Sektoren mehr und mehr in den Fokus der Diskussion. Der Prozesswärme kommt in diesem Zusammenhang eine Schlüsselrolle zu: Aufgrund der hohen CO₂-Belastung bieten die Erzeugung und Nutzung von Prozesswärme ein großes Potenzial zur branchenübergreifenden Dekarbonisierung und Reduzierung des Stromverbrauchs in der Industrie.

Auf dieser Seite erfahren Sie anhand praxisnaher Beispiele alles zu den wichtigsten thermischen Prozessen in der Industrie, lernen die Bedeutung der Prozesswärme für die Nachhaltigkeit kennen und erfahren, wie Sie als Unternehmen von einer Prozesswärme-Nutzung profitieren können.

Was ist Prozesswärme?

Prozesswärme ist Wärme, die in der Industrie für technische Verfahren benötigt wird. Zu diesen Verfahren gehören beispielsweise das Trocknen von Bauteilen, das Schmelzen von Metallen oder die Bereitstellung von Dampf. Gleichzeitig wird mit dem Begriff Prozesswärme aber auch die Abwärme thermischer Prozesse in der Industrie beschrieben. So kann die Abwärme von Kraftwerksprozessen beispielsweise in Nah- und Fernwärmenetze eingespeist und zur Beheizung von Gebäuden genutzt werden.

Der maßgebliche Parameter zur Bestimmung von Prozesswärme ist das Temperaturniveau. Thermische Verfahren in der Industrie erfordern jeweils ein bestimmtes, prozessspezifisches Temperaturniveau, dabei gilt: Je höher das Temperaturniveau, desto größer ist der erforderliche Energieeinsatz zur Erzeugung der Wärme. Der Energieverbrauch von Unternehmen hängt daher in hohem Maße von dem Temperaturniveau der Prozesswärme ab.

In der europäischen Industrie sind diese Temperaturniveaus vorherrschend [2]:

• Heißer als 400 °C: 43 %
• 100 °C bis 400 °C: 27 %
• Bis 100 °C: 30 %

Welche industriellen Prozesse benötigen Wärme?

In Industrie und Gewerbe wird Wärme in unterschiedlichsten Formen zur Veränderung von Stoff- oder Werkstückeigenschaften benötigt. typische thermische Prozesse sind:

• Trocknungsprozesse: Erwärmte Luft hat eine deutlich höhere Kapazität zur Wasseraufnahme und eignet sich daher ideal für die effiziente und schnelle Trocknung von Werkstoffen. Die heiße Luft wird dabei über den zu trocknenden Werkstoff geführt und entzieht diesem durch Konvektion Feuchtigkeit.
• Schmelz- und Schmiedeprozesse: In der metallurgischen Industrie benötigen viele Schmelz- und Schmiedeprozesse große Mengen an thermischer Energie. Dazu gehören beispielsweise Hochöfen zur Stahlerzeugung oder Industrieöfen zum Glühen von Stahl.
• Dampfprozesse: Zahlreiche industrielle Prozesse basieren auf der Verwendung von Prozesswärme in Form von Wasserdampf. Ein typisches Beispiel ist die Dampfturbine, die Wasserdampf auf hohem Temperatur- und Druckniveau zur Herstellung elektrischer Energie nutzt.

Prozesswärme als Chance: Energieeffizienz und Nachhaltigkeit

Für die Herstellung von Prozesswärme werden unterschiedliche Energieträger genutzt. Die vorherrschende Energiequelle für die Prozesswärmeerzeugung in der Industrie sind nach wie vor fossile Brennstoffe wie Erdgas oder Heizöl. Bei der Verbrennung fossiler Energieträger werden jedoch beachtliche Mengen klimaschädlicher Treibhausgase wie CO₂ freigesetzt. Vor dem Hintergrund des ungebremsten Klimawandels sind daher Alternativen zur nachhaltigeren und effizienteren Erzeugung und Nutzung von Prozesswärme gefragt.

Auf der Erzeugungsseite gibt es verschiedene Möglichkeiten zur nachhaltigen Reduzierung der CO₂-Emissionen. Zur Erzeugung von Prozesswärme auf geringen bis mittleren Temperaturniveaus eignen sich vor allem Wärmepumpen, geothermische Anlagen und Solarthermieanlagen. Bei höheren Temperaturniveaus kommen alternative Brennstoffe wie Biomasse sowie Abfälle und regenerativ erzeugte Elektrizität infrage.

Durch innovative Anlagentechnik gelingt es darüber hinaus, die Effizienz des Erzeugungsprozesses zu erhöhen: So können elektrisch beheizte oder gasbefeuerte Thermoölheizanlagen den Energiebedarf spürbar senken. Auch die Nutzung von Prozesswärme bietet ein erhebliches Effizienzpotenzial: Wird die Abwärme von thermischen Prozessen mittels Wärmetauschern nutzbar gemacht, so kann sie in anderen Prozessen wiederverwendet werden. Erfahren Sie in diesen Beiträgen mehr über industrielle Abwärme und Thermalöl.

Wie können Sie als Unternehmen von einer Prozesswärme-Nutzung profitieren?

Der Energieverbrauch von Unternehmen wird in hohem Maße durch den Bedarf an Prozesswärme bestimmt. Die Prozesswärme hat aus diesem Grund auch einen erheblichen Einfluss auf die Betriebskosten von Unternehmen. Die Reduzierung des Energieverbrauchs zur Prozesswärmeerzeugung liegt daher im wirtschaftlichen Interesse der Unternehmen. Gleichzeitig stellt der Gesetzgeber immer höhere Anforderungen an die Energieeffizienz und setzt finanzielle Anreize zur Reduzierung der CO₂-Emissionen.

Für energieintensive Unternehmen aus Industrie und Gewerbe zahlt sich die Investition in eine effizientere Prozesswärmeerzeugung und -nutzung in der Regel schnell aus. Maßnahmen wie die Investition in moderne Brennkessel, die Einbindung regenerativer Energiequellen oder die Auskopplung von Abwärme zur Wiederverwendung schonen nicht nur die Liquidität des Unternehmens, sondern auch die Umwelt.

Wie macht Aura Prozesswärme nutzbar?

Als erfahrener Spezialist für Prozesswärme entwickelt Aura hocheffiziente Lösungen für die Industrie. Unsere innovativen Prozesswärmesysteme werden branchenübergreifend eingesetzt und reichen von effizienten Thermoölheizanlagen und indirekten Dampferzeugern über Heißwasseranlagen bis zu Wasserbaderhitzern und Speiseölheizanlagen.

Unsere innovativen Produkte kommen in zahlreichen Branchen vom Maschinen- und Anlagenbau über die Energietechnik, Chemiebranche, Lebensmittelindustrie und die Öl- und Gasbranche bis zur Holzindustrie zum Einsatz. Dabei vereinen wir alle Kernkompetenzen von Projektplanung und Design über Produktion und Dokumentation bis hin zu Service und Wartung unter einem Dach. Mit unserer Hilfe senken Sie den Stromverbrauch der Industrie. Sprechen Sie uns an und lassen Sie sich zu Ihren individuellen Energiesparpotenzialen beraten.

Genutzte Quellen:
https://blog.vorest-ag.com/energiemanagement/energieverbrauch-prozesswaerme-in-industrie/
https://www.energie-lexikon.info/prozesswaerme.html
https://www.energynet.de/2018/04/11/erneuerbare-prozesswaerme-industrie/
https://www.bee-ev.de/fileadmin/Publikationen/Pr%C3%A4sentationen/BEE-Fachdialog_Vortrag_Erneuerbare_Energien_fuer_Prozesswaerme_aus_Sicht_der_Wissenschaft_Dr_Antje_Seitz.pdf
Energieverbrauch für fossile und erneuerbare Wärme | Umweltbundesamt
Prozesswärme – Wikipedia
[1] Energieverbrauch für fossile und erneuerbare Wärme | Umweltbundesamt
[2] Industrie: Prozesswärme-Temperaturen | Statista