Strom statt Erdgas: Was die Wärmewende in der Industrie aufhält

Wärmepumpen und Elektrodenkessel könnten in der Industrie fossiles Erdgas ersetzen, doch bestehende Regulierungen behindern die Umstellung.

Ein Bericht von Hanno Böck veröffentlicht am 11. Juli 2022, 12:06 Uhr

Großwärmepumpen könnten einen wichtigen Beitrag leisten, um die Industrie von ihrer Erdgasabhängigkeit zu lösen. (Bild: Reinraum/Wikimedia Commons)

Ein nicht unerheblicher Teil des Energieverbrauchs der Industrie wird dadurch verursacht, dass für viele Prozesse Wärme benötigt wird. Bisher ist der wichtigste Energieträger, um diese Wärme bereitzustellen, fossiles Erdgas. Wegen des Ukrainekrieges ist die Versorgungslage mit Erdgas allerdings kritisch, und mittelfristig müssen die fossil betriebenen Anlagen wegen der geplanten Klimaneutralität sowieso weichen.

Industriewärme ist für etwa ein Viertel des Erdgasverbrauchs in Deutschland verantwortlich. Die naheliegendste Alternative hierzu ist, die entsprechenden Anlagen künftig elektrisch mit Ökostrom zu beheizen. Der Thinktank Agora Industrie hat kürzlich zu solchen Power-to-Heat-Anlagen eine Onlineveranstaltung durchgeführt und Vorabinfos aus einer Studie zum Thema, an der die Organisation zurzeit arbeitet, präsentiert.

Agora hat sich hierbei vor allem zwei Technologien angesehen: industrielle Wärmepumpen, die bei Temperaturen bis 200 Grad Celsius nutzbar sind, und Elektrodenkessel, mit denen Temperaturen bis 500 Grad Celsius erreicht werden können. Damit lassen sich zwar nicht alle Industriewärme-Anwendungen abdecken, aber die Technologien sind im Prinzip verfügbar und können schon in den nächsten Jahren in größerem Stil eingesetzt werden.

Elektrodenkessel könnten bei Stromnetz-Stabilisierung helfen

Neben der Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien sehen die Fachleute von Agora eine weitere Möglichkeit, wie derartige Technologien zur Energiewende beitragen können: Wenn man die Anlagen entsprechend flexibel betreibt, können sie einen Ausgleich für die fluktuierende Stromerzeugung aus Wind- und Sonnenenergie bereitstellen.

Das könnte etwa so aussehen, dass ein Unternehmen, das bisher seine Wärme mit Hilfe eines Gaskraftwerks erzeugt, diese künftig mit einem Elektrodenkessel bereitstellt, wenn viel Strom im Stromnetz vorhanden ist. Ist der Strom hingegen knapp, könnte weiter das Gaskraftwerk einspringen. Langfristig könnte von Gas auf grünen Wasserstoff umgerüstet werden.

Bei der Flexibilisierung gibt es zwischen den zwei betrachteten Technologien - Wärmepumpen und Elektrodenkesseln - jedoch neben der erreichbaren Temperatur wichtige Unterschiede. Wärmepumpen sind zwar sehr effizient, aber auch teuer. Die hohen Investitionskosten sorgen dafür, dass sie sich nur lohnen, wenn sie möglichst oft laufen.

Bei Elektrodenkesseln ist es anders: Sie erreichen deutlich weniger Effizienz, sind aber von den Investitionskosten her eher günstig. Daher lohnt es sich gegebenenfalls auch, sie zu installieren, wenn sie nur für eher kurze Zeiträume in Betrieb sind. Sprich: Für Flexibilisierung eignen sie sich vermutlich besser.

Eine Hürde bei der Einführung entsprechender Strom-Technologien sind laut Agora politische Rahmenbedingungen, die falsche Anreize setzen. Der Emissionshandel der EU sieht vor, dass Industriebetriebe für ihren Kohlendioxidausstoß Emissionszertifikate kaufen müssen. Allerdings erhalten viele Industriebetriebe diese größtenteils kostenlos, da sie sich im internationalen Wettbewerb befinden. Wenn ein Unternehmen von einer erdgasbetriebenen Wärmequelle auf elektrische Wärme umstellt, fallen auch die kostenlosen Emissionszertifikate weg.