Prozesswärme: Wärmepumpe in der Industrie
Industrie-Prozesswärme ist 30 % des deutschen Energiebedarfs. Wärmepumpen ersetzen Erdgas zunehmend — Konzepte und Förderung 2026.
Industrie-Prozesswärme im Überblick#
Industrie-Prozesswärme macht ca. 30 % des deutschen Endenergiebedarfs aus. Anwendungen je Temperatur-Niveau:
(1) Niedertemperatur 30-100 °C: 35 % der Prozesswärme. Anwendungen: Reinigung, Beheizung von Räumen, Niedertemperatur-Trocknung. Hier Wärmepumpen ideal.
(2) Mitteltemperatur 100-300 °C: 30 %. Anwendungen: Kunststoff-Verarbeitung, Lebensmittel-Pasteurisation, Lackier-Trocknung. Mit Hochtemperatur-WPs erreichbar.
(3) Hochtemperatur 300-800 °C: 25 %. Anwendungen: Metall-Verarbeitung, Glas-Schmelzen, Zement-Brennen. Aktuell schwer mit Wärmepumpen abdeckbar — Forschungs-Stand.
(4) Hochtemperatur über 800 °C: 10 %. Anwendungen: Stahl-Schmelzen, Aluminium-Schmelzen. Nur mit Direkt-Strom-Heizung oder Wasserstoff machbar.
Für Wärmepumpen-Anwendung ist die Niedertemperatur-Prozesswärme das größte Marktsegment in Deutschland. Branchen mit hohem Niedertemperatur-Bedarf: Lebensmittel-Industrie, Chemie, Papier-Industrie, Textil, Pharma, Galvanik, Lackier-Industrie.
Hochtemperatur-Wärmepumpen 2026#
Marktreife Hochtemperatur-Wärmepumpen 2026 (siehe auch Pillar 'Bauteiltrocknung'):
(1) R290 (Propan) HT-WPs: bis 75 °C. Hersteller Vaillant aroVAIR FT, Viessmann Vitocal 350-G, NIBE F1255 HT.
(2) R1234ze HT-WPs: bis 90 °C. Hersteller AERMEC HighTemp, Carrier 30HX, Trane CGAQ-HT. Investition 50-100 % höher als R290-WP.
(3) R1233zd HT-WPs: bis 110 °C. Hersteller Spezial-Anbieter wie ITS Vahterus, EKM Industrial.
(4) CO2-Wärmepumpen (R744): bis 130 °C. Hersteller Mayekawa, Bitzer, GEA. Investition 80-150 % höher.
(5) Großanlagen 1-10 MW: spezielle Industrie-Wärmepumpen. Hersteller MAN ES, Siemens Energy, Mitsubishi Heavy Industries.
Fortschritt 2024-2026
- HT-WPs werden zunehmend Standard, Marktanteil im Industrie-Bereich steigt von 5 % (2020) auf 25 % (2026).
- Lieferzeiten 6-18 Monate (höher als Standard-WPs).
- Service-Netzwerk noch begrenzt — wenige spezialisierte Servicetechniker.
- Forschung an > 200 °C-WPs (DLR, Fraunhofer-IEG): Marktreife voraussichtlich 2028-2030.
Für Industrie-Anwendungen wichtig: enge Abstimmung mit Hersteller-Service und Spezialisten-Heizungsbauer.
Abwärme-Nutzung als Wärmequelle#
Bei Industrie-Anwendungen ist oft Abwärme vorhanden, die kostenlos als Wärmepumpen-Quelle genutzt werden kann:
(1) Druckluft-Anlagen: Verdichter geben 80 % der eingesetzten Energie als Wärme ab. Bei einem 100-kW-Verdichter: 80 kW Abwärme bei 70-90 °C. Direkt nutzbar oder für WP als Quelle.
(2) Kältemaschinen: Kälteanlagen geben Kondensator-Wärme bei 30-45 °C ab. Mit Wärmepumpe auf höheres Niveau gehoben.
(3) Industrie-Prozesse: Abkühlung von Produkten, Brüdenkondensation, Galvanik-Kühlung. Wärme bei 30-80 °C.
(4) Lüftungs-Anlagen: Abluft mit hoher Wärmedichte (z. B. Rechenzentrum 25-35 °C, Großküche 30-50 °C).
(5) Kühl-/Klimaanlagen: Wärme aus Klima-Anlagen-Außengeräten.
Abwärme-Wärmepumpe hat extrem hohen COP (oft 5-8), weil Wärmequelle bereits warm ist. Beispiel
- Druckluft-Abwärme bei 70 °C
- Heizkreis-Vorlauf 80 °C
- Temperatur-Hub nur 10 K
- COP entsprechend 7-8
Voraussetzung: Abwärme-Quelle muss räumlich nahe der Wärme-Senke sein (Wärmeleitungen kosten Energie und Investition).
ROI Abwärme-Wärmepumpe: 1-3 Jahre durch hohe COP und kostenlose Wärmequelle. Investition typisch 30-50 % höher als Standard-WP wegen spezieller Wärmequellen-Anbindung.
Sektor-Kopplung Industrie#
Sektor-Kopplung kombiniert Strom-Erzeugung (PV, Wind), Strom-Nutzung (Wärmepumpe), Wärme-Speicherung und ggf. Wasserstoff-Erzeugung in einem System:
(1) PV-Anlage auf Industrie-Dach: 100 kWp - 5 MWp je Standort. Investition 600-900 Euro/kWp.
(2) Stromspeicher (Lithium-Ionen): für Lastverschiebung und Spitzenlast-Reduktion. Investition 400-600 Euro/kWh.
(3) Wärmepumpe für Prozesswärme: erzeugt Wärme aus PV-Strom oder Netz-Strom.
(4) Großwärme-Speicher (Wasser oder Latentwärme): puffert Wärme zwischen Erzeugung und Bedarf.
(5) Optional Wasserstoff-Erzeugung: bei großem PV-Überschuss Elektrolyse für Hochtemperatur-Anwendungen.
(6) Lastmanagement-System: optimiert Strom-/Wärme-Flüsse.
Beispiel mittelständischer Industrie-Betrieb in BW
- 1 MW PV auf Hallendach
- 500 kWh Stromspeicher
- 200 kW Hochtemperatur-Wärmepumpe für Prozesswärme
- 50 m³ Wärmespeicher
- Investition gesamt 2,2 Mio Euro
- Förderung BEG-NWG + KfW + BMWi-EEW: 1,1 Mio Euro
- Eigenanteil 1,1 Mio Euro
- Energiekosten-Ersparnis 350.000-500.000 Euro/Jahr (gegenüber Erdgas-Prozesswärme)
- ROI 3-4 Jahre
Neben-Effekt: Klima-Neutralität-Argument bei Kunden, Image-Vorteil, ggf. Sustainability-Reporting (CSRD-Pflicht ab 2024).
Förderung BMWi-EEW und BEG-NWG#
Förder-Programme für Industrie-Prozesswärme 2026:
(1) BEG-NWG: 30 % Grundförderung. Nicht primär für Prozesswärme, aber bei Gebäude-bezogenen Komponenten der Wärmepumpen-Anlage.
(2) BMWi-EEW 'Energieeffizienz und Prozesswärme aus erneuerbaren Energien': 30-60 % Zuschuss je Effizienz-Klasse. Hauptförder-Programm für Industrie-Prozesswärme.
(3) BAFA-Großwärmepumpen-Modul: Anlagen über 100 kW thermisch.
(4) KfW 295 'Klimaschutz Mittelstand': Tilgungs-Zuschuss 50 % auf Investition.
(5) IPCEI 'Important Project of Common European Interest': für sektor-relevante Modernisierungen.
(6) CO2-Steuer-Vermeidung: bei Wärmepumpe entfällt CO2-Anteil im Strom (im Industrie-Bereich erheblich, weil Strom-Mix oft erneuerbare Anteile hat).
(7) EU-Modernisierungs-Fonds: zusätzliche Mittel für CO2-arme Industrie-Modernisierung.
Kombinations-Möglichkeiten: BMWi-EEW + KfW + EU-Fonds kann 70-80 % der Investition decken.
Antrags-Reihenfolge bei BMWi-EEW: Antrag VOR Beauftragung des Heizungsbauers, Verwendungsnachweis innerhalb 36 Monaten. Spezial-Beratung durch BMWi-akkreditierte Energie-Berater (höhere Anforderungen als BAFA-Berater).
ROI-Verbesserung durch Förderung: bei 60 % Förder-Quote sinkt ROI von 6-8 Jahren auf 2-3 Jahre. Wirtschaftlich für fast alle Industrie-Anwendungen.
Anwendungs-Beispiele 2024-2026#
Erfolgs-Beispiele Industrie-Wärmepumpen 2024-2026:
(1) Tafelapfelsaft-Hersteller (Bayern): 250-kW-R1234ze-HT-WP für Pasteurisation 90 °C. Investition 380.000 Euro, BMWi-EEW 60 % Zuschuss = 152.000 Euro Eigenanteil. Energie-Einsparung 65.000 Euro/Jahr. ROI 2,3 Jahre.
(2) Pharma-Hersteller (Hessen): 150-kW-CO2-WP für Niedertemperatur-Reinigung 60 °C. Investition 280.000 Euro, kombinierte Förderung 65 % = 98.000 Euro Eigenanteil. Energie-Einsparung 35.000 Euro/Jahr + CO2-Steuer-Ersparnis 8.000 Euro = 43.000 Euro/Jahr. ROI 2,3 Jahre.
(3) Galvanik-Betrieb (NRW): Abwärme-Wärmepumpe 200 kW aus Galvanik-Bädern (50 °C) auf Heizkreis (35 °C) für Hallen-Heizung. Investition 220.000 Euro, BMWi-EEW + BEG-NWG 60 % Förderung = 88.000 Euro Eigenanteil. Energie-Einsparung 55.000 Euro/Jahr. ROI 1,6 Jahre.
(4) Großmolkerei (Niedersachsen): 1.500-kW-Großwärmepumpe für Milch-Pasteurisation und Trocknung. Investition 1,8 Mio Euro, IPCEI + BMWi 70 % Förderung = 540.000 Euro Eigenanteil. Energie-Einsparung 350.000 Euro/Jahr. ROI 1,5 Jahre.
(5) Mittelständischer Lackier-Betrieb (Sachsen): 300-kW-R1234ze-WP für Lackier-Trockenkammern 80 °C. Investition 480.000 Euro, BMWi-EEW 60 % = 192.000 Euro Eigenanteil. Energie-Einsparung 80.000 Euro/Jahr + CO2-Steuer-Ersparnis 18.000 Euro = 98.000 Euro/Jahr. ROI 2 Jahre.
Lehrer aus den Beispielen: Industrie-Anwendungen mit hohem Förderanteil haben extreme ROI-Vorteile. Wirtschaftlichkeit fast immer gegeben, aber Spezial-Knowhow für Antrag und Auslegung wichtig.
Häufige Fragen — Wärmepumpe für Industrie-Prozesswärme
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Spezial-Anwendung mit Energieberater
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