Solare Prozesswärme: Kosten senken, Bekanntheit steigern

Auf dem Dach des IKEA- Möbelhauses in Singapur wird gerade ein Kollektorfeld mit 2.600 m2 installiert. (Foto: S.O.L.I.D.)
Auf dem Dach des IKEA- Möbelhauses in Singapur wird gerade ein Kollektorfeld mit 2.600 m2 installiert. (Foto: S.O.L.I.D.)
26.10.2017

Hohe Investitionen, lange Amortisationszeiten und ein geringer Bekanntheitsgrad führen dazu, dass nur wenige Projekte mit solarer Prozesswärme realisiert werden. Aber der Teufelskreis kann durchbrochen werden.

Seit Oktober 2016 braut die Brauerei Radoy in Kiew Solarbier. 216 m2 Flachkollektoren des österreichischen Herstellers Gasokol liefern 100 MWh Wärme im Jahr, um das Brauwasser auf bis zu 90 °C zu erwärmen. Das sind 70 % der benötigten Wärmeenergie. Auch Ikea investiert in solare Prozesswärme. Das Unternehmen errichtet gerade ein Kollektorfeld mit 2.600 m2 auf dem Dach seines Möbelhauses in Singapur, um damit eine Absorptionskältemaschine mit 800 kW Leistung anzutreiben. Die Solartechnik stammt vom österreichischen Solarwärmeanbieter Solid, der hier Kollektoren des Berliner Herstellers KBB einsetzt. Auch in Graz hat das Unternehmen dieses Jahr eine Prozesswärmeanlage realisiert. Kollektoren mit 950 m2 Gesamtfläche, die auf dem Dach eines bestehenden Gebäudes montiert wurden, liefern die Wärme für eine Kältemaschine mit 600 kW Leistung. Sie kühlt die Motorenprüfstände von AVL List, einem Unternehmen, das Hybrid- und Verbrennungsmotoren und deren Prüfstände entwickelt. Schon im vergangenen Jahr hatte AVL List 1.500 m2 Kollektorfläche als Parkplatzüberdachung installiert. Im kommenden Jahr ist geplant, die Solaranlage um 700 m2 zu erweitern. Denn dann wird ein neues Parkhaus gebaut, dessen Dach AVL List nutzen will.

Weltweit ist das Potenzial für solare Prozesswärme enorm. Die Industrie benötigt laut IEA etwa ein Drittel des weltweiten Endenergiebedarfs. 74 % davon setzen die Unternehmen für die Bereitstellung von Prozesswärme ein. Ein großer Teil fällt auf Temperaturniveaus an, die für Sonnenkollektoren erreichbar sind. Ein Beispiel für viele Prozesse, die mit Solarwärme versorgt werden könnten, ist die Lebensmittelindustrie. Im Projekt SolFood haben Forscher der Universität Kassel auch schon einen Leitfaden für solare Prozesswärme in der Lebensmittelindustrie entwickelt. Gerade Brauereien bieten ideale Möglichkeiten und auch in Deutschland gab es in der Vergangenheit einige Projekte.

In Deutschland tut sich nicht viel

Auch Wäscherein bieten optimale Potenziale. Wagner Solar hat am Forschungsprojekt SoProW teilgenommen, in dem für Wäschereien ideale Einspeisungspunkte und Einsparpotentiale ermittelt wurden. „Im Projekt wurden auch drei Wäschereien sehr intensiv beraten – also günstigste Voraussetzungen für die Umsetzung. Dennoch kam es zu keiner Realisierung“, sagt Ralf Orths von der Projektabteilung bei Wagner Solar. Generell stellt er fest, dass es einen spürbaren Rückgang der Anfragen gibt. Detlev Seidler, Vertriebsleiter Deutschland bei Solid, macht ähnliche Erfahrungen: „In Deutschland tut sich bei uns bezüglich der Prozesswärme derzeit nichts.“

Und das liegt vor allem an der langen Amortisationszeit einer solaren Prozesswärmeanlage. Während die Kunden aus der Industrie laut Orths maximal zwei bis vier Jahre in Kauf nehmen, sind trotz der guten Fördersituation meist nur sechs bis acht Jahre zu erreichen. Hinzu kommt, dass die Förderung der solaren Prozesswärme bei potentiellen Kunden kaum bekannt und die Abwicklung der Förderung aufwändig ist. Ein weiteres Problem sieht man bei Bosch Thermotechnik darin, dass den allermeisten Fachhandwerkern das Know-how für große Solaranlagen fehlt. Daher sprächen sie solare Prozesswärme bei ihren Kunden auch gar nicht erst an. Seidler hat noch ein weiteres Hindernis ausgemacht: „Bestehende Dächer sind oft wegen statischer Grenzen nicht geeignet und Freiflächen sind nicht vorhanden oder werden für Werkserweiterungen frei gehalten.“ Doch damit nicht genug: „Industrielle Prozesse sind oftmals für hohe Temperaturen ausgelegt, obwohl es mit geringeren Temperaturen auch funktionieren würde“, sagt Erich Temper, Technischer Leiter von Gasokol. Ein weiteres Problem sei, dass es keine verbindliche Regelung für die Definition der Wärmegestehungskosten gibt. Welche Parameter wie eingerechnet werden und wie man die Kosten der Solarwärme mit konventionellen Wärmeerzeugern vergleicht, sei darum schwierig.

Drei Maßnahmen sind nötig

Wenn auch auf den internationalen Märkten die Situation für solare Prozesswärme nicht ganz so negativ ist, so gibt es doch ähnliche Probleme. Das Projekt Solar Payback, das von der Internationalen Klimainitiative des Bundesumweltministeriums finanziert wird und das der Solarverband BSW Solar koordiniert, hat einen Teufelskreis ausgemacht. Die hohen Investitionen einer Prozesswärme-Solaranlage führten angesichts der niedrigen Energiepreise zu langen Amortisationszeiten. Daher wurden bisher nur wenige solcher Anlagen realisiert. Und da es nur so wenige Beispiele gibt, ist die Technik wenig bekannt und läuft „unter dem Radar“ der potentiellen Kunden.

Solar Payback nennt drei Maßnahmen, um den Teufelskreis zu durchbrechen. Erstens müssen die Informationen über solare Prozesswärme viel stärker als bisher verbreitet werden. Zweitens muss eine CO2-Steuer auch für Unternehmen erhoben werden oder die Industrie muss verpflichtet werden, einen Teil ihrer Prozesswärme aus erneuerbaren Quellen zu beziehen. Drittens muss das Problem der hohen Investitionen gelöst werden, indem den Unternehmen Contracting-Modelle zur Verfügung gestellt werden. Ein Beispiel dafür ist das EU Projekt TrustEE, das die Verbriefungszweckgesellschaft Sustainable Future Trustee gegründet hat, um Forderungen aus Contracting-Verträgen durch handelbare Wertpapiere refinanzieren zu können (https://www.trust-ee.eu/).

Christian Zahler, Geschäftsführer von Industrial Solar, sieht in Contracting-Modellen einen ganz zentralen Marktbereiter für solare Prozesswärme. Industrial Solar bietet Fresnelkollektoren an, die Temperaturen bis 400 °C bereitstellen können. Für Prozesse, die heiße Luft benötigen, setzt das Unternehmen Vakuum-Luftkollektoren ein. Seidler warnt allerdings davor, Contracting als Allheilmittel anzusehen: „Contracting ist teurer als Eigeninvest. Daher macht dies die Wirtschaftlichkeit nicht besser“, so der Vertriebsleiter. Trotz dieser Einschränkung bietet Solid seinen Kunden Contracting-Modelle an und tritt darin selbst als Contractor auf.

Besonders gut ist es um die Wirtschaftlichkeit bestellt, wenn die Solarwärme direkt, ohne Speicher in den Prozess eingespeist werden kann. Um bei solchen Projekten die Kosten noch weiter zu senken, müssten nach Meinung der Branche verstärkt Standardlösungen entwickelt werden. Denn „ein großer Teil der Kosten steckt in der Systemintegration in die bestehenden Industrieanlagen“, wie Temper feststellt. Hier könnten Konzepte mit standardisierten Einbindehydrauliken helfen, die gemeinsam mit den Industrieanlagenbauern der entsprechenden Branchen entwickelt werden müssten. Zahler setzt neben der Standardisierung auf den Skaleneffekt. Denn klar ist: Solange es nur so wenige Projekte gibt, sind die Kostensenkungspotenziale für solare Prozesswärme begrenzt.

Jens-Peter Meyer

Weitere Informationen:

www.solar-payback.com

www.solfood.de