Der Begriff Prozesswärme wird in unterschiedlichen Bedeutungen verwendet:
Häufig wird der Begriff auch verwendet, wenn beide Arten durch Wärmerückgewinnung verknüpft werden.
Häufig wird alternativ der Begriff 'Industriewärme' verwendet, der aber auch umfassender angesehen werden kann, da er auch den Raumwärmebedarf der Indutrie beinhaltet.
In der deutschen Industrie entfällt der größte Wärme- und Kältebedarf von zusammengenommen 604 TWh/a (2019) auf die Bereiche Metallerzeugung, Grundstoffchemie, Papierproduktion, Verarbeitung von Steinen und Erden sowie den Bereich Ernährung. Die benötigte thermische Energie muss prozessbedingt in bestimmten Temperaturfenstern dargeboten werden. Die energieintensive Grundstoffindustrie benötigt den größten Teil der Wärme bei Temperaturen von weit über 500 °C. Diese ist über geothermische Quellen nicht zu erzeugen. Lokal können geothermisch in ganz Deutschland Temperaturen bis zu 140 °C bereitgestellt werden. Reicht dieses nicht aus, ist in der Zukunft die Erhöhung der Temperatur möglich z. B. in Kombination mit Hochtemperatur-Großwärmepumpen oder anderen Verfahren. Perspektivisch sind in solchen Verfahrenskombinationen Prozesswärme- und Prozessdampferzeugungen bis in das Temperaturfenster 200 bis 500 °C (Abb. 6) hinein denkbar. Darüber hinaus haben alle Branchen einen Grundbedarf an Raumwärme, Warmwasser und Niedertemperaturprozesswärme, der ohnehin geothermisch abgedeckt werden kann. Insgesamt kann das technische geothermische Potenzial daher grob geschätzt 500 bis 600 PJ (130 bis 150 TWh) bzw. bis zu einem Viertel des industriellen Nutzwärmebedarfs decken. Mögliche Zielbranchen für die Umstellung der Prozesswärme- und Prozessdampfbereitstellung auf geothermische Quellen sind die Textil- und Papierherstellung, die Holzverarbeitung und Bauindustrie, die chemische, metallverarbeitende und sonstige Niedertemperatur- intensive Industrien, ebenso die (Unterglas-)Landwirtschaft sowie die Herstellung und Verarbeitung von Nahrungsmitteln und Getränken. In diese Auswahl sind die Erwartungen an die zukünftige Entwicklung der Endenergieverbräuche bereits mit einbezogen.
Die Herstellung zementbasierter Grundstoffe für die Bauindustrie ist außerordentlich energieintensiv. Dieser Bedarf lässt sich - mit Ausnahme von Trocknungsprozessen - auf absehbare Zeit nicht aus geothermischen Energiequellen bedienen. Allerdings könnte die Integration zellulose- und holzbasierter Baustoffe die Emission von Treibhausgasen reduzieren. Bei deren Herstellungsprozessen bestünden erhöhte Potenziale für die Geothermie. Die Papierindustrie zählt zu den fünf energieintensivsten Branchen in Deutschland. Unabhängig von der Papiersorte stellt die Trocknung bis Restfeuchten von ca. 5 % den energieintensivsten Schritt der Papierherstellung dar. Weiterhin wird Energie für Wassermanagement, Abwasseraufbereitung sowie Reststoff- und Schlammbehandlung benötigt. In ersten Vorhaben der Papierindustrie in Hagen (NRW) wird bereits(2022) eine Umstellung dieser Prozesse auf Geothermie geplant. In der Holzverarbeitung entfallen aktuell bis zur Hälfte des Energiebedarfs auf den Trocknungsprozess. Hinzu kommt die Hallenbeheizung von Lackieranlagen sowie Wärmebedarf bei der Lackierung und für das Pressen von Holz. Letzteres benötigt Wärme bei Temperaturen zwischen 120 bis 270 °C.
Die chemischen und metallverarbeitenden Industrien basieren auf Hochtemperaturprozessen, beinhalten aber auch wichtige Produktionsschritte bis 150 °C. Für den Einsatz von Wärme aus geothermischen Quellen eignet sich die Granulat- Trocknung in der Kunststoffbranche sowie andere, branchenübergreifend immer wiederkehrende Aufgaben wie das Kochen, Eindampfen und Destillieren bei niedrigen Temperaturen bis 150 °C. In der metallverarbeitenden Industrie laufen eine Vielzahl von Prozessen bei Temperaturen deutlich unter 150 °C ab: Beizen, Entfettung, Galvanisierung, Phosphatierung, Aushärten, Waschen und Trocknen, also vielfältige Anwendungsoptionen für geothermische Wärmebereitstellung im
Grundlastbereich.
Die industrielle Produktion von Blumen, Obst und Gemüse in Gewächshäusern bedarf großer Wärmemengen für Heizzwecke auf einem relativ niedrigen Temperaturniveau von 20 bis 40 °C. In diesem Segment hat sich im vergangenen Jahrzehnt insbesondere in den Niederlanden eine sehr erfolgreiche Industrie entwickelt, die ihre Wärmeversorgung von fossilen Quellen auf Geothermie umgestellt hat Auch die Lebensmittelindustrie hat einen hohen Wärmebedarf. Die Bereiche Milchverarbeitung, Brauwesen, Fleischverarbeitung, Teigherstellung und Bäckerei verbrauchen die Hälfte der Energie aller Lebensmittelbetriebe. In der Herstellung und Verarbeitung von Lebensmitteln wird Wärme im geothermischen Temperaturfenster in verschiedensten Produktionsschritten benötigt. Beispielhaft genannt seien die Aufgaben: Waschen, Trocknen, Erhitzen, Garen, Pasteurisieren, Sterilisieren,Konservieren, Destillieren sowie Hygiene.
Bracke, R., Huenges, E., Roadmap Tiefe Geothermie für Deutschland, Handlungsempfehlungen für Politik, Wirtschaft und Wissenschaft für eine erfolgreiche Wärmewende, Strategiepapier von sechs Einrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft und der Helmholtz-Gemeinschaft, 2022
https://de.wikipedia.org/wiki/Prozesswärme
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