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Industriezweige wie die Chemie-, Papier- und Lebensmittelindustrie können ihren Wärmebedarf bis 500 °C auf Strom umstellen und so Emissionen und Kosten sparen.
Dieser Temperaturbereich entspricht fast der Hälfte des industriellen Wärmebedarfs in Deutschland und verursacht über ein Drittel der industriellen CO2-Emissionen. Durch einen Umstieg auf marktreife Technologien wie Wärmepumpen und Elektrodenkessel können Unternehmen ihre Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit steigern.
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Die direkte Elektrifizierung der Prozesswärme spart im Vergleich zur Nutzung fossiler Brennstoffe sektorübergreifend Kosten ein – bis 2045 etwa 16 Prozent und bis 2050 rund ein Fünftel.
Industrielle Wärmepumpen sind am kostensparendsten, gefolgt von Elektroden- anstelle von Gaskesseln. Wasserstoffbasierte Lösungen sind mit deutlich höheren Kosten verbunden.
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Die Energiesicherheit wird gestärkt, indem der Gasbedarf der betroffenen Industrien bis 2040 um knapp zwei Drittel sinkt.
Wasserstoffbasierte Alternativen senken den Bedarf im selben Zeitraum nur rund 37 %, da der klimaneutrale Brennstoff erst langsam verfügbar ist. Trotz indirekter Emissionen aus der Stromerzeugung erreicht eine direkte Elektrifizierung mit einem hohen Wärmepumpenanteil je nach Sektor 34 % bis 57 % weniger Emissionen im Jahr 2030 und 65 % bis 93 % im Jahr 2040 gegenüber einem Business-as-usual-Szenario.
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Die Chemie-, Papier- und Lebensmittelindustrie können sich klimaneutral modernisieren und damit zukunftsfest machen – vorausgesetzt ein günstiges Strom-Gas-Preisverhältnis, eine schnelle Netzintegration und Flexibilitätsanreize unterstützen die Elektrifizierung.
Industrielle Wärmepumpen sind bei einem Strom-Gas-Preisverhältnis von 1,5 bis 2,5 wirtschaftlich. Sinkende Strompreis durch den Ausbau Erneuerbarer Energien, niedrigere Abgaben und Umlagen sowie eine verlässliche CO2-Bepreisung verbessern die Wirtschaftlichkeit. Eine vorübergehende Förderung kann den Umstieg zusätzlich anreizen.
Industriewärme elektrifizieren und Kosten sparen
Potenziale im niedrigen und mittleren Temperaturbereich
Zusammenfassung
Die Studie vergleicht direkte Elektrifizierung (Power-to-Heat) für industrielle Prozesswärme im niedrigen und mittleren Temperaturbereich in Deutschland mit Gaskesseln und wasserstoffbasierten Optionen. Für die Lebensmittel-, Papier- und Chemieindustrie werden Kosten, CO₂-Emissionen und Energieeinsparungen in Szenarien bis 2045 modelliert. Ergebnis: Klimaneutralität ist mit direkter Elektrifizierung (vor allem Wärmepumpen, Elektrodenkessel) günstiger, schneller und energieeffizienter erreichbar als mit Wasserstoff; gegenüber Gaskesseln bieten Wärmepumpen teils deutliche Kostenvorteile. Entscheidend ist das Strom-Gas-Preisverhältnis: Wärmepumpen sind bei einem Faktor von 2–3 wettbewerbsfähig; für Prozesse >165 °C braucht es einen Faktor nahe 1. Flexibilität in Form von Wärmespeichern, Hybridsystemen und Lastverschiebung verbessert den Business Case bei höheren Temperaturen. Wasserstoff wird dagegen erst ab 65 €/MWh konkurrenzfähig und ist voraussichtlich erst nach 2030 klimaneutral verfügbar, was 24–74 Mio. t mehr CO₂ verursachen würde. Empfohlen werden eine Reform von Abgaben/Umlagen und Netzentgelten (KMU), planbar steigende CO₂-Preise, Netzausbau und das Verhindern fossiler Lock-ins.
Kernergebnisse
Bibliographische Daten
Downloads
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Studie
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Industriewärme elektrifizieren und Kosten sparen
Potenziale im niedrigen und mittleren Temperaturbereich
Grafiken aus dieser Publikation
Aggregierte Kosten pro Sektor nach Szenario, 2025 bis 2050
Abbildung 1 von Industriewärme elektrifizieren und Kosten sparen auf Seite 6
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Vergleich der Wärmegestehungskosten der Technologien
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