Industrieheizungen – wie sicher ist die Gasversorgung?

Beim Unterschied zwischen Wohn- und Industriegebäuden fängt das Missverständnis an

Die Unsicherheit ist groß. Lohnt es sich überhaupt noch, in gasbetriebene Hallenheizungen zu investieren? Zweifel werden auch durch die Medienberichterstattung befeuert. Bundeswirtschaftsminister Robert Habeck will ein Verbot von neuen Gasheizungen, heißt es beispielsweise plakativ¹⁾. Dabei werden schon mal relevante Details überlesen. Denn der Bundesminister sagte zudem, dass es beim „Aus“ für Gasheizungen ausschließlich um neue Gasheizungen für Wohngebäude (mit mehrjähriger Übergangsfrist) geht, ausdrücklich jedoch nicht um gasbetriebene Industrieheizungen. In Produktions-, Lager- und anderen Hallengebäuden stellen Infrarot-Dunkelstrahler durch ihre drastischen Energiesparpotenziale vielfach die einzige sinnvolle Möglichkeit dar, um die enormen Raumvolumina bei vergleichsweise geringen Investitionskosten flexibel, wirtschaftlich und CO₂-sparend zu beheizen.

Welche Handlungsoptionen die Industrie hat

Prüft man gewissenhaft die Handlungsoptionen, die sich den Unternehmen bieten, wird schnell deutlich: Jenseits von ideologischen Betrachtungen gibt es in puncto Hallenbeheizung ein eindeutiges Bild. Ganz gleich ob Gas, Strom, Öl oder Wasserstoff: alle Energieträger sind teuer. Am höchsten sind die Kosten für Strom. Erschwerend kommt die teilweise begrenzte Verfügbarkeit hinzu. Das gilt insbesondere für Wasserstoff. Experten gehen davon aus, dass es ungefähr noch zwei Jahrzehnte braucht, bis das grünes Gas fossiles Methan vollständig ersetzen kann.

Welche Fakten eine wirtschaftliche Entscheidung sichern

Betriebswirtschaftliche Fragestellungen haben bei der Suche nach der richtigen Industrieheizung eine große Bedeutung. Denn alle Wirtschaftsunternehmen sind einer Gewinnerzielungsabsicht verpflichtet. Industrieheizungen sind langfristige Investitionen, deren Betriebskosten die der Investition über den Lebenszyklus schon vor der Energiekostenexplosion um das sechs bis 20-fache übersteigen. Eine nachhaltige wie ökonomisch vernünftige Entscheidung für die eine oder andere Heiztechnik stützt sich daher immer auch auf die folgenden Fragen:

• Wie unterscheiden sich die Gesamtkosten (Verbrauch, Energie, Investition)?
• Wie flexibel sind die Systeme in puncto
  • Regelung,
  • Anpassungen, z. B. bei geänderter Hallennutzung,
  • Einsatzmöglichkeiten verschiedener Energieträger (auch regenerativ)?
• Wie genau passt die Heizung zum Hallennutzungsprofil?

Bei der Beantwortung dieser Fragen sollte man sich besser nicht von Spekulationen leiten lassen. Denn was die Industrie braucht, sind verlässliche wirtschaftliche Rahmenbedingungen und belastbare Fakten.

Warum Hallen besondere Heizungen brauchen

Hallen sind eine Gebäudekategorie für sich. Sie unterscheiden sich aufgrund ihrer hohen Decken, ihrer Raumgröße und ihren wechselnden Nutzungsprofilen grundsätzlich von anderen Gebäuden. Die Kategorisierung nach Gebäudetypen müsste daher wie folgt lauten:

• Wohngebäude (= Geschossbau),
• Nichtwohngebäude in Geschossbauweise (z. B. Bürogebäude, Kliniken, Kindergärten),
• Nichtwohngebäude in Nicht-Geschossbauweise mit Raumhöhen > vier Metern (= Hallengebäude).

Diese Unterscheidung ist relevant für die Auswahl der richtigen Heizungstechnik und Energieträger für Hallen. Geschossbauten wie Wohn- und Bürogebäude, Kindergärten oder Krankenhäuser mit lichten Höhen um 2,50 Meter lassen sich relativ einfach beheizen. Hallen mit Deckenhöhen von vier bis 40 Metern und mehreren hundert oder gar tausend Quadratmetern Grundfläche sind dagegen schon aus bauphysikalischen Gründen heiztechnisch eine echte Herausforderung. Wer diese Gebäude funktional, wirtschaftlich und ökologisch vernünftig beheizen will, nutzt speziell für Hallen entwickelte Heizungstypen.
Zu den effizientesten zählen dabei moderne Industrieheizungen wie Infrarot-Dunkelstrahler, die mit Erdgas, Flüssiggas oder Biogas betrieben werden. Mit Gasheizungen, die in Wohnungen oder Büros zum Einsatz kommen, haben diese modernen Hocheffizienz-Technologien allerdings nichts gemeinsam.

Wie viel CO₂-Minderungspotenzial in Industrieheizungen steckt

Zwei Prozent aller Gebäude in Deutschland verursachen 15 Prozent der gebäuderelevanten Energien und der damit einhergehenden Treibhausgas-Emissionen. Es lohnt sich also, Hallengebäude genauer unter die Lupe zu nehmen. Denn sie spielen eine ganz wesentliche Rolle für den Erfolg der Energiewende. Im Fokus steht dabei die energetische Ertüchtigung von Hallen im Bestand auf aktuelles Neubauniveau. Das hier realisierbare Einsparpotenzial wird in der Studie Gesamtanalyse Energieeffizienz von Hallengebäuden, kurz: GAEEH-Studie³⁾ auf 59 bis 89 Milliarden Kilowattstunden pro Jahr beziffert, rund 6 bis 14 Prozent des gesamten Jahresenergieverbrauchs Raumwärme! Das Einsparpotenzial verteilt sich ungefähr 1:1 auf anlagen- und auf bauseitige Maßnahmen. Auf einen Schlag ließe sich etwa die Hälfte des Potenzials alleine durch (relativ kostengünstige) Anlagenmodernisierung erschließen – rund 38 Mrd. kWh Energieeinsparung p. a. (Mittelwert). Das entspricht einem Äquivalent von jährlich etwa acht Millionen Tonnen des Treibhausgases CO₂. Die Technologien, mit denen sich diese Einsparungen erzielen lassen, sind längst vorhanden und lassen sich relativ einfach und kostengünstig umsetzen.

Welche Heizungssysteme die Industrie (nicht) braucht

In privaten Haushalten und anderen Geschossbauten liegen aktuell Wärmepumpen im Trend. Im Sektor Hallengebäude ist ihr Einsatz allerdings aufgrund der geringen Flexibilität und der relativ hohen Investitions- und Betriebskosten funktional und wirtschaftlich weniger sinnvoll. In diesen Gebäuden markieren dezentrale, gasbetriebene Industrieheizungen wie Infrarot-Dunkelstrahler den Stand der Technik. Diese Heizungen sind moderne Hocheffizienz-Systeme und gelten in den Hallengebäuden von Industrie, Gewerbe und Kommunen als der Golden Standard – ökonomisch und ökologisch. Dafür gibt es mehrere Gründe: diese Industrieheizungen

• senken den Energieverbrauch nachhaltig um 30 – 70 Prozent⁴⁾
• bieten schnelle Amortisation und hohen Umweltnutzen
• reagieren schnell präzise auf wechselnde Heizbedarfe
• lassen sich flexibel an Nutzungsänderungen anpassen
• sind variabel mit Methan, Grünem Wasserstoff und/oder Biogas betreibbar
• schaffen ein angenehmes, gleichmäßiges, zugfreies Arbeitsklima
• lassen sich mit Brennwerttechnik zu Hybridsystemen und bis hin zur Digitalen Hallenheizung erweitern
• sind im Bestand oft die einzig sinnvolle Lösung

Wie sich explodierende Energiekosten einfangen lassen

Das Einsparpotenzial durch dezentrale Infrarot-Dunkelstrahler im industriellen Wärmesektor liegt zwischen 30 und 70 Prozent. Sie stellen einen sehr wirksamen Hebel dar, die steigenden Energiekosten zu senken. Zu dem Rekordhalter in der Einsparungs-Disziplin zählen digitalisierte Infrarot-Dunkelstrahler, idealerweise in Kombination mit Brennwerttechnik (Hybridsystem). Diese Systeme sind spezifisch für die besonderen Raumdimensionen und Nutzungsbedingungen von Hallen ausgelegt. Sie lassen sich sehr einfach, sehr wirtschaftlich und schnell umsetzen. Wie interessant diese Technologie für Industrie- und Gewerbebetriebe ist, zeigt das Praxisbeispiel eines Maschinenbau-Unternehmens in Nordrhein-Westfalen⁵⁾. Dort konnten die Energiekosten für die Beheizung der rund 6.300 Quadratmeter großen Hallenfläche um rund 65 Prozent reduziert werden: von jährlich 71.500 Euro auf 25.000 Euro. Bezogen auf die aktuellen Energiepreise würde dies einer Kostenreduktion von rund 170.000 Euro auf rund 83.300 Euro bedeuten – etwa 86.700 Euro Einsparung⁶⁾.

Flüssig, bio oder grün – moderne Industrieheizungen können jedes Gas

Dezentral betriebene Infrarot-Dunkelstrahler können schon lange regenerativ z. B. mit Biogas betrieben werden. Die neuen Generationen können auch Wasserstoff. Das Grüne Gas macht es möglich, die Wirtschaft klimafreundlich umzugestalten und gleichzeitig den Technologiestandort Deutschland zu stärken. Als „Motor der Energiewende“ wird H2 weltweit als zentraler Baustein für eine Dekarbonisierung der Wirtschaft und damit für das Erreichen der Pariser Klimaschutz-Ziele gesehen. Grüner Wasserstoff gilt dabei als einzige Möglichkeit, bestimmte Prozesse der Industrie klimafreundlich zu gestalten. Deutschland profitiert von seinem hervorragend ausgebauten Gas-Versorgungsnetz und setzt sich im Rahmen der Nationalen Wasserstoffstrategie ambitionierte Ziele. Bis 2050 soll Wasserstoff aus 100 Prozent erneuerbaren Energien hergestellt werden⁷⁾.
Klar ist jedoch, dass der Umstellungsprozess nicht über Nacht erfolgt. Es wird noch einige Zeit dauern, bis das Grüne Gas in so großen Mengen zur Verfügung steht, dass der industrielle Bedarf vollständig gedeckt werden kann. Schon in der Übergangszeit spielen Heizungstechnologien wie Infrarot-Dunkelstrahler eine wesentliche Rolle. Sie können Wasserstoff-Beimischungen mit variablen Anteilen verwerten und so die volatile Verfügbarkeit beider Energieträger ausgleichen. Diese Technologien sind bereits heute verfügbar, beispielsweise die Effizienztechnologie Infrarot-Hallenheizungen von KÜBLER.

Wie Deutschland seine Gasversorgung sichert

Warum Gas für die Industrie alternativlos ist

Deutschland ist nach den USA, China und Japan der viertgrößte Industriestandort der Welt. Erdgas ist mit gut 31 Prozent der mit Abstand wichtigste industrielle Energieträger. Von seiner Verfügbarkeit hängen in Deutschland über sieben Millionen Arbeitsplätze ab – und mit über 30 Prozent am Bruttosozialprodukt ein ganz wesentlicher Teil unseres Wohlstands⁸⁾.
Gas ist kurzfristig nicht ersetzbar, ohne wichtige Produktionsprozesse lahm zu legen, viele Arbeitsplätze zu verlieren, die internationale Wettbewerbsstärke zu gefährden und die soziale Sicherheit im Land zu riskieren. Erdgas ist für die Industrie noch auf längere Sicht alternativlos. Darin ist sich auch die Politik parteien- und länderübergreifend einig.

So sichert Deutschland seine Gasversorgung

Für den vielseitig und flexibel einsetzbaren Energieträger Gas spricht nicht nur seine Bedeutung für den Industriestandort Deutschland. Auch die hohe Effizienz von Gasanwendungen und die hervorragend ausgebaute Infrastruktur machen den kohlestoffarmen Energieträger zu einem wertvollen Gut. Deshalb wird unter Hochdruck daran gearbeitet, die Gasversorgung in Deutschland sicher zu stellen. Von politischer Seite wird in mehrere Richtungen gearbeitet:

• Energieeffizienz fördern, d. h. so wenig wie möglich Energie verbrauchen,
• LNG-Verfügbarkeit erhöhen,
• Gasspeicher füllen,
• Grünes Gas beschleunigen.

Diesen Maßnahmen zahlen auf gleich drei wichtige Ziele des BWMK ein. Die Politik will Deutschland so schnell wie möglich unabhängig von russischen Energielieferungen machen. Gleichzeitig sollen die Arbeitsplätze und internationale Wettbewerbsfähigkeit unseres Technologiestandorts sicher bleiben. Und drittens soll die Dekarbonisierung der Wirtschaft vorangetrieben werden, um die Pariser Klimaziele zu erreichen.

Deutliche Fortschritte auf dem Weg zur Unabhängigkeit

Auf dem Weg zu einer breiteren Basis für die Energieversorgung in Deutschland hat es inzwischen deutliche Fortschritte gegeben. Die Abhängigkeit von russischem Gas und Öl ist im Vergleich zum Vorjahr um rund 20 Prozent gesunken. Bei Öl von ca. 35 auf jetzt 12 Prozent, bei Gas von zuvor etwa 55 auf nur noch 35 Prozent. Noch drastischer wurden die Kohleimporte durch das Importverbot von zuvor 50 auf jetzt 8 Prozent reduziert⁹⁾.

Wie Flüssiggas große Versorgungssicherheit bietet

Europaweit boomt die Planung und Realisierung neuer LNG-Terminals – onshore und offshore. Dabei sind uns Länder wie Frankreich, Italien oder Spanien ein großes Stück voraus. Neben kleineren Anlagen sind in Europa aktuell 29 Anlagen mit relevanten Kapazitäten in Betrieb¹⁰⁾. Jetzt zieht Deutschland in Rekordzeit nach. Anfang Mai war der Rammschlag für das erste schwimmende LNG-Terminal in Wilhelmshaven. Deutschlands „Unabhängigkeitserklärung“ von Putins Gas wird in Rekordzeit gebaut und soll bereits Ende 2022 in Betrieb gehen. Schlag auf Schlag werden – forciert durch das am 20. Mai verabschiedete LNG-Beschleunigungsgesetz – weitere Terminals folgen, beispielsweise in Stade und Brunsbüttel.

LNG wird bisher an den Terminals von Belgien und den Niederlanden in das europäische Pipeline-Netz eingespeist und nach Deutschland geleitet. LNG (Liquified Natural Gas) ist Erdgas, das bei Temperaturen um –162 °C verflüssigt wird und dann nur noch einen Bruchteil des ursprünglichen Volumens benötigt (1:600). Mit dem großen Vorteil, dass Flüssiggas praktisch an allen Märkten der Welt gekauft und per Schiff transportiert werden kann. LNG ist der Energieträger, der in der Übergangszeit bis zum großflächigen Einsatz regenerativer Energien eine große Versorgungssicherheit bietet.

So werden die Gasspeicher gefüllt

Was die Versorgungssicherheit mit Gas angeht, wird an mehreren Stellschrauben gedreht, so auch am Füllstand der deutschen Gasspeicher. Schritt für Schritt werden sie derzeit aufgefüllt – bis zum 1. Oktober auf mind. 80 Prozent, bis zum 1. November auf 90 Prozent. Das würde dann einer Leistung von 229,5 Terawattstunden entsprechen – genug um etwa ein Viertel des Jahresverbrauchs an Gas zu decken und gut über den Winter zu kommen, selbst wenn Russland den Gashahn zudrehen sollte.

Praxistipps: Was Experten jetzt raten

Praxistipp 1: Preissteigerungen für Heizenergie schnell und wirksam aushebeln

Die Energiepreise sind in den letzten Monaten in neue Dimensionen gestiegen. Eine Megawattstunde (MWh) kostete im Mai an der niederländischen Börse TTF rund zehn bis 20 Mal so viel wie vor einem Jahr¹¹⁾. Um diese enormen Preissteigerungen im nächsten Winter gut abzufedern, empfehlen Experten:

• Hallengebäude heiztechnisch verstehen zu lernen mit dem Ziel, alle möglichen Hebel zur Einsparung zu nutzen
• so schnell wie möglich den Energieverbrauch zu senken,
• wirtschaftliche und zukunftssichere Technologien einzusetzen,
• regenerative Energien einzuplanen.

Praxistipp 2: Effizienzpotenziale so schnell wie möglich nutzen

Hallengebäude haben aufgrund ihrer Größe und hohen Decken einen weit höheren Energieverbrauch als beispielsweise Bürohäuser oder andere Geschossbauten, wenn sie im Winter warm sein sollen. Oft wird jedoch viel zu viel Energie verheizt. Die Gründe dafür:

• veraltete oder zu wenig effiziente Anlagentechnik,
• ungenaue Steuerung,
• die Heizung passt nicht zum Nutzungsprofil der Halle,
• andere wichtige Einsparpotenziale wie z. B. Restwärme werden übersehen.

Dafür bieten spezielle, für den Einsatz in Hallengebäuden entwickelte dezentrale Industrieheizungen mit gasförmigen Energieträgern oft beeindruckende Einsparungen von 30 – 70 Prozent. Diese lassen sich schnell, kostengünstig und wirtschaftlich realisieren.

Praxistipp 3: Nicht dem Wetter hinterher heizen

Industrieheizungen wie Infrarot-Dunkelstrahler lassen sich sehr flexibel an unterschiedliche Nutzungsanforderungen anpassen, unabhängig davon ob sie fossil oder regenerativ betrieben werden. Damit erfüllen sie eine weitere wichtige Anforderung der Industrie, die ihre Prozesse gegebenenfalls spontan an dynamische Marktanforderungen anpassen muss. Infrarot-Dunkelstrahler haben schnelle Aufheizzeiten. Damit lassen sich auch kurzfristig Zusatzschichten fahren, wenn es erforderlich ist. Zudem lassen sich einzelne Hallenzonen individuell ansteuern – geheizt wird nur in den Bereichen, in denen gearbeitet wird.
Die Flexibilität ist einer der wichtigen Punkte, in denen sich gasgeführte Hallenheizungen von warmwasserbasierten Technologien (zum Beispiel Wärmepumpen) unterscheiden. Wärmepumpen sind im Wohnbereich oder in Büros sinnvoll. Die dynamischen Anforderungen der Industrie können diese warmwassergeführten Systeme aufgrund ihrer Reaktionsträgheit kaum erfüllen. Zudem haben sie einen enorm hohen Flächenbedarf entweder unter der Hallendecke oder im Boden und schränken auch hier die Flexibilität ein. Beispielweise bei der Maschinenaufstellung oder einer Umnutzung der Halle. Denn ist die Fußbodenheizung erst einmal installiert, lässt sich der Boden nicht mehr ohne weiteres anbohren, um Maschinen umzustellen oder neu zu installieren.

Praxistipp 4: Optimieren Sie den Betrieb Ihrer Industrieheizung

Die sparsamste Heizung ist die, die Sie nicht brauchen. Experten raten daher:

• Verwenden Sie nur Systeme, die schnelle Aufheizzeiten bieten und flexibel sind.
• Heizen Sie nur dort, wo auch wirklich qualitative Wärme für Menschen gebraucht wird.
• Senken Sie die Temperaturen für nicht frequentierte Hallenbereiche rechtzeitig ab.

Übrigens: Intelligente Heizungssteuerungen mit integrierten Energiemanagement-Systemen (z. B. E.M.M.A. von KÜBLER) schaffen Transparenz über die relevanten Parameter Ihres Heizprozesses und helfen dabei, den Heizbetrieb automatisch auf Ideallinie zu fahren. Alleine in der optimierten Fahrweise des Anlagenbetriebs stecken bis zu 20 Prozent Einsparpotenzial.

Quellenangaben

1) Quelle: https://www.report-k.de/wirtschaftsminister-habeck-will-verbot-neuer-gasheizungen/
2) Grundlage des Preisvergleichs: Günstigster Tarif, Laufzeit 12 Monate.
Strom, Gewerbegas: Verivox, Menge 100.000 kWh; Heizöl: heizoel24.de, Menge 10.000 l (ca. 10 kWh/l); Pellets: HeizPellets24.de, Menge: 20.000 kg (5 kWh/kg).
3) Die Studie "Gesamtanalyse Energieeffizienz von Hallengebäuden" (ITG Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden und Universität Kassel, Fachgebiet Bauphysik, 2009-2011) geht von folgenden Zahlen aus:

• Gesamtenergieverbrauch für Raumwärme in Deutschland: 625 Milliarden kWh, davon
• Raumwärmeanteil Wohngebäude (18 Mio.): 428 Mrd. kWh,
• Raumwärmeanteil Hallengebäude (359.000 von 1,5 Mio. Nichtwohngebäuden, errichtet 1960 bis 2009): 116 Mrd. kWh,
• Raumwärmeanteil restliche Nichtwohngebäude (1,14 Mio.): 81 Mrd. kWh,

Sanierungspotenzial Hallengebäude: 64 Prozent.
Der dena Gebäudereport 2022 geht nicht gesondert auf Hallengebäude ein. Sowohl der Gebäudebestand als auch der klimabereinigte Wärmeverbrauch sind 2019 jedoch weiter gestiegen.
4) Energiesparende Hallenheizungssysteme von KÜBLER im Vergleich zu konventionellen Geräten.
5) Projekt energetisch saniert mit H.Y.B.R.I.D. (Dunkelstrahler, Brennwerttechnik und Digitalsteuerung von KÜBLER GmbH Energiesparende Hallenheizungen, Ludwigshafen)
6) Berechnungsgrundlage: Ursprünglicher Energiepreis im Mix Gas/Öl Ø ca. 0,05 Euro / kWh, aktueller Energiepreis: Ø 0,13 Euro / kWh
7) https://www.pwc.de/de/energiewirtschaft/wasserstoff-ein-essentieller-baustein-der-energiewende/chance-zur-dekarbonisierung-gruener-wasserstoff-als-motor-der-energiewende.html?utm_source=google.com&utm_medium=cpc&utm_campaign=XM_trustintransformation_SV&utm_content=text&utm_term=gr%C3%BCner%20wasserstoff
8) https://www.zdf.de/nachrichten/wirtschaft/gasversorgung-energiesicherheit-deutschland-pipelines-russland-100.html
9) Handelsblatt 01.05.2022, https://www.handelsblatt.com/politik/international/import-deutschland-verringert-energieabhaengigkeit-von-russland/28293452.html
10) Quelle: Chemietechnik 25.02.2022, https://www.chemietechnik.de/energie-utilities/interaktive-karte-lng-terminals-in-europa-802.html
11) https://www.handelsblatt.com/politik/energiekrise-gaspreis-bricht-alle-rekorde-forderung-nach-preisdeckel/28139228.html

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