Marktbericht zur Abwärmenutzung: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Technik (Wärmetauscher, Wärmeräder, Rekuperatoren, Regeneratoren, Kessel, Sonstige), Anwendung (Temperaturregelung, Vorwärmsysteme, Stromerzeugung, Sonstige), Branchen (Chemie und Petrochemie, Öl und Gas, Energie und Strom, Lebensmittel und Getränke, Sonstige) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika) – Prognosen für 2025–2033

Wachstumsfaktor des Marktes für Abwärmenutzung

Staatliche Anreize und Regulierung

Weltweit erlassen Regierungen verschiedene Anreize und Gesetze, um die Nutzung von Abwärmenutzungssystemen zu fördern. Diese Maßnahmen sollen den Übergang zu saubereren und energieeffizienteren Verfahren beschleunigen, Treibhausgasemissionen reduzieren und die Ziele der ökologischen Nachhaltigkeit erreichen. Die Energieeffizienzrichtlinie der Europäischen Union verpflichtet die Mitgliedstaaten zur Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen wie der Abwärmenutzung. Die Richtlinie legt für jedes Land spezifische Energiesparziele fest und ermutigt Unternehmen, in Abwärmenutzungssysteme zu investieren, um diese Ziele zu erreichen. Zahlreiche Länder bieten finanzielle Anreize, Steuervergünstigungen und Zuschüsse zur Unterstützung der Installation und Durchführung von Abwärmenutzungsprojekten.

• Beispielsweise gewährt der Internal Revenue Service (IRS) der Vereinigten Staaten eine Steuergutschrift in Höhe von 10 % der Investitionskosten für förderfähige Abwärmenutzungsanlagen. Auch in Indien bietet das Ministerium für neue und erneuerbare Energien (MNRE) im Rahmen des Abwärmenutzungsprogramms finanzielle Unterstützung für Unternehmen zur Installation von Abwärmenutzungsanlagen.

Marktbeschränkung

Hohe Anfangsinvestition

WärmetauscherDampfturbinen, Generatoren und weitere Anlagenteile sind Bestandteil des Abwärmerückgewinnungssystems. Je nach Größe und Komplexität der Anlage können die anfänglichen Investitionskosten für ein solches System zwischen mehreren Hunderttausend und mehreren Millionen Dollar liegen. Installation und Inbetriebnahme des Abwärmerückgewinnungssystems erfordern geschultes Personal und Fachwissen. Diese Projektphase ist mit erheblichen Kosten verbunden.

Laut einer Studie des US-Energieministeriums liegen die Investitionskosten für Abwärmenutzungssysteme in industriellen Anwendungen zwischen 500 und 4.500 US-Dollar pro Kilowatt (kW) gewonnener Abwärme. Bei größeren Projekten oder solchen mit komplexen industriellen Prozessen sind die Investitionskosten in der Regel höher.

Marktchance

Technologischer Fortschritt

Der organische Rankine-Kreislauf (ORC) ist ein neuartiges Verfahren zur Abwärmenutzung, das mithilfe von organischen Fluiden mit niedrigen Siedetemperaturen Strom aus Abwärmequellen mit niedrigen bis mittleren Temperaturen erzeugt. ORC-Systeme finden zunehmend Anwendung in Branchen, in denen herkömmliche dampfbasierte Rankine-Kreisläufe aufgrund der niedrigeren Abwärmetemperaturen unpraktisch sind. Die ORC-Technologie arbeitet effizient bei Abwärmetemperaturen von nur 80 °C und eignet sich daher zur Wärmerückgewinnung aus verschiedenen industriellen Prozessen.

Der zunehmende Fokus auf nachhaltige Energielösungen und die Notwendigkeit, Treibhausgasemissionen zu minimieren, veranlassen die Industrie, fortschrittliche Abwärmenutzungstechnologien wie ORC zu erforschen und in diese zu investieren. Es wird erwartet, dass Abwärmenutzungssysteme die Energieeffizienz verbessern und mit der Weiterentwicklung und Verbesserung der Technologie zu einer grüneren und nachhaltigeren Zukunft beitragen werden.

Technische Einblicke

Die Technologie lässt sich weiter in Wärmetauscher, Wärmeräder, Rekuperatoren, Regeneratoren, Kessel und Sonstige unterteilen. Wärmetauscher tragen am meisten zum Marktvolumen bei. Sie übertragen Wärme von einem Fluid auf ein anderes, ohne diese zu vermischen. Wärmetauscher werden in verschiedenen Branchen eingesetzt, um Abwärme aus heißen Abgasen zurückzugewinnen und sie zur weiteren Nutzung an ein anderes Medium abzugeben. Man unterscheidet drei Arten von Wärmetauschern: Rohrbündel-, Platten- und Rippenrohrwärmetauscher, die jeweils für einen bestimmten Anwendungsbereich geeignet sind.

Wärmeräder sind Energierückgewinnungsgeräte, die in folgenden Bereichen zu finden sind:Heizungs-, Lüftungs- und KlimaanlagenSie werden auch als Rotationswärmetauscher oder Enthalpieräder bezeichnet. Sie arbeiten mit zwei abwechselnden Luftströmen: einem Abluft- und einem Frischluftstrom. Das Rad entzieht der warmen Abluft Wärme und gibt diese an die kühle Zuluft ab, wodurch zusätzliche Heizung oder Kühlung überflüssig wird.

Anwendungseinblicke

Das Segment lässt sich anwendungsbezogen in Temperaturregelung, Vorheizsysteme, Stromerzeugung und Sonstiges unterteilen. Die Stromerzeugung hält den größten Marktanteil und ist eine der wichtigsten Anwendungen der Abwärmenutzung. Die Abwärme aus industriellen Prozessen wird absorbiert und in Blockheizkraftwerken (BHKW) oder Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) mithilfe verschiedener Technologien wie Dampfturbinen, organischen Rankine-Kreisläufen oder thermoelektrischen Generatoren in elektrische Energie umgewandelt. Dieses Verfahren erhöht die Gesamtenergieeffizienz und reduziert gleichzeitig die Treibhausgasemissionen.

Vorwärmsysteme nutzen Abwärme, um Flüssigkeiten oder Materialien vor dem Prozess zu erwärmen. Dies ist eine typische Anwendung in Branchen wie der chemischen Industrie, wo Abwärme aus bestimmten Produktionsstufen genutzt wird, um Rohstoffe oder Einsatzstoffe für die weitere Verarbeitung vorzuwärmen und so den Energiebedarf zum Erreichen der gewünschten Temperaturen zu senken.

Brancheneinblicke

Basierend auf den Branchen wird der Markt in Chemie und Petrochemie, Öl und Gas, Energie und Strom, Lebensmittel und Getränke sowie Sonstige unterteilt. Die Chemie- und Petrochemiebranche ist führend auf dem Markt. Zahlreiche Hochtemperaturprozesse in der chemischen und petrochemischen Industrie erzeugen erhebliche Mengen an Abwärme. In dieser Branche sind Abwärmerückgewinnungssysteme entscheidend für die Maximierung der Energienutzung, die Steigerung der Prozesseffizienz und die Reduzierung von Treibhausgasemissionen. Die Abwärme kann zurückgewonnen und zur Vorwärmung von Rohstoffen, zur Energieerzeugung oder zum Betrieb anderer Prozesse innerhalb der Anlage genutzt werden.

Die Öl- und Gasindustrie trägt durch Raffination, Kompression und wärmeintensive Prozesse erheblich zur Abwärmeerzeugung bei. In dieser Branche kann die Abwärme für verschiedene Zwecke genutzt werden, beispielsweise zum Erhitzen von Flüssigkeiten zur Steigerung der Ölgewinnung, zum Vorwärmen von Erdgas oder zur Stromerzeugung für den Eigenverbrauch.

Regionalanalyse

Nordamerika hält einen bedeutenden globalen Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 6,9 % wachsen. Dies ist auf die steigende Nachfrage nach dezentraler Stromerzeugung und verstärkte Initiativen zum Einsatz energieeffizienter Technologien zurückzuführen. Strenge staatliche Vorschriften zu Schadstoffemissionen werden bestehende Industrieanlagen zur Nachrüstung zwingen und damit die Nachfrage nach unseren Produkten weiter steigern.

Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) hat den Clean Air Act und den Clean Power Plan verabschiedet, um die Industrie zu ermutigen, Treibhausgasemissionen zu reduzieren und die Energieeffizienz zu steigern. Diese Bestimmungen fördern den Einsatz von Abwärmenutzungssystemen. Laufende Forschung in den Bereichen Materialwissenschaft und Werkstofftechnik hat zur Entwicklung effizienterer Abwärmenutzungssysteme geführt, beispielsweise thermoelektrischer Generatoren und organischer Rankine-Kreisläufe. Das Nationale Labor für Erneuerbare Energien (NREL) in den USA und vergleichbare Forschungseinrichtungen in Kanada engagieren sich aktiv für die Weiterentwicklung von Abwärmenutzungssystemen.

Markttrend für Abwärmenutzung im asiatisch-pazifischen Raum

Für den asiatisch-pazifischen Raum wird im Prognosezeitraum ein deutliches jährliches Wachstum von 7,7 % erwartet. Der asiatisch-pazifische Raum erhielt die meisten ausländischen Direktinvestitionen im verarbeitenden Gewerbe. Die rasche Industrialisierung und das wachsende Bewusstsein für den Bedarf an nachhaltiger Energie in den expandierenden Volkswirtschaften Indiens und Chinas dürften die Marktentwicklung in der Region fördern. Laut Asiatischer Entwicklungsbank wird der Industriesektor im asiatisch-pazifischen Raum zwischen 2016 und 2030 voraussichtlich jährlich um 6,2 % wachsen.

Laut dem UNCTAD-Weltinvestitionsbericht 2018 ist der asiatisch-pazifische Raum der größte Empfänger ausländischer Direktinvestitionen im verarbeitenden Gewerbe. Die hohe Industrialisierung und die wachsende Bedeutung nachhaltiger Energie in Schwellenländern wie Indien und China dürften das Marktwachstum in den nächsten sieben Jahren vorantreiben. Mehrere Länder im asiatisch-pazifischen Raum haben Umweltgesetze erlassen, um Treibhausgasemissionen zu minimieren und eine nachhaltige Entwicklung zu fördern.

• Chinas 13. Fünfjahresplan zielt beispielsweise darauf ab, die Energieintensität zu senken und Energieeinsparung sowie Emissionsreduzierung zu fördern. Dadurch wird zum Wachstum des globalen Marktes für Abwärmenutzung beigetragen.

Trend auf dem europäischen Markt für Abwärmenutzung

Europa wird Asien künftig als zweitgrößten regionalen Markt überholen. Das wachsende Wissen über das WHR-System und das Abfallverwertungsprojekt der Europäischen Union sind wichtige Treiber dieses Marktwachstums in der Region. Laut der Europäischen Umweltagentur (EUA) hat sich die Europäische Union im Rahmen ihrer Klimaziele verpflichtet, die Treibhausgasemissionen bis 2030 gegenüber dem Stand von 1990 um mindestens 40 % zu senken.

Die EU-Richtlinie über erneuerbare Energien legt verbindliche Ziele für die EU-Mitgliedstaaten fest, um den Anteil erneuerbarer Energien am Gesamtenergiemix bis 2030 auf 32 % zu erhöhen. Die Energieeffizienzrichtlinie verpflichtet die EU-Mitgliedstaaten, ihre Energieeffizienz bis 2030 um 32,5 % zu steigern. Aufgrund strenger Emissionsvorschriften zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen ist Deutschland der größte Akteur auf dem europäischen Markt für Abwärmenutzungssysteme. Der Nationale Aktionsplan für Energieeffizienz (NAPE) stellt Fördermittel zur Verfügung, um Energieeffizienzprojekte, einschließlich Abwärmenutzungsprogramme, zu unterstützen.

Darüber hinaus fördert die Initiative Horizont 2020 der Europäischen Kommission Forschungs- und Innovationsprojekte zu Energieeffizienz und nachhaltiger Technologie. Zu den potenziellen Faktoren, die die Produktnachfrage in den kommenden Jahren verbessern werden, zählen technologische Innovationen, sinkende Kosten und ein günstiges politisches Umfeld.

Lateinamerikas Öl- und Erdgasindustrie dürfte aufgrund der Ölreserven Venezuelas in den nächsten Jahren ein solides Wachstum verzeichnen, was voraussichtlich zum Wachstum des Marktes für Abwärmenutzungssysteme in der Region beitragen wird. Mit seinen sich stetig entwickelnden Öl-, Erdgas- und Chemieindustrien bietet die Region Naher Osten und Afrika voraussichtlich ein enormes Wachstumspotenzial für Abwärmenutzungssysteme.