Fraunhofer ISE: Solarthermie liefert kostengünstige Prozesswärme
Systeme mit Solarthermie sind in vielen Fällen wirtschaftlicher als der Betrieb rein fossil erzeugter Prozesswärme. Vorab-Ergebnisse der Studie vom Fraunhofer ISE waren bereits Ende 2024 verfügbar, jetzt wurde die vollständige Studie veröffentlicht.
22.05.2025 – Industrielle Prozesswärme macht einen relevanten Teil des gesamten Energiebedarfs in Deutschland aus und wird derzeit überwiegend durch fossile Brennstoffe, insbesondere Erdgas, gedeckt. Damit einher gehen Beschaffungs- und Preisrisiken, zumal die CO2-Kosten absehbar steigen werden.
Mit aus Solarthermie gewonnener Prozesswärme hat die Industrie eine wirtschaftliche Alternative beziehungsweise Ergänzung. Solarthermie kann Temperaturen von bis zu 400 °C bereitstellen und ist damit eine CO2-freie Option, um wesentliche Anteile der Industrie mit Wärme zu versorgen. Zudem ist sie in vielen Fällen wirtschaftlicher als der Betrieb rein fossil befeuerter Systeme. Zu diesem Ergebnis gelangt eine Studie des Fraunhofer ISE. Die Wissenschaftler untersuchten im Auftrag des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW-Solar) Erträge und Wirtschaftlichkeit von solarer Prozesswärme im Vergleich zur konventionellen industriellen Wärmeversorgung.
Im November 2024 wurden bereits vorab einige Ergebnisse veröffentlicht. Nun liegt die Studie in Gänze vor und steht zum Download bereit. Die Studie kommt zu dem Ergebnis, dass die Investitionen in Solarthermie in allen untersuchten Szenarien wirtschaftlicher sind als der fossile Bezug, wenn der Solaranteil an der Wärmegestehung bis zu 50 Prozent beträgt.
Amortisationszeiten zwischen drei und acht Jahren
Die Amortisationszeiten der Solarthermieanlagen liegen je nach Szenario, Standort und Temperaturbereich zwischen drei und acht Jahren – vorausgesetzt, dass ein Investitionszuschuss über die Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft (EEW) in Anspruch genommen wird. So amortisiere sich beispielsweise am Standort Würzburg die Investition in eine 34-Megawatt-Parabolrinnen-Anlage mit einem 20-Volllaststunden-Speicher in 5,5 Jahren. Gleichzeitig führe sie zu Kosteneinsparungen über die Lebenszeit von 20 Jahren in Höhe von über 40 Millionen Euro. Auf den heutigen Wert diskontiert ergibt sich daraus eine Einsparung von rund 25 Millionen Euro, wobei die Investition von 12,6 Millionen Euro bereits berücksichtigt ist.
Die Integration von Solarthermie senkt die Wärmegestehungskosten eines Solar-Gas-Hybridsystems (LCOHhybrid) signifikant von fast 14 auf rund 8 Cent pro Kilowattstunde bei hohen solaren Deckungsgraden. Investitionszuschüsse aus der Bundesförderung Energie und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft (EEW) tragen dabei mit bis zu 3 €ct/kWh zu dieser Reduktion bei, abhängig von Temperaturstufe und Standort.
„Damit konnte die leider immer noch verbreitete Annahme, dass Solarthermie in gemäßigten Breiten unwirtschaftlich sei, widerlegt werden“, kommentiert Carsten Körnig Geschäftsführer es BSW-Solar. Hans-Martin Henning, Institutsleiter des Fraunhofer ISE betont den Aspekt der guten Planbarkeit von Solarthermie für etliche Prozesswärmeanwendungen. Sie komme für Niedertemperaturanwendungen ebenso in Frage wie für mittlere Temperaturen, wie sie etwa in der chemischen Industrie benötigt werden.
Erläuterungen zur Methodik
Die Studie bewertet die Rentabilität der Integration solarthermischer Systeme in die industrielle Prozesswärmeversorgung in Deutschland im Vergleich zu einer konventionellen Wärmeversorgung auf Basis fossiler Energieträger. Untersucht wurden drei Temperaturbereiche (80 °C Vorlauf/60 °C Rücklauf, 120 °C/60 °C und 300 °C/200 °C), drei Kollektortechnologien (Flachkollektoren, Vakuumröhrenkollektoren und Parabolrinnenkollektoren) sowie drei repräsentative Standorte (Bremen, Würzburg und Lindenberg), beispielhaft für verschiedene Einstrahlungsregionen, um die Systemleistung, Wirtschaftlichkeit und das Einsparpotenzial zu quantifizieren. Über 6.000 Systemkonfigurationen wurden simuliert. Dabei wurden jeweils reale und prognostizierte Erdgaspreise, CO2-Abgaben und bestehende Förderinstrumente berücksichtigt. pf
