Eine Fabrik braucht Wärme – aber nicht immer Feuer
Eine Molkerei muss Anlagen reinigen, eine Papierfabrik Wasser verdampfen, ein Lebensmittelbetrieb Zutaten erhitzen. Oft kommt die nötige Wärme heute aus einem Gaskessel. Soll der Betrieb seinen Verbrauch senken und weniger fossile Brennstoffe einsetzen, steht er vor einer praktischen Frage: Ist eine industrielle Wärmepumpe sinnvoll oder ein Elektrokessel?
Beide nutzen Strom, doch sie tun es auf unterschiedliche Weise. Der Elektrokessel wandelt Strom direkt in Wärme um. Die Wärmepumpe holt zusätzlich Wärme aus einer Quelle, etwa warmem Abwasser oder Abluft, und hebt sie auf eine höhere Temperatur. Das spart im Betrieb häufig Strom, erfordert aber eine geeignete Wärmequelle und eine aufwendigere Anlage.
Die Entscheidung hängt deshalb weniger von einem allgemeinen Sieger ab als von Temperatur, Betriebszeiten, Strompreis und vorhandener Infrastruktur. Eine Analyse der Internationalen Energieagentur (IEA) zeigt, warum sich die Rechnung je nach Standort ändern kann.
Warum gerade niedrigere Temperaturen interessant sind
Industriewärme reicht vom warmen Wasser zur Reinigung bis zu extrem heißen Öfen für Stahl oder Zement. Die IEA unterscheidet ausdrücklich: Besonders bei weniger energieintensiven Branchen wie Lebensmitteln, Textilien und Maschinenbau gibt es viel Wärmebedarf auf einem niedrigeren Temperaturniveau. Nach ihrer Schätzung liegen dort weltweit rund 75 Prozent des Wärmebedarfs unter 200 Grad Celsius. Die Zahl gilt für diese Branchen, nicht für die gesamte Industrie.
Das heißt nicht, dass jede Wärmepumpe jeden Prozess unter 200 Grad direkt versorgen kann. Entscheidend sind die konkret benötigte Temperatur, die verfügbare Wärmequelle und das Angebot passender Anlagen. Eine Fabrik kann zunächst einzelne Prozesse umstellen und andere weiter mit einem bestehenden Kessel versorgen.
Wärmepumpe: mehr Wärme aus einer Kilowattstunde Strom
Eine Wärmepumpe funktioniert ähnlich wie ein Kühlschrank, nur ist die abgegebene Wärme das gewünschte Produkt. Ein Kältemittel nimmt Wärme aus einer Quelle auf. Ein elektrisch angetriebener Verdichter erhöht den Druck und damit die Temperatur; anschließend gibt das System die Wärme an den Prozess ab.
Die Kennzahl dafür heißt Leistungszahl oder COP. Bei einem COP von drei liefert die Anlage unter den jeweiligen Betriebsbedingungen drei Kilowattstunden Wärme für eine Kilowattstunde Strom. Die restliche Wärme stammt aus der Wärmequelle. Das ist kein kostenloser Energiegewinn, sondern eine Nutzung vorhandener Wärme.
Ein einfaches Rechenbeispiel: Kostet Strom angenommen 15 Cent pro Kilowattstunde, ergeben sich bei einem COP von drei rechnerisch fünf Cent Stromkosten je Kilowattstunde Wärme. Das Beispiel enthält weder Anschaffung und Wartung noch Netzkosten außerhalb des angenommenen Strompreises. Der tatsächliche COP verändert sich mit Quelle, Zieltemperatur und Auslastung; je größer der Temperatursprung, desto schwieriger wird die Aufgabe meist.
Ein Beispiel aus der Praxis nennt die IEA in Norwegen: Ein Fischmehlhersteller installierte Wärmepumpen mit fünf Megawatt Leistung, um Prozessdampf zu erzeugen. Das zeigt eine konkrete Anwendung, beweist aber nicht, dass dieselbe Anlage für andere Betriebe wirtschaftlich ist.
Elektrokessel: einfach einzubinden, aber stromhungriger
Der Elektrokessel erhitzt Wasser mit Strom und kann je nach Ausführung Wärme oder Dampf bereitstellen. Er benötigt keine kontinuierliche Abwärmequelle und lässt sich schnell regeln. Das kann für Betriebe interessant sein, die schon ein Dampfnetz haben oder nur zeitweise zusätzliche Wärme brauchen.
Für dieselbe Wärmemenge braucht er allerdings deutlich mehr Strom als eine gut arbeitende Wärmepumpe. Bei einem angenommenen Wirkungsgrad von 98 Prozent und 15 Cent pro Kilowattstunde Strom liegen die reinen Stromkosten rechnerisch bei rund 15,3 Cent pro Kilowattstunde Wärme. Auch das ist nur ein Vergleichsbeispiel, keine reale Tarifauskunft. Die IEA verwendet in ihrer Modellrechnung 98 Prozent Wirkungsgrad für Elektrokessel und einen COP von 3,5 für Wärmepumpen.
Der Unterschied beim Stromverbrauch ist nur eine Seite der Rechnung. Wärmepumpen kosten nach Angaben der IEA deutlich mehr in Anschaffung und Installation. Ein Elektrokessel kann deshalb trotz höherer Energiekosten eine Rolle spielen, wenn er nur wenige Stunden läuft oder gezielt günstige Stromzeiten nutzt. Ob das funktioniert, hängt vom tatsächlichen Vertrag und den Netzentgelten ab: Ein niedriger Börsenpreis kommt nicht automatisch vollständig beim Betrieb an.
Speicher und Gaskessel verändern die Rechnung
Ein Wärmespeicher kann Strom in günstigen Stunden aufnehmen und die erzeugte Wärme später abgeben. Ebenso kann ein vorhandener Gaskessel einspringen, wenn Strom teuer ist. Solche hybriden Systeme elektrifizieren den Prozess nicht vollständig, können aber den Gasverbrauch senken.
Die IEA berechnet für ein deutsches Beispielszenario mit Preisen von 2024, dass ein Elektrokessel neben einem vorhandenen Gaskessel die Wärmekosten gegenüber reinem Gasbetrieb senken kann. Das Ergebnis beruht auf bestimmten Annahmen über Strompreise, Gaspreis, CO₂-Kosten und Einsatzzeiten. Netzanschlusskosten sind in der Modellierung ausdrücklich nicht enthalten. Es ist daher keine allgemeine Wirtschaftlichkeitsgarantie.
Bei Wärmepumpen kann ein großer Speicher zusätzliche Investitionen und eine größere Anlage nötig machen. In den von der IEA untersuchten Konfigurationen ergaben sich daraus nicht dieselben Vorteile wie beim Elektrokessel. Ein Speicher muss also zum Verbrauchsprofil passen, statt allein wegen einer Technologie eingebaut zu werden.
Was ein Betrieb zuerst klären sollte
Am Anfang steht eine Bestandsaufnahme: Welche Temperaturen werden wann gebraucht? Wo fällt regelmäßig nutzbare Abwärme an? Kann sie ohne lange Stillstände in den Prozess zurückgeführt werden? Und reicht der bestehende Stromanschluss für die neue Leistung? Gerade der Anschluss kann teuer oder zeitaufwendig sein.
Erst danach lassen sich Angebote vergleichen. Dazu gehören Investition, Wartung, erwartete Laufzeit, Energiepreise und die Frage, ob der Betrieb flexibel auf Preisschwankungen reagieren kann. Auch die Klimawirkung hängt vom verwendeten Strom und davon ab, welcher Brennstoff tatsächlich ersetzt wird.
Die praktische Antwort kann eine Kombination sein: eine Wärmepumpe für einen gleichmäßigen Wärmebedarf, ein Elektrokessel oder vorhandener Kessel für Spitzen und gegebenenfalls ein Speicher. Welche Variante sich lohnt, entscheidet die konkrete Fabrik – und nicht allein die Technik auf dem Prospekt.
Quellen
- IEA: Can low-temperature heat in factories be electrified competitively? (09.12.2025)
- IEA: Renewables for Industry (23.12.2025)
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