Prozesswärme Elektrifizierung

Zusatzlast aus Elektrifizierung der Prozesswärme in sonstiger Industrie (ohne Stahl, ohne Chemie).

Bezugsjahr 2023: die AGEB-Anwendungsbilanz Industrie weist 506 TWh Endenergie Prozesswärme aus. Davon sind Eisen/Stahl ~120 TWh (e100-stahl) und Chemie ~165 TWh (e100-chemie) ausgegliedert; verbleibend sonstige Industrie ~220 TWh — Papier/Zellstoff ~18 TWh, Glas/Keramik ~19 TWh, NE-Metalle/Gießereien, Lebensmittel, Maschinenbau, Bauindustrie, Trocknung. Bereits elektrisch gedeckt sind ~25 TWh (Glas-Elektroschmelze ~4 TWh, Papier-E-Kessel-Pilot, Al-Sekundär-Induktion, Lebensmittel-/Pharma-Elektrobeheizung) und Teil der historischen Last; das ist das Slider-Minimum.

Faktor: der Strom-pro-Wärme-Faktor 0,55 mittelt über die Temperaturschichtung (Fraunhofer ISI/Wuppertal): 30 % NT (<100 °C) → Großwärmepumpen COP 3,5; 45 % MT (100–500 °C) → 50/50-Mix HT-WP COP 2,0 (IEA HPT Annex 58 zeigt 1,6–5,8 je nach Lift) und E-Dampfkessel η 0,98; 25 % HT (>500 °C) → Lichtbogen/Induktion/Plasma/Widerstand η 0,95. Roh-Mix 0,30/3,5 + 0,45 × 0,75 + 0,25/0,95 ≈ 0,69; mit pauschalem Abwärme-Recycling- und Prozessintegrations-Bonus (~20 % Wärmerückgewinnung über Mehrstufen-HT-WP, Brüden- und Rauchgaskondensation) sinkt der effektive Brutto-Faktor auf 0,55. Default-Zusatzlast: (220 − 25) × 0,55 ≈ 107 TWh/a. Materialsubstitution und Wirkungsgrad-Drift einzelner Anlagen sind nicht modelliert.

Lastform: kein Saisonprofil — Industrieprozesse sind witterungsunabhängig. 24-h-Tagesgang als Schichtbetrieb-Mittelung (50 % 24/7-Kontibetrieb wie Papier/Glas/Al-Sekundär + 50 % Werktag-Tagschicht wie Lebensmittel/Maschinenbau/Bau) ergibt Nacht 0,86–0,88 (22–5 Uhr) und Tagplateau 1,05–1,13 (6–21 Uhr). Werktag-/Wochenend-Differenzierung einzelner Branchen entfällt.

Verwendung

Slider: 25 bis 320 TWh Wärme in 5-TWh-Schritten. Default 220 TWh = AGEB sonstige Industrie 2023 (506 − Stahl 120 − Chemie 165). Das Maximum deckt Wachstumspfade bis 2045 ab (Re-Industrialisierung, Sanierungsstau).

Verteilung

Profil: Schichtbetrieb-Mittelung BDEW G3 + G1, Nacht 0,86–0,88, Tag 1,05–1,13, Summe 24. Kein Saisongang.

Formel

Rechnung: Zusatzstrom = (Ziel − 25) × 0,55. Default: (220 − 25) × 0,55 ≈ 107 TWh/a.

Quellen: AGEB Anwendungsbilanz Industrie 2023 (sonstige Industrie ohne Stahl/Chemie rund 220 TWh Endenergie Wärme); Fraunhofer ISI/RWTH IOB Wärmewende-Studie 2023; Wuppertal Institut/sci4climate.NRW 4-Stufen-Modell 2023; IEA HPT Annex 58 (Hochtemperatur-Wärmepumpen); dena Technologie-Fakten HT-WP; BV Glas; VDP Papierindustrie.