Strom aus Abwärme: Wann sich ORC-Anlagen für den Mittelstand rechnen

241 TWh Abwärme pro Jahr: ungenutztes Potenzial im Mittelstand

Schätzungen zufolge fallen in der deutschen Industrie jährlich rund 241 Terawattstunden Abwärme an, verteilt auf mehr als 25.000 Quellen. Ein großer Teil dieser Energie bleibt bislang ungenutzt und verlässt die Betriebe über Abgase, Kühlkreisläufe oder Abwasser. Die „Wärmestudie NRW“ des Landesamts LANUK aus dem Jahr 2024 beziffert allein das theoretische Abwärmepotenzial in Nordrhein-Westfalen auf 44,5 Terawattstunden pro Jahr.

Ein großer Teil dieser Energie entsteht im Mittelstand: in Gießereien und Härtereien, in der Glas-, Keramik- und Lebensmittelverarbeitung oder an Druckluft- und Kälteanlagen. Bisher wird Abwärme, wenn überhaupt, zur Wärmenutzung eingesetzt – etwa zum Heizen von Hallen oder zur Vorwärmung von Prozessen. Die Erzeugung von Strom aus Abwärme ist dagegen bislang die Ausnahme.

Genau hier setzt der Organic Rankine Cycle an. Wo Prozesswärme nicht sinnvoll weiterverwendet werden kann, weil im Betrieb kein passender Wärmebedarf besteht, lässt sich ein Teil der Abwärme in elektrische Energie umwandeln. Der erzeugte Strom senkt den externen Strombezug und damit die Energiekosten – unabhängig davon, ob im Betrieb gerade Wärme gebraucht wird.

Für Entscheider im Mittelstand ist das doppelt interessant: Der selbst erzeugte Strom mindert die Betriebskosten, und die Nutzung ohnehin anfallender Abwärme verbessert die Effizienzbilanz. Ob sich eine ORC-Anlage rechnet, entscheidet sich jedoch nicht am Potenzial allein, sondern an zwei nüchternen Größen – dem Temperaturniveau der Abwärmequelle und der Zahl der jährlichen Betriebsstunden.

ORC-Prinzip: Verstromung ab 120 °C, Niedertemperatur teils ab 90 °C

Der Organic Rankine Cycle funktioniert im Grundsatz wie ein klassischer Dampfkraftprozess, arbeitet aber nicht mit Wasser, sondern mit einem organischen Arbeitsmedium, das schon bei niedrigen Temperaturen verdampft. Die Abwärme wird über einen Wärmetauscher auf dieses Arbeitsmedium übertragen. Der entstehende Dampf treibt eine Turbine oder einen Expander an, der einen Generator dreht – so entsteht Strom.

Wirtschaftlich verstromen lassen sich mit ORC-Anlagen nach Angaben von Fachportalen Wärmeströme im Bereich von rund 120 bis 450 Grad Celsius. Die untere Grenze hängt von der konkreten Anlage, den Randbedingungen und einer möglichen Förderung ab. Moderne Niedertemperatur-ORC-Module setzen tiefer an: Hersteller bieten Systeme, die ab Vorlauftemperaturen um 90 bis 150 Grad Celsius und einer thermischen Leistung ab etwa 500 Kilowatt arbeiten.

Der elektrische Wirkungsgrad liegt typischerweise zwischen 10 und 20 Prozent – je höher das Temperaturniveau, desto höher die Stromausbeute. Das klingt zunächst gering, ist aber richtig einzuordnen: Als Brennstoff dient ausschließlich ohnehin anfallende Abwärme, die sonst verloren wäre. Jede erzeugte Kilowattstunde ersetzt teuren Netzstrom.

Für den Mittelstand entscheidend ist die Entwicklung modularer Kleinanlagen. Statt individueller Großprojekte gibt es vorkonfigurierte ORC-Module, die den Planungs- und Investitionsaufwand senken. Ein modulares System kann laut Marktangaben ab rund 120.000 Euro installiert werden, was etwa 6.000 Euro je Kilowatt entspricht; einzelne Kompaktmodule liefern eine elektrische Nettoleistung um 20 Kilowatt. Damit rückt die Verstromung von Abwärme in eine Größenordnung, die auch für kleinere Standorte plan- und finanzierbar wird.

Betriebsstunden entscheiden: wann sich die Investition amortisiert

Ob eine ORC-Anlage sich rechnet, entscheidet sich weniger an der Spitzenleistung als an der Zahl der Betriebsstunden. Da die Investition weitgehend fix ist, sinkt der Preis je erzeugter Kilowattstunde mit jeder zusätzlichen Betriebsstunde. Eine ORC-Anlage lohnt sich deshalb vor allem dort, wo Abwärme kontinuierlich und über viele Stunden im Jahr anfällt – im Grundlastbetrieb.

Prozesse mit ständigem Betrieb, etwa in der Glas-, Zement-, Metall- oder Lebensmittelindustrie, erreichen mehrere tausend Vollbenutzungsstunden pro Jahr. Je höher diese Stundenzahl, desto kürzer die Amortisationszeit. Ein Ofen, der nur im Einschichtbetrieb läuft und die Anlage einige hundert Stunden im Jahr auslastet, wird die Investition dagegen kaum tragen. Als grobe Orientierung gilt: Erst bei kontinuierlichem Betrieb mit hoher jährlicher Stundenzahl wird die Verstromung interessant.

Neben den Betriebsstunden sind drei Größen ausschlaggebend: das Temperaturniveau der Quelle, der konstant verfügbare Wärmestrom und der Preis, den der ersetzte Netzstrom kostet. Je teurer der bezogene Strom, desto schneller amortisiert sich die selbst erzeugte Kilowattstunde. Steigende oder volatile Strompreise verbessern die Rechnung zusätzlich.

Vor einer Investition steht deshalb immer eine belastbare Messung: Wie hoch ist die Abwärmetemperatur tatsächlich, wie konstant ist der Wärmestrom über den Tag und über das Jahr, und wie viele Betriebsstunden erreicht der Prozess wirklich? Erst diese Datenbasis erlaubt eine seriöse Wirtschaftlichkeitsrechnung. Schätzungen aus dem Bauch heraus führen bei ORC-Projekten regelmäßig zu Fehlentscheidungen – in beide Richtungen. Eine Messkampagne über mehrere Wochen liefert die belastbaren Werte, die Planung und Förderantrag benötigen.

EEW Modul 4 2025: bis zu 45 % Zuschuss für die Verstromung

Die Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft (EEW) fördert über Modul 4 die energiebezogene Optimierung von Anlagen und Prozessen. Das aktualisierte Merkblatt von 2025 nennt die Nutzung von Prozessabwärme – ausdrücklich einschließlich der Stromerzeugung – als förderfähige Maßnahme. Anders als bei reinen Wärmemaßnahmen zählt hier also auch die Verstromung von Abwärme, etwa per ORC, zu den geförderten Investitionen.

Modul 4 kennt zwei Wege. In der Basisförderung erhalten kleine Unternehmen pauschal 15 Prozent und mittlere Unternehmen 10 Prozent der förderfähigen Investitionskosten; Voraussetzung ist unter anderem, dass der jährliche Endenergiebedarf um mindestens 15 Prozent sinkt. In der Premiumförderung, die über eine Einsparberechnung läuft, sind höhere Quoten möglich: bis zu 45 Prozent für kleine, bis zu 35 Prozent für mittlere und bis zu 25 Prozent für große Unternehmen. Für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) liegt die Förderung damit im oberen Bereich.

Zusätzlich kann ein Dekarbonisierungsbonus die Quote um bis zu 10 Prozentpunkte erhöhen, wenn die Maßnahme Treibhausgasemissionen einspart. Die Förderung ist technologieoffen und an das Ziel der Treibhausgasneutralität bis 2045 geknüpft; sie darf keine fossilen Lock-in-Effekte erzeugen.

Für die Praxis heißt das: Ein ORC-Projekt sollte von Beginn an mit Blick auf die Fördervoraussetzungen geplant werden. Der Antrag ist grundsätzlich vor Vorhabenbeginn zu stellen, und die nachzuweisende Einsparung entscheidet über den Basis- oder Premiumweg. Wer die Wirtschaftlichkeit einer ORC-Anlage prüft, sollte die Förderquote von vornherein in die Rechnung einbeziehen – sie kann über die Amortisation entscheiden.

EnEfG-Meldepflicht ab 2,5 GWh: die Abwärme-Plattform als Startpunkt

Seit Januar 2025 betreibt die Bundesstelle für Energieeffizienz (BfEE) im Geschäftsbereich des BAFA eine zentrale Plattform für Abwärme. Grundlage ist das Energieeffizienzgesetz (EnEfG), das Unternehmen mit einem durchschnittlichen jährlichen Endenergieverbrauch von 2,5 Gigawattstunden oder mehr zur Meldung ihrer Abwärmepotenziale verpflichtet.

Die gemeldeten Daten – Menge, Temperaturniveau und zeitliche Verfügbarkeit der Abwärme – werden auf der Plattform veröffentlicht und für interessierte Abnehmer zugänglich gemacht. Die Aktualisierung ist jährlich bis zum 31. März fällig; die nächste reguläre Meldung ist für den 31. März 2026 vorgesehen. Bestimmte Bagatellfälle sind ausgenommen: Nicht gemeldet werden müssen etwa Abwärmemengen unter 200 Megawattstunden pro Jahr, Quellen mit weniger als 1.500 Betriebsstunden oder einer mittleren Temperatur unter 25 Grad Celsius. Für Verstöße gegen die Meldepflicht sieht das Gesetz Bußgelder von bis zu 50.000 Euro vor.

Was zunächst nach zusätzlicher Bürokratie klingt, ist zugleich ein nützlicher Ausgangspunkt. Die Meldepflicht zwingt Unternehmen dazu, ihre Abwärmequellen systematisch zu erfassen – also genau die Datenbasis zu schaffen, die auch eine ORC-Wirtschaftlichkeitsrechnung braucht. Wer Temperatur, Wärmestrom und Betriebsstunden ohnehin für die Meldung ermittelt, hat den ersten Schritt zur Bewertung einer Verstromung bereits getan.

Für Entscheider empfiehlt sich daher, die Pflichtmeldung nicht isoliert abzuarbeiten, sondern mit einer Potenzialprüfung zu verbinden. Die gemeldeten Werte zeigen unmittelbar, ob eine Abwärmequelle das nötige Temperaturniveau und die erforderlichen Betriebsstunden für eine geförderte ORC-Anlage erreicht – und ob sich der Schritt von der Meldung zur Investition lohnt.