Solare Prozesswärme – SHIP, Solar Heat for Industrial Processes – bezeichnet den Einsatz von Solarkollektoren zur Bereitstellung industrieller Wärme für Waschen, Trocknen, Pasteurisieren und die Vorwärmung von Kesselspeisewasser. Ende 2024 waren weltweit mindestens 1.315 SHIP-Anlagen mit insgesamt rund 1.071 MWth in Betrieb, und etwa 30 % des industriellen Wärmebedarfs liegen unter 150 °C – dem Bereich, den Standardkollektoren am besten bedienen.
Was ist solare Prozesswärme?
Solare Prozesswärme bedeutet, dass Solarkollektoren den Wärmebedarf einer Fabrik anstelle von – oder neben – Gas-, Öl- oder Elektrokesseln decken. Wärme ist der schlafende Riese der industriellen Energie: Rund zwei Drittel des industriellen Endenergiebedarfs sind Wärme, nicht Strom oder Bewegung, und ein großer Teil davon auf überraschend moderatem Temperaturniveau. Waschen und Reinigen, Pasteurisieren, Trocknen, Färben und das Vorwärmen von Kesselspeisewasser laufen alle unterhalb der Temperaturen, die ein guter Kollektor routinemäßig erreicht. Die Branchenabkürzung SHIP (Solar Heat for Industrial Processes) umfasst alles von der Dachanlage einer Molkerei bis zu konzentrierenden Anlagen, die Industriedampf liefern.
Welche Prozesse und Temperaturen eignen sich für solare Wärme?
Entscheidend ist die Prozesstemperatur: Etwa 30 % des industriellen Wärmebedarfs liegen unter 150 °C und etwa die Hälfte unter 400 °C, und jedes Temperaturband entspricht einer Kollektortechnik.
| Temperaturbereich | Typische Prozesse | Kollektortechnik |
|---|---|---|
| Unter 100 °C | Waschen, Reinigen, Speisewasservorwärmung, Raumheizung | Flachkollektoren |
| 100–150 °C | Pasteurisieren, Kochen, Trocknen, Sterilisieren | Vakuumröhrenkollektoren und Hochleistungs-Flachkollektoren |
| 150–400 °C | Dampfnetze, Thermoöl, Destillation | Konzentrierende Kollektoren (Parabolrinne, Fresnel) |
Genau aus diesem Grund führt die Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie bei der Nutzung – Molkereien, Brauereien und Fleischverarbeiter betreiben Dutzende Prozesse unter 100 °C mit ganzjährigem Sieben-Tage-Bedarfsprofil, das jede Solarkilowattstunde aufnimmt.
Wie groß ist der SHIP-Markt?
Noch eine Nische, aber eine mit steigender Dynamik. Ende 2024 waren weltweit mindestens 1.315 SHIP-Anlagen in Betrieb, mit einer Gesamtleistung von etwa 1.071 MWth auf rund 1,53 Millionen m² Kollektorfläche; allein 2024 kamen 106 Anlagen hinzu, wobei China der größte Markt ist. Projektentwickler haben weitere 73 Anlagen mit insgesamt 277 MW zur Fertigstellung bis 2027 angekündigt. Gemessen am industriellen Wärmebedarf ist das eine Rundungsdifferenz – genau das Argument, das Investoren hören: Der adressierbare Markt ist um Größenordnungen größer als der installierte Bestand.
Wie wird solare Wärme in eine Fabrik integriert?
Die goldene Regel lautet, Wärme auf dem niedrigsten nutzbaren Temperaturniveau einzuspeisen, weil die Leistung eines Kollektors mit steigender Betriebstemperatur sinkt – die Physik, die in der Kollektorkennlinie steckt. Das Vorwärmen von Kesselspeise- oder Zusatzwasser ist der klassische Einstieg: Das Solarfeld erwärmt stets den kältesten Stoffstrom im Betrieb, und jede Kilowattstunde verdrängt Brennstoff. Es folgt die Integration auf Prozessebene – Beheizung eines bestimmten Bades, einer Waschanlage oder eines Trocknerkreises – und danach die Integration auf Versorgungsebene in Dampf- oder Warmwassernetze. Ein Pufferspeicher entkoppelt die solare Mittagsspitze vom Schichtbetrieb, und Wärmetauscher halten den Solarkreis von den Prozessmedien getrennt. Auslegungs-Deckungsgrade von 10–30 % der jährlichen Prozesswärme sind ohne saisonale Speicherung typisch.
Was macht einen starken SHIP-Business-Case aus?
Fünf Faktoren kehren in erfolgreichen Anlagen wieder: ein Prozess unter etwa 150 °C, Wärmebedarf an mindestens sechs Tagen pro Woche und idealerweise ganzjährig, teurer verdrängter Brennstoff wie Flüssiggas, Öl oder Strom, verfügbare Dachfläche oder angrenzendes Land und ein Anlagenbetreiber, der in Jahrzehnten statt in Quartalen plant. Steigende CO₂-Kosten stärken den Business-Case in der gesamten EU, da die Bepreisung von Emissionen immer weiter in die Wärmeversorgung hineinreicht. Kollektorhersteller mit Industriereferenzen – darunter Solimpeks, das Kunden in über 96 Ländern von Konya aus beliefert – liefern die Flachkollektorfelder, die den Bereich unter 100 °C dominieren, in dem die meisten SHIP-Projekte beginnen; dieselbe Technik skaliert von einer Hotelwäscherei bis zu Feldern der solaren Fernwärme.
Häufig gestellte Fragen
Welchen solaren Deckungsgrad kann eine Fabrik realistisch erreichen?
Typischerweise 10–30 % der jährlichen Prozesswärme ohne saisonale Speicherung – so ausgelegt, dass der Sommerertrag den Bedarf nie übersteigt. Niedertemperaturprozesse mit kontinuierlichem Sieben-Tage-Betrieb liegen am oberen Ende dieser Spanne, Chargenbetriebe mit Wochenendstillstand am unteren.
Welche Branchen nutzen solare Prozesswärme am meisten?
Die Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie ist der führende Sektor – Molkereien, Brauereien, Schlachthöfe –, gefolgt von Textil, Chemie und Bergbau. Ihr Vorteil sind viele Prozesse unter 100 °C und Wärmebedarf in jedem Monat des Jahres.
Braucht SHIP spezielle Kollektoren?
Unterhalb von etwa 100 °C leisten zertifizierte Standard-Flachkollektoren die Arbeit; von 100–150 °C übernehmen Vakuumröhren oder hocheffiziente Flachkollektoren, und oberhalb von 150 °C sind konzentrierende Kollektoren wie Parabolrinnen oder Fresnel-Systeme erforderlich.
Ist solare Prozesswärme im industriellen Maßstab bewährt?
Ja – weltweit sind mehr als 1.300 dokumentierte Anlagen in Betrieb, von kleinen Dachfeldern bis zu Installationen im Multimegawatt-Bereich, und die SHIP-Datenbank von AEE INTEC erfasst ihre Konfigurationen und Leistungsdaten öffentlich. Das Technologierisiko ist gering; die Planungsarbeit liegt in der Integration.