ORC-Anlagen als Abwärme nutzende Anlagen zur Stromerzeugung: FuE-Bedarf, Hemmnisse und Empfehlungen
– ein Statuspapier –

Dieses Statuspapier zur Nutzung von Abwärme aus Industrie- und Gewerbeprozessen für die Stromerzeugung und Wärmenutzung (auf tieferem Temperatur-Niveau) hat folgende Ziele:

• den heutigen Stand der Technik und der Forschung der ORC-Anlagen (Organic Rankine Cycle) zu beschreiben,
• weitere als sinnvoll und notwendig erachtete Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu identifizieren und zu priorisieren,
• den heutigen und zukünftigen Stand der Marktdiffusion der ORC-Technik in der deutschen Wirtschaft (und im Ausland) sowie ihre heutigen in der deutschen Wirtschaft zu beobachtende Markteintrittsbarrieren zu besprechen, und
• aus den vorgehenden Ergebnissen Empfehlungen für die Bundesregierung, die Wirtschaftsverbände und weitere Dritte des Innovationssystems ORC-Technik abzugeben.

Im Energie-Forschungsprogramm der Bundesregierung wurde die ORC-Technik in den letzten 10 Jahren wie folgt gefördert:
In der EnArgus-Projektdatenbank wurden drei Projekte zu ORC-Anlagen ausgewiesen. Davon

• sind zwei Projekte abgeschlossen, eines lief noch bis September 2021;
• die beiden im Jahr 2016 bzw. 2018 abgeschlossenen FuE-Projekte hatten ein Förder-volumen von 7,32 Mio. € bzw. von 2,46 Mio. €; das noch laufende FuE-Projekt hat ein Fördervolumen von 0,38 Mio. €.
• Beim zuerst abgeschlossenen FuE-Projekt waren im Konsortium fünf Partner beteiligt, in den beiden folgenden FuE-Projekten zwei Partner.

Die größeren Projekte, die größeren Forschungsteams und hohen Fördervolumen der beiden abgeschlossenen FuE-Projekte könnten es nahelegen, dass sich die ORC-Anlagen derzeit am Beginn der (Nischen-)Marktdiffusion befinden. Im Jahre 2021 wurden drei relativ kurz laufende FuE-Projekte gestartet, die jeweils eine ORC-Anlagenanwendung in der Glas-Industrie, der Aluminium-Herstellung und in der Zement-industrie (Klinkerkühlung) verfolgen (EnArgus 2021). Auch diese FuE-Projekte deuten darauf hin, dass die ORC-Technik sich am Beginn der Marktdiffusion befinden könnte.
Angesichts der großen Spreizung der elektrischen Leistungen von ORC-Anlagen zwischen 5 kW und 15 MW könnte es auch sein, dass ihre Verortung im Technik-Zyklus auch von Faktoren wie der Klasse der elektrischen Leistung oder von Problemen der Wärmeübertragung auf Seiten der Wärmequelle abhängt.
Dies gilt es genauer zu prüfen wie auch die Einsatzbedingungen, beispielsweise bzgl. des Temperatur-Niveaus oder der Abgasbelastungen (als KWK-Anlage geeignet oder nicht), der Entscheidungsroutinen der Investoren oder der Wärmemedien und spezieller Anforderungen an die Wärmeübertrager, um Empfehlungen zu weiteren FuE-Vorhaben auf dem Gebiet aussprechen zu können.