Bierbrauen mit Solarthermie: Hannover testet Dampf ohne Gas

Warum eine Brauerei zum Versuchslabor für Prozesswärme wird

Bier brauchen, ohne Erdgas zu verbrennen, klingt erstmal nach Nischenprojekt. Ist es aber nicht. Das Norderneyer Brauhaus wird zum Reallabor für eine Frage, die weit über die Getränkeindustrie hinausreicht: Wie lässt sich industrieller Wasserdampf künftig klimafreundlich erzeugen? Genau darauf gibt das Forschungsprojekt „RenewBrew“ eine Antwort, das am Forschungszentrum Energie, Mobilität und Prozesse der Hochschule Hannover (HsH) gestartet ist.

Geleitet wird das Vorhaben von Prof. Dr. Lutz Meyer, Professor an der Fakultät II der HsH. Gemeinsam mit dem wissenschaftlichen Mitarbeiter Torben Salm will er ein Energiesystem entwickeln, das den für den Brauprozess benötigten Wasserdampf weitgehend ohne fossile Energieträger bereitstellt.

Was passiert technisch in der Braupfanne?

Im Kern geht es um Prozessdampf mit Temperaturen deutlich über 100 Grad Celsius. Solche Hitze wird heute in den meisten Brauereien und vielen anderen Industriebetrieben durch Erdgas erzeugt. RenewBrew will diesen Pfad verlassen und vier Bausteine miteinander verschalten:

• Hochtemperaturwärmepumpen, die mit Strom Prozesswärme auf hohem Temperaturniveau liefern
• Wärmespeicher, die Schwankungen zwischen Solarertrag und Braubedarf puffern
• Photovoltaik, die den Strom für die Wärmepumpen liefert
• Konzentrierende Solarthermie mit Parabolrinnenkollektoren, die Sonnenstrahlen über spezielle Spiegel bündeln und so hohe Temperaturen erzeugen

Genau diese Kopplung ist der Clou. Projektleiter Meyer bringt es im Statement zum Projekt so auf den Punkt: „Die Kopplung von Solarthermie und Hochtemperaturwärmepumpe eröffnet neue Synergien und ermöglicht signifikante Effizienzsteigerungen. Gerade für die Dekarbonisierung der Prozesswärmeerzeugung in kleinen Leistungsbereichen fehlen bislang praktikable Lösungen.“

Vom Hochschullabor auf die Nordseeinsel: Wie geht es weiter?

Aktuell entsteht an der Hochschule Hannover eine wissenschaftliche Testanlage. Auf dieser Grundlage entwickeln die Forscher:innen anschließend einen Demonstrator, der im Norderneyer Brauhaus installiert werden soll. Der Standort ist bewusst gewählt: Eine Inselbrauerei steht exemplarisch für viele Betriebe mit vergleichsweise kleinem Wärmebedarf.

Mit an Bord sind neben dem Norderneyer Brauhaus die Firma Jaske & Wolf Verfahrenstechnik. Innerhalb der Hochschule bringt Prof. Nadja Kiehne von der Fakultät Wirtschaftswissenschaften die ökonomische Perspektive ein und leitet die wirtschaftlichen Betrachtungen des Projekts.

Was hat eine Wärmepumpe mit Bier zu tun?

Auf den ersten Blick wenig, auf den zweiten sehr viel. Hochtemperaturwärmepumpen können grundsätzlich Prozessdampf erzeugen, sind dafür aber auf Strom und ein passendes Quellenniveau angewiesen. Hier kommt die Solarthermie ins Spiel. Parabolrinnenkollektoren bündeln die Einstrahlung über spezielle Spiegel, heben das Temperaturniveau und entlasten damit die Wärmepumpe.

Perspektivisch eröffnet sich durch die Nutzung von Solarthermie zur Wärmeerzeugung und Photovoltaik zur Stromversorgung der Hochtemperaturwärmepumpen die Möglichkeit einer nahezu vollständig autarken und treibhausgasfreien Wärmeversorgung. Solarthermie liefert die Wärme, Photovoltaik den Strom für die Wärmepumpe, der Speicher glättet Last und Ertrag. Fossile Energieträger werden überflüssig.

Warum das über die Braubranche hinaus relevant ist

Das Brauhaus ist bewusst nur der erste Anwendungsfall. Zahlreiche andere Industriebereiche erzeugen ihre Prozesswärme und ihren Wasserdampf bislang überwiegend mit Erdgas. Genau dort setzt RenewBrew an. Auch Branchen jenseits der Getränkeindustrie könnten von den Erkenntnissen profitieren.

• Skalierbarkeit: Das System zielt auf kleine Leistungsbereiche ab, für die es bislang kaum praktikable Lösungen zur Dekarbonisierung gibt.
• Übertragbarkeit: Erkenntnisse aus Testanlage und Demonstrator lassen sich später auch in anderen Industriebereichen einsetzen.
• Synergieeffekt: Solarthermie und Hochtemperaturwärmepumpe ergänzen sich gegenseitig bei der Bereitstellung von Prozesswärme.

Für dich als Verbraucher:in heißt das: Solche Forschungsprojekte schlagen zwar nicht direkt auf deinen Haushaltsstromtarif durch, aber sie verändern das Angebot an Industriewärme. Wenn mehr Industriebetriebe ihre Prozesswärme ohne Erdgas erzeugen, sinkt mittelfristig der Bedarf an fossil bereitgestellter Industriewärme.

Wer zahlt, und bis wann läuft das Projekt?

Das Forschungsprojekt läuft bis Ende 2028. Fördermittelgeber sind das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) und die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz (GWK), im Rahmen des Programms „Forschung an HAW“. HAW steht dabei für Hochschulen für Angewandte Wissenschaften.

Mein Fazit

RenewBrew zeigt, wie ernst es die Forschung mit der Dekarbonisierung kleiner Leistungsbereiche meint. Genau diese Größenordnung fällt oft durch das politische Förderraster, weil sich Großanlagen leichter finanzieren lassen. Wenn Solarthermie, PV und Hochtemperaturwärmepumpe hier tatsächlich die versprochenen Synergien liefern, wäre das ein echter Hebel jenseits der Großindustrie. Spannend wird sein, ob der Demonstrator auf Norderney die im Labor gezeigte Effizienz auch unter realen Wetterbedingungen einer Nordseeinsel abrufen kann. Davon hängt ab, ob das Konzept irgendwann in einer echten Brauerei steht und nicht nur in einer Pressemitteilung.

Häufige Fragen

Was ist das Forschungsprojekt RenewBrew?

RenewBrew ist ein Forschungsprojekt der Hochschule Hannover, das ein Energiesystem aus Hochtemperaturwärmepumpen, Wärmespeichern, Photovoltaik und konzentrierender Solarthermie entwickelt. Ziel ist es, den für den Brauprozess benötigten Wasserdampf weitgehend ohne fossile Energieträger zu erzeugen.

Wer leitet das Projekt?

Projektleiter ist Prof. Dr. Lutz Meyer, Professor an der Fakultät II der Hochschule Hannover. Wissenschaftlicher Mitarbeiter ist Torben Salm. Die ökonomischen Betrachtungen verantwortet Prof. Nadja Kiehne von der Fakultät Wirtschaftswissenschaften.

Wo wird die Technik getestet?

Zunächst entsteht an der Hochschule Hannover eine wissenschaftliche Testanlage. Auf dieser Grundlage wird anschließend ein Demonstrator für das Norderneyer Brauhaus entwickelt und dort installiert.

Bis wann läuft RenewBrew, und wer fördert es?

Das Projekt läuft bis Ende 2028. Fördermittelgeber sind das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) und die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz (GWK) im Rahmen des Programms „Forschung an HAW“.