Dekarbonisierung der Brauerei: Warum deutsche Brauereien sich jetzt mit Solarthermie befassen sollten

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Überblick: Dieser Artikel befasst sich eingehend mit der energetischen Herausforderung, vor der deutsche Brauereien stehen: den Prozessschritten, die den Wärmebedarf bestimmen, dem CO₂-Bepreisungssystem, das die Kosten für die Deckung dieses Bedarfs mit fossilen Brennstoffen in die Höhe treibt, den staatlichen Fördermitteln, die die Wirtschaftlichkeit von Solarthermie stärken, sowie der Frage, wie sich^„ Virtu^{“ (HOT} ) als eigenständige Lösung oder als Teil einer umfassenderen Strategie mit Wärmepumpen und Photovoltaik in die Sudanlage integrieren lässt.

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Die deutsche Brauindustrie im Überblick

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In Deutschland gibt es im Jahr 2025 rund 1.500 Brauereien, die im Jahr 2024 etwa 83 Millionen Hektoliter Bier produzierten – mehr pro Kopf als in jedem anderen Land der Welt. Allein auf Bayern entfallen etwa 700 dieser Betriebe, während der Bundesverband der Deutschen Brauereien 1.300 Mitgliedsbrauereien zählt, die rund 90 % der nationalen Produktion ausmachen. Die Branche reicht von globalen Konzernen mit eigenen Energieteams bis hin zu jahrhundertealten mittelständischen Familienbetrieben, die durch ein Reinheitsgebot aus dem Jahr 1516 geprägt sind.

Diese Bandbreite ist für die Planung der Dekarbonisierung von Bedeutung. Große Brauereien verfügen über das Kapital und die internen Ressourcen, um komplexe Energieinvestitionsprojekte zu modellieren. Regionale und mittelständische Betriebe sehen sich genau denselben regulatorischen und kostenseitigen Belastungen ausgesetzt, verfügen jedoch über ein proportional geringeres Budget, um diese aufzufangen. Jede glaubwürdige Lösung zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung muss über dieses gesamte Größenspektrum hinweg funktionieren und sich in die Technologien integrieren lassen, die moderne Brauereien bereits einsetzen, darunter Wärmepumpen, Wärmerückgewinnungssysteme und Photovoltaikanlagen.

Das Brauen gehört zudem zu den energieintensivsten Prozessen in der Lebensmittel- und Getränkebranche, wobei diese Energie überwiegend in Form von Wärme anfällt. Da die CO₂-Bepreisung in Deutschland von Jahr zu Jahr strenger wird und die ETS2-Verordnung der Europäischen Union nun im Planungshorizont der meisten Investitionsentscheidungen liegt, steigen die Kosten für die weitere Erzeugung von Prozesswärme aus fossilen Brennstoffen. Wie der Deutsche Brauereiverband festgestellt hat, erfordert die Erreichung der Klimaneutralität alternative Möglichkeiten der Wärmeerzeugung in großem Maßstab, und dies wird ohne staatliche Anreize und Förderprogramme nicht möglich sein. Dieser Rahmen ist nun geschaffen.

Für Brauereien, bei denen das Startkapital ein Hindernis darstellt, ermöglicht das „Heat-as-a-Service“-Modell (HaaS) von Naked Energy die Installation und den Betrieb einer solarthermischen Anlage ohne jeglichen Kapitalaufwand im Vorfeld. Der Kunde bezahlt für die gelieferte Wärme, nicht für die Anlage. Weitere Informationen zu unserer „Heat-as-a-Service“-Lösung finden Sie hier.

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Wärme ist kein Nebenprodukt des Brauens. Sie ist der Prozess selbst.

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Wärmeenergie macht rund 75 % des gesamten Energieverbrauchs in der Brauerei aus, wobei moderne Anlagen in der Regel zwischen 16,7 und 33,3 kWh Wärmeenergie pro Hektoliter produziertem Bier benötigen. Jede Produktionsstufe ist auf eine präzise, kontinuierliche und zuverlässige Wärmeversorgung angewiesen. Dabei handelt es sich nicht um eine bloße Hintergrundinfrastruktur, sondern um einen Bestandteil des Produkts selbst.

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Die fünf wichtigsten thermischen Anwendungen im Sudhaus sind:

• Maischen und Läutern. Das Wasser wird in mehreren Temperaturphasen erhitzt, typischerweise von 61 bis 65 °C für die anfängliche enzymatische Stärkeumwandlung bis hin zu 78 °C, um die Enzymaktivität zu stoppen, bevor die Würze vom Treber getrennt wird. Die Temperaturgenauigkeit in dieser Phase bestimmt direkt die Gärbarkeit und den Charakter des fertigen Bieres.
• Würzeauskochen. Der Würzekessel macht etwa ein Drittel des Dampfverbrauchs der gesamten Brauerei aus. Das Auskochen erfolgt 60 bis 100 Minuten lang bei oder nahe 100 °C, wodurch flüchtige Bestandteile verflüchtigt, die Würze sterilisiert und die Hopfenverbindungen isomerisiert werden. Es ist der energieintensivste Schritt im Brauprozess.
• Destillation. In Brennereien erstreckt sich der Wärmebedarf auf höhere Temperaturbereiche für den Betrieb der Destillierkolben und die Konzentration der Spirituosen. Virtu Der Betriebsbereich^{von HOT} von 25 bis 120 °C deckt den gesamten Temperaturbereich der Destillation ab, einschließlich Anwendungen, die in Kombination mit einer Wärmepumpe Wärme auf Dampfniveau erfordern.
• Pasteurisierung und Abfüllung. Bei der Blitzpasteurisierung und in Tunnelpasteurisierern ist eine kontinuierliche Erhitzung auf 60 bis 75 °C erforderlich. Die Sterilisierung der Abfüllanlage und die Flaschenreinigung sorgen den ganzen Produktionstag über für einen kontinuierlichen Warmwasserbedarf.
• Clean-in-Place (CIP). CIP-Reinigungskreisläufe werden in der Regel bei 80 bis 85 °C unter Verwendung einer Laugenlösung betrieben und durchlaufen mehrmals täglich die Gärbehälter, Klarbiertanks, Rohrleitungen und Wärmetauscher. Diese Last ist konstant, vorhersehbar und läuft unabhängig vom Hauptproduktionsplan ab, was sie zu einem idealen ersten Integrationspunkt für die CIP-Solarwärme in Brauereien macht.

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Die wichtige Erkenntnis, die sich über alle fünf Stufen hinweg ergibt, ist, dass der Großteil der Prozesswärme in einer Brauerei im Bereich von 25 bis 105 °C liegt. Dieser Bereich fällt genau in den Bereich, den^{die HOT-Vakuumröhrenkollektoren von} Virtu zuverlässig liefern – ohne Umwandlungsverluste und ohne Abhängigkeit von Strom. Erfahren Sie mehr über die Betriebstemperaturen von Solarthermie in unserem aktuellen Blogbeitrag.

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Die steigenden Kosten für fossile Wärme in Deutschland

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Der überwiegende Teil der Prozesswärme in deutschen Brauereien wird nach wie vor durch gasbefeuerte Kessel erzeugt. Das nationale Emissionshandelssystem (nETS) für Heiz- und Kraftstoffe trat 2021 in Kraft und führte zu einem stetig steigenden CO₂-Preis, der sich auf diesen Gasverbrauch auswirkt. Der CO₂-Preis stieg von 25 € pro Tonne CO₂ im Jahr 2021 auf 55 € pro Tonne bis zum Jahr 2025. Zum Satz von 2025 beliefen sich die CO₂-Kosten für ein Unternehmen mit einem jährlichen Erdgasverbrauch von 5 GWh auf etwa 65.000 Euro innerhalb seiner Energiekosten.

Im Jahr 2026 werden Zertifikate innerhalb einer Preisspanne von 55 bis 65 Euro pro Tonne versteigert, wobei ein Höchstpreis von 68 Euro pro Tonne gilt, falls die Nachfrage bei der Versteigerung das Angebot übersteigt. Diese Spanne wird nicht auf unbestimmte Zeit bestehen bleiben. Das nationale Emissionshandelssystem Deutschlands läuft planmäßig am 31. Dezember 2026 aus, während das EU-Emissionshandelssystem 2 (EU ETS2) ab dem 1. Januar 2027 in Kraft treten soll. Mit dem EU ETS2 wird die marktbasierte CO₂-Bepreisung erstmals auf EU-Ebene auf kleinere Industrieanlagen, darunter den Großteil der Brauereien, ausgeweitet.

Für eine mittelgroße deutsche Brauerei, die erhebliche Mengen Erdgas in ihren Kesseln verbrennt, stellt dies kein langfristiges Risiko dar. Es handelt sich um Kosten, die bereits in den Betriebsbudgets eingepreist sind und von Jahr zu Jahr deutlich steigen werden. Zudem steigen die Gaspreise jährlich durchweg stärker als die Strompreise, was die Notwendigkeit unterstreicht, die Abhängigkeit vom Gas als unmittelbare wirtschaftliche Priorität zu verringern.

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Staatliche Unterstützung stärkt die Investitionsargumente

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Das deutsche BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle) verwaltet das Förderprogramm „Prozesswärme aus erneuerbaren Energien“, das Zuschüsse in Höhe von bis zu 55 % der Investitionskosten für förderfähige solare Prozesswärmesysteme gewährt. Für Brauereien, die die Installation^{eines „} Virtu^{“-HOT-Systems} in Betracht ziehen, verkürzt dies direkt die Amortisationszeit und verbessert die Rendite über die gesamte Lebensdauer.

Eine für eine Brauerei in Süddeutschland erarbeitete Konzeptstudie veranschaulicht das Ausmaß dessen, was erreichbar ist. Eine Anlage mit 10.800^„ Virtu^{“-HOT-Kollektoren}, die eine verfügbare Fläche von 8.537 m² einnimmt, erzeugt jährlich 3.310 MWh Wärmeenergie und deckt 35 % des jährlichen Wärmebedarfs für CIP-Prozesse (Cleaning-in-Place) bei einer Zieltemperatur von 80 °C. Basierend auf Annahmen wie einem Gaspreis von 0,08 € pro kWh bei einer jährlichen Inflationsrate von 4,6 % und unter Berücksichtigung des BAFA-Zuschusses in Höhe von 45 % entstehen für das Projekt Investitionskosten (CAPEX) in Höhe von 3.877.200 € und es werden durchschnittliche jährliche Nettoeinsparungen von 441.747 € erzielt, bei einer Amortisationszeit von 6,5 Jahren, einer Nettoeinsparung über die gesamte Lebensdauer von 8.911.223 € sowie einen internen Zinsfuß von 17 %. Im Rahmen eines „Heat-as-a-Service“-Modells erzielt dasselbe Projekt Nettoeinsparungen über die gesamte Laufzeit von 2.601.842 € ohne Vorabinvestitionen.

Hinweis: Diese Zahlen stammen aus einer Konzeptstudie und basieren auf den angegebenen Annahmen. Die tatsächlichen Einsparungen variieren je nach Standort. Die Bedingungen des BAFA-Programms sollten unmittelbar vor einer Investitionsentscheidung überprüft werden, da Förderprogramme Änderungen unterliegen können.

Angesichts steigender CO₂-Kosten einerseits und einer vorhersehbaren Solarwärmeerzeugung andererseits werden die wirtschaftlichen Argumente dafür, jetzt zu handeln statt abzuwarten, immer deutlicher. Klicken Sie hier, um weitere Informationen zu unserer Systemkonzeption zu erhalten.

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Virtu^HOT im Sudhaus: Für diese Anforderungen entwickelt

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Solarthermische Prozesswärme ist in der deutschen Brauindustrie kein neues Konzept, und^„ Virtu^{“ HOT} baut auf dieser bewährten Vorarbeit auf und bietet eine höhere Energiedichte als herkömmliche Flachkollektortechnologie. In der Praxis bedeutet dies, dass zur Deckung des gleichen Wärmebedarfs weniger Dachfläche benötigt wird, was auf den begrenzten Industriedächern von Produktionsstätten von großer Bedeutung ist. Virtu Das kompakte, flache Design^{von HOT} verringert zudem die optische Beeinträchtigung – ein wichtiger Aspekt für historische Brauereistandorte, bei denen der architektonische Charakter Teil der Markenidentität ist.

Virtu^HOT lässt sich direkt in die bestehende Gasinfrastruktur integrieren, ohne die Produktion zu beeinträchtigen oder Kernanlagen zu ersetzen. Es arbeitet zudem mit Wärmepumpenanlagen und Photovoltaikanlagen zusammen und steigert deren Effizienz – ideal für Betreiber, die eine schrittweise, auf mehreren Technologien basierende Dekarbonisierungsstrategie verfolgen. Darüber hinaus kann es den Kühlbedarf decken, der für die Kühl- und Gefrierprozesse in der Brauerei anfällt. Besuchen Sie die ^{HOT-Produktseite unter}Virtu, um mehr zu erfahren.

Die typischen^„ Virtu^“-HOT -Integrationspunkte im Sudhaus, abgestimmt auf die fünf oben genannten Anwendungsbereiche:

• Vorwärmung des Heißlaugebehälters für das Maischen und das Läutern (65 bis 78 °C)
• Wärmeversorgung des CIP-Kreislaufs (80 bis 85 °C, mehrere Zyklen pro Tag)
• Pasteurisierung, Flaschenreinigung und Heißwasser für die Abfüllanlage (60 bis 75 °C)
• Vorheizstufe vor der Wärmepumpe oder dem Heizkessel zum Würzeaufkochen (bis zu 100 °C)
• Allgemeine Warmwasserversorgung und Versorgungseinrichtungen auf dem Gelände (55 bis 65 °C)

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Kombination von^„ Virtu^HOT “ mit einer Wärmepumpe

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Bei Prozessen, die konstante Temperaturen am oberen Ende des Braubereichs erfordern – insbesondere beim Würze-Kochen in nordeuropäischen Klimazonen, in denen die Sonneneinstrahlung in den Wintermonaten geringer ist –, fungiert^„ Virtu^HOT“ als hocheffiziente Vorwärmquelle innerhalb eines Kaskadensystems.

Das Prinzip ist einfach. Virtu^HOT liefert Wärme, um die Einlasstemperatur des Systems zu erhöhen, bevor es in die Wärmepumpe eintritt – und zwar auf der Quellenseite des Wärmepumpenkreislaufs. Die Wärmepumpe vollzieht dann die Temperaturerhöhung auf das Prozessniveau, beginnt jedoch von einem höheren Punkt aus, wodurch sich die zu erreichende Temperaturerhöhung verringert, der Arbeitsaufwand reduziert wird und somit der Leistungskoeffizient (COP) verbessert sowie der Stromverbrauch gesenkt wird. Der Verbrauch fossiler Brennstoffe sinkt, ohne dass sich die gelieferte Prozesstemperatur oder die Zuverlässigkeit der Produktion ändert.

Diese kombinierte Konfiguration erweitert zudem den Einsatzbereich der Solarthermie auf Kühlanwendungen. Die Kühl- und Kaltwassersysteme einer Brauerei lassen sich in denselben multitechnologischen Ansatz integrieren, wodurch eine umfassendere Energiestrategie für den Standort entsteht. Das Ergebnis ist ein System, das den gesamten Wärme- und Kältebedarf der Brauerei abdeckt und nicht nur einen Teil davon. Erfahren Sie mehr darüber, wie sich „Virtu “ mit Wärmepumpen zu effizienten Hybridsystemen kombinieren lässt.

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Fazit

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Die deutschen Brauereien sehen sich mit einer Vielzahl von Belastungen konfrontiert: Die Rohstoffkosten für Gerstenmalz, Hopfen, Glas und Aluminium stiegen zwischen 2022 und 2024 um 15 bis 25 %, die CO₂-Kosten steigen von Jahr zu Jahr, und der Übergang vom deutschen Emissionshandelssystem (ETS) zum EU-Emissionshandelssystem (ETS2) im Jahr 2027 wird die marktbasierte CO₂-Bepreisung auf Betriebsbereiche ausweiten, die bisher nicht direkt davon betroffen waren. Vor diesem Hintergrund ist die Sicherung vorhersehbarer, kohlenstoffarmer Prozesswärme durch die solarthermische Anlage^„ Virtu^{“ HOT} sowohl eine Entscheidung für Nachhaltigkeit als auch eine Maßnahme zum Schutz der Gewinnmargen.

Die solarthermische Brauereitechnik hat sich in deutschen Brauereien bewährt. Die Technologie ist marktreif, es stehen erhebliche Fördermittel über die BAFA zur Verfügung, und die Kostenentwicklung bei einer weiteren Nutzung fossiler Wärmequellen ist gut bekannt. Die Brauereien, die jetzt handeln, werden betrieblich und finanziell besser aufgestellt sein als diejenigen, die abwarten.

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Häufig gestellte Fragen

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Was macht das Brauen zu einem so energieintensiven Prozess?‍

Die thermische Energie macht etwa 70 bis 75 % des gesamten Energieverbrauchs in der Brauerei aus. Jeder zentrale Produktionsschritt – vom Maischen und Würzekochen bis hin zur Pasteurisierung und CIP-Reinigung – erfordert eine kontinuierliche und temperaturgenaue Wärmeversorgung. Allein das Würzekochen macht etwa ein Drittel des Dampfverbrauchs der gesamten Brauerei aus.

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Welche Phasen des Brauprozesses eignen sich am besten für die Nutzung von Solarthermie?‍

CIP-Reinigungskreisläufe (80 bis 85 °C), die Vorwärmung des Heißlaugebehälters für das Maischen und Läutern (65 bis 78 °C), Heißwasser für die Pasteurisierung und die Abfüllanlage (60 bis 75 °C) sowie die allgemeine Warmwasserversorgung des Betriebsgeländes (55 bis 65 °C) liegen alle deutlich innerhalb des Betriebsbereichs^{der HOT-Kollektoren von} Virtu^. Das Würzekochen, das kontinuierlich Temperaturen nahe 100 °C erfordert, lässt sich am besten durch eine solarthermische Vorwärmstufe in Kombination mit einer Wärmepumpe oder einem Heizkessel realisieren.

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Inwiefern wirkt sich ETS2 konkret auf deutsche Brauereien aus?‍

Das deutsche nationale Emissionshandelssystem läuft am 31. Dezember 2026 aus. Das EU-Emissionshandelssystem 2 (EU ETS 2) tritt am 1. Januar 2027 in Kraft und weitet die marktbasierte CO₂-Bepreisung auf Gebäude und kleinere Industrieanlagen aus, darunter auch den Großteil der Brauereibetriebe. Infolgedessen werden die in den Erdgaspreisen enthaltenen CO₂-Kosten weiter steigen. Brauereien, die ihren Gasverbrauch noch vor Inkrafttreten dieser Umstellung senken, werden mit einem geringeren Risiko in das neue Preisumfeld eintreten.

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Welche staatlichen Fördermittel gibt es für Solarthermie in deutschen Brauereien?

Die deutsche BAFA verwaltet das Förderprogramm „Prozesswärme aus erneuerbaren Energien“, im Rahmen dessen Fördermittel in Höhe von bis zu 55 % der Investitionskosten für förderfähige solare Prozesswärmeanlagen gewährt werden. Brauereien sollten sich vor Investitionsentscheidungen direkt bei der BAFA über die aktuellen Bedingungen und Fördervoraussetzungen informieren, da sich die Programmbedingungen ändern können.

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Wie hoch ist die typische Kapitalrendite bei der Installation^{eines „} Virtu^{“-HOT-Systems} in einer Brauerei?‍

Die Renditen hängen von der Größe der Anlage, den standortspezifischen Bedingungen, den geltenden Fördermitteln und den Annahmen zur Energiepreisentwicklung ab. Eine Konzeptstudie für eine CIP-Anwendung in einer Brauerei in Süddeutschland unter Berücksichtigung einer BAFA-Förderung ergab eine Amortisationszeit von 6,5 Jahren, einen IRR von 17 % und Nettoeinsparungen über die gesamte Lebensdauer von mehr als 8,9 Millionen Euro. Diese Zahlen basieren auf den angegebenen Annahmen und können je nach Standort variieren. Eine detaillierte Machbarkeitsanalyse ist der Ausgangspunkt für jede Investitionsentscheidung. Für weitere Informationen zu unseren Systemkonzepten klicken Sie bitte hier.

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Kann^„ Virtu^HOT“ zusammen mit der Wärmepumpe und den Photovoltaikanlagen funktionieren, die wir bereits haben?‍

Ja.^„ Virtu^{“ HOT} ist für die Integration in bestehende Heizungsanlagen konzipiert, darunter Gasheizkessel, Wärmepumpen, Wärmerückgewinnungssysteme und Photovoltaikanlagen. In einer Kaskadenkonfiguration erwärmt^„ Virtu^{“ HOT} das Wasser vor dessen Eintritt in die Wärmepumpe vor, wodurch der erforderliche Temperaturunterschied verringert und der Wirkungsgrad der Wärmepumpe verbessert wird. Dieser Ansatz ist in Brauereien üblich, die eine schrittweise, auf mehreren Technologien basierende Dekarbonisierungsstrategie verfolgen.

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Was ist „Heat-as-a-Service“ und wie funktioniert es für Brauereien?‍

„Heat-as-a-Service“ ist ein Finanzierungsmodell, bei dem Naked Energy gemeinsam mit seinem strategischen Finanzpartner das^„ Virtu^{“-HOT-System} finanziert, installiert, betreibt und wartet. Die Brauerei zahlt lediglich für die gelieferte Wärme aus erneuerbaren Quellen, ohne dass Vorabinvestitionen erforderlich sind. Bei dieser Vereinbarung werden die Wärmekosten als Betriebsausgaben und nicht als Kapitalinvestition behandelt, die Zahlungsverpflichtungen erscheinen nicht in der Bilanz, und das Leistungsrisiko wird auf den Anbieter übertragen. Klicken Sie hier, um weitere Informationen zu unserer „Heat-as-a-Service“-Lösung zu erhalten.

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