Otpadna toplina je toplinska energija koja se obično odbacuje nakon što je nastala kao nusprodukt industrijskih procesa i radnih strojeva svih vrsta, uključujući kućanske aparate i automobile. Povrat otpadne topline može se izvesti na više različitih načina, ali tehnike su ograničene potrebom da budu isplative kako bi bile komercijalno održive. Jedan uspješan primjer je kotao za rekuperaciju otpadne topline, koji se može postaviti iznad opreme za proizvodnju topline za generiranje pare koja može pokretati generatore koji proizvode električnu energiju.
Postoji mnogo načina na koje se otpadna toplina može izgubiti, uključujući dimne plinove, gubitak topline iz cijevi, ispušni plin kotla i topli zrak koji se ispušta iz grijanih prostorija. Samo ako se toplina može iskoristiti na način koji donosi korist, može se prestati definirati kao otpad. Moguće namjene uključuju grijanje vode, proizvodnju pare za pogon turbina i grijanje javnih prostora. Cijevi ispunjene tekućinom, poznate kao izmjenjivači toplinskih cijevi, sposobne su prenositi toplinu i koriste se u situacijama kada se vrući ispušni plinovi iz peći, peći i bojlera mogu povratiti i koristiti za zagrijavanje zraka ili vode. Ono što je poznato kao kotlovi za rekuperaciju otpadne topline često pretvaraju toplinu izgaranja, primjerice u motorima ili spalionicama, u stvaranje pare ili za zagrijavanje vode ili drugih tekućina.
Sustavi povrata otpadne topline mogu se promatrati kao oblik recikliranja, gdje se toplinska energija izvlači iz industrijskog procesa i vraća natrag u sustav, smanjujući ukupnu upotrebu fosilnih goriva. Većina otpadne topline koju stvara industrija je u obliku plinova ili tekućina, a gdje se procesi odvijaju na ekstremno visokim temperaturama, poput 1,800 stupnjeva Fahrenheita (oko 983 stupnja Celzijusa) i više, čak polovica energije koja se koristi za pogon izvornog procesa može se izgubiti u obliku otpadne topline. Koristeći sustav povrata otpadne topline, veliki dio izgubljene energije može se umjesto toga koristiti kao energija, smanjujući financijske troškove i potrošnju fosilnih goriva uključenih u pogon opreme i smanjenje emisije stakleničkih plinova i onečišćujućih tvari u atmosferu.
Već je u tijeku razvoj sustava povrata otpadne topline za automobile i brodove. Ono što je poznato kao termoelektrični generator proizvodi se za automobile. Ovo je jedinica koja može pretvoriti otpadnu toplinu automobila u električnu energiju, opskrbljujući svu potrebnu električnu energiju i istovremeno poboljšavajući učinkovitost goriva. Slična metoda, pretvarajući otpadnu toplinu brodova u opskrbu električnom energijom na brodu, mogla bi smanjiti njihove ogromne emisije stakleničkih plinova i istovremeno smanjiti potrošnju goriva.