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Fachaufsatz

Möglichkeiten zur Realisierung der Energiewende: Industriegesellschaft im Wandel

Um die künftig erforderlichen Emissionsreduktionen zu erreichen, gibt es verschiedene Optionen die parallel voranzutreiben sind. Ein Fachartikel - Teil 3.

Inhaltsverzeichnis

Jürgen Peterseim, Marco Wisniewskie

Alternative Brennstoffe/Rohstoffe: Am einfachsten wäre es natürlich, wenn man lediglich die fossilen Energieträger bzw. Einsatzstoffe mit kompatiblen Erneuerbaren auswechseln könnte. Über 50 Prozent des industriellen Endenergieverbrauchs stammt von Gasen und Kohle. Durch den Austausch dieser mit CO2 armen bzw. erneuerbaren Energieträgern könnten bestehende Anlagen mit geringen Modifikationen weiter betrieben werden. Leider ist dies in komplexen Industrieanlagen nur bedingt möglich, denn in modernen Anlagen sind viele Prozesse voneinander abhängig. Aber es gibt Potential in nahezu allen Industriezweigen.

Betriebe die Prozesswärme bis 200°C in Form von Wasser oder Dampf benötigen, könnten mit verfügbarer Technik auf Erdgas, Biomasse, Strom, Wasserstoff oder Geothermie umsteigen. Im Bereich der Stahlindustrie könnten Elektrolichtbogenöfen mit erneuerbarem anstatt fossilem Strom betrieben werden. In der Zementindustrie können fossile Brennstoffe durch Biomasse ersetzt werden (Vgl. Heidelberg Cement). Für derartige Anwendungen gibt es bereits industrielle Referenzen mit ausreichend Betriebserfahrung und einer ausgeprägten Lieferantenbasis.

Schrittweise Innovationen

Die Verbesserung bestehender Anlagen durch Erhöhung der Effizienz, moderate Änderungen und verbesserte Betriebsweise birgt Potential und ist mit verfügbarer Technik kurz- und mittelfristig realisierbar.

Wärmerückgewinnung ist ein großes Thema, denn in Fertigungsbetrieben, Stahl- und Glaswerken, Chemiebetrieben etc. werden immer noch erhebliche Wärmemengen buchstäblich zum Fenster rausgeworfen. Technische Lösungen sind hier vorhanden und können nachgerüstet werden. Beispielsweise wurde vor einigen Jahren in einem sächsischen Stahlwerk ein Wärmerückgewinnungssystem installiert das Strom und Prozesswärme erzeugt. Durch diese Maßnahme werden jährlich ca. 26.000 t CO2 eingespart (Vgl. Feralpi Stahl). In Glaswerken können ähnliche Maßnahmen ergriffen werden, denn die Glaswanne kann mit Erdgas aber auch mit erneuerbarem Strom auf Temperatur gehalten werden. Auch Niedertemperaturwärme um 100°C kann heutzutage mit neuer Turbinen- und Wärmepumpentechnik nutzbar gemacht werden. Viele weitere Beispiel ließen sich aufzählen.

Ein weiterer wesentlicher Ansatzpunkt ist die verbesserte Kooperation zwischen Industriegebieten. Benachbarte Unternehmen können Synergien schaffen indem Stoff- und Energieströme ausgetauscht werden. Denkbar ist zum Beispiel die gezielte großindustrielle Herstellung von Wasserstoff in Chemieparks für benachbarte Stahlwerke oder Energiespeicher die wiederum das Stromnetz stabilisieren. Die erforderlichen Technologien sind überwiegend bereits vorhanden. Prinzipiell gilt, des einen Abfall kann des anderen Energiequelle/Rohstoff sein. Eines der prominentesten Beispiele ist der dänische Industriepark in Kalundborg indem verschiedenste Industrien dieses Konzept seit den 70er Jahren leben (Vgl. hier).

Technische Neuentwicklungen

Soll Deutschland im Jahr 2050 weitgehend treibhausgasneutral sein, reichen schrittweise Innovationen aber nicht aus. Dafür bedarf es signifikanter technischer Neuerungen und in einigen energieintensive Branchen sind bereits Schritte in diese Richtung zu sehen. Speziell in Schweden findet man Initiativen zur Elektrifizierung der Zementherstellung, zum Einsatz von Wasserstoff in der Stahlherstellung und zum Einsatz von Biomasse in der Chemie (Vgl. hier) http://www.sekab.com/sustainability/what-weve-done/plant-for-green-chemical-production/. Allein die Umstellung der Stahl- und Zementherstellung, könnte beispielsweise Schwedens CO2 Emissionen um 15 Prozent senken.

Für eine „grüne Industrie“ ist es aber nicht nur notwendig die Prozesstechnologien neu zu entwickeln, sondern teilweise auch die Infrastruktur für die neuen Energiequellen. Strom aus Wind und Sonne muss über Strom- oder chemische Speicher, zum Beispiel Batterien oder Wasserstoff, in industriellem Masse bereitgestellt werden können. Da andere Bereiche diese Technologien und Infrastruktur ebenfalls benötigen, zum Beispiel Energie und Transport, können hier Synergien geschaffen und Kosten verteilt werden.

In Deutschland reagiert auch die Politik auf die Thematik „grüne Industrie“ und unterstützt. Beispielsweise hat Nordrhein-Westfalen mit „in4climate“ eine Initiative ins Leben gerufen, bei der Unternehmen, Wirtschaftsverbände, Wissenschaft und Verwaltung eine gemeinsame Strategie erarbeiten sollen. Mit dabei auch Deutschlands größter Stahlproduzent thyssenkrupp Steel Europe. NRW stellt „in4climate“ diverse Finanzierungsmechanismen für Entwicklung und Implementierung zur Verfügung (Vgl. hier).

Chancen der industriellen Energiewende

Als eine der stärksten Fertigungs- und Exportnationen der Welt muss es ein Eigeninteresse der deutschen Wirtschaft sein auch zukünftig wettbewerbsfähig zu bleiben. Effiziente Prozesse, Verfahren und Anlagen sind dafür unerlässlich und auch zukünftig Exportprodukte. Die lange Tradition im industriellen Anlagenbau, qualifiziertes Personal, weltweite Kontakte und der positive Ruf von „Made in Germany“, eines der bekanntesten Labels weltweit, gibt dem Standort einen wesentlichen Vorteil (Vgl. hier).

Die Chancen sind vielfältig. Im klassischen Exportgeschäft wird auch zukünftig Bedarf für effiziente und qualitative Produkten sein. Die Märkte reichen von der Gebäudebeleuchtung bis zum kompletten Chemiepark. Dienstleistungen sind ein stetig wachsendes Geschäftsmodell und von Energieberatungen leben bereits jetzt diverse Unternehmen. In Zeiten steigender Energiekosten ist dies ein Wachstumsmarkt. Nicht zuletzt ermöglicht die industrielle Energiewende auch neue Geschäftsmodelle. Die voranschreitende Verzahnung von Energiewirtschaft und Industrie, zum Beispiel durch Energiespeicherung und Bereitstellung neuer Energieformen, ermöglicht integrierte Lösungen und die Expansion aktueller Leistungen. Beispielsweise engagiert sich Vattenfall in Schweden in den Bereichen CO2-arme Zement- und Stahlerzeugung und könnte damit den Wandel vom Stromerzeuger zum integrierten Energielieferanten schaffen (Vgl. etwa Vattenfall). Statoil in Norwegen firmierte kürzlich in Equinor um und forciert damit Alternativen zum traditionellen Geschäft mit Erdgas (Vgl. Statoil). Deutsche Unternehmen sollten hier ähnlich denken.

Branchenunabhängig erste Referenzen schaffen

Um an den globalen Chancen der Dekarbonisierung zu partizipieren, müssen branchenunabhängig erste Referenzen geschaffen werden, für die Kernprozesse und die dazu gehörige Infrastruktur. An diesen ersten Systemen können Erfahrungen gemacht, Prozesse optimiert und daraus kommerzielle Produkte entwickelt werden, die dann in bestehende Vertriebswege eingebunden werden. Forschungseinrichtungen und finanzielle Unterstützung durch Bund und Länder werden hier einen wesentlichen Beitrag leisten.

Am Ende des Tages muss jeder Unternehmer seine eigene Entscheidung zum Umgang mit Energie treffen. Für manche bietet die frühzeitige Senkung von CO2-Emissionen Vorteile, und andere entscheiden sich zu warten. Unabhängig vom ursprünglichen Umweltgedanken wird Energie zukünftig in ein CO2 Budget passen müssen und da dieses beschränkt ist, sollte jeder Unternehmer das Thema grüne Industrie ernst nehmen.

Die Politik muss jetzt handeln. Nicht nur Umwelt- und Naturschutzverbände fordern eine tatkräftige Politik, auch die Industrie möchte bei der Energiewende vorangehen. Aufsehen erregte Anfang des Jahres die BDI-Studie „Klimapfade für Deutschland“. Der BDI – bislang nicht als Vorreiter der Energiewende bekannt – konstatiert, dass 80 Prozent, ja auch 95 Prozent CO2-Senkung bis 2050 machbar seien. Der Industrie-Verband stellt jedoch dafür eine Bedingung: „Gefragt ist eine weitsichtige Klima-, Industrie- und Gesellschaftspolitik ‘aus einem Guss‘, die auf Wettbewerb und Kosteneffizienz setzt, gesellschaftliche Lasten fair verteilt, Akzeptanz für die Maßnahmen sicherstellt sowie den Erhalt und Ausbau industrieller Wertschöpfung priorisiert. Dazu bedarf es für das ‘Großprojekt Klimaschutz‘ einer langfristigen politischen Begleitung.“

Die Autoren:

Prof. Dr. Jürgen Peterseim ist seit 15 Jahren national und international in der Energie- und Industrietechnik tätig, wobei seine Schwerpunkte in den Bereichen Energieeffizienz und erneuerbare Energien liegen. Neben seiner Industrietätigkeit ist er außerordentlicher Professor an der University of Technology Sydney, Australien, um Industrie und Wissenschaft besser zu verknüpfen.

Dr. Marco Wisniewski ist Wirtschaftsingenieur und promovierter Umweltphysiker. Für den TÜV Rheinland und Deloitte & Touche hatte er viele Jahre Verantwortung für den Bereich Energie und Klimaschutz. Zuletzt war er Leiter des Bereichs Technik bei KPMG.

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