Verpackungen, Zeitungen, Bücher oder Hygienepapier – in der Bundesrepublik hat die Papierindustrie einen hohen Stellenwert und eine wichtige Funktion. Mit einem Anteil von über 25 Prozent stellt die hiesige Papierindustrie die größte in Europa dar und nimmt global den vierten Platz ein – nach China, den USA und Japan (Quelle: bmwk).
Nach Angaben des Branchenverbandes „Die Papierindustrie“ (ehemals VDP) stellt die deutsche Papierindustrie jährlich etwa 22,7 Mio. Tonnen Papier, Karton und Pappe her. Rund 40.000 Mitarbeiter erwirtschaften dabei einen Umsatz von 14,3 Mrd. Euro. Gerade in den vergangenen zwei Jahren geriet die Zellstoff- und Papierindustrie aufgrund von Lieferengpässen, erhöhter Nachfrage und Knappheiten in der Lieferkette in die Schlagzeilen.
In puncto Energiebedarf zählt die Papierindustrie zu den energieintensiven Industrien. Denn für den Betrieb der Produktionsanlagen ist viel Strom erforderlich – insbesondere, um das bei der Papierherstellung notwendige Wasser wieder aus der Papierbahn zu entfernen. Nach einer aktuellen Statistik von Statista Research verbrauchte die Papierindustrie im Jahr 2020 insgesamt rund 291.022 Terajoule Energie (Quelle: Statista).
Wie alle energieintensiven Branchen sucht auch die Papierindustrie kontinuierlich nach Mitteln, die langfristig eine CO2-neutrale Produktion ermöglichen. Dazu zählen der verstärkte Fokus auf die Altpapierverwertung und Recycling-Kreisläufe ebenso wie die Möglichkeit, moderne Technologien wie thermische Energiespeicherlösungen in der Produktion zu verwenden.
Energieverbrauch bei der Papierherstellung
Laut Branchenverband „Die Papierindustrie“ stammt bereits rund die Hälfte der für die Papierproduktion benötigten Energie aus erneuerbaren Energiequellen wie Sonne und Wind. Viele Produktionsstätten betreiben eigene Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen). Zahlen des BMWi zufolge werden in der Papierindustrie bereits heute rund 42 Prozent des Strombedarfs sowie über 80 Prozent des Wärmebedarfs durch Eigenerzeugung in diesen KWK-Anlagen gedeckt (Quelle: bmwk). Doch um eine bezahlbare, kontinuierliche Versorgungssicherheit zu gewährleisten, kommen (noch) fossile Energieträger und insbesondere Erdgas zum Einsatz.
Papierherstellung und Umweltbelastung: Ökobilanz und CO2-Ausstoß von Papier
In puncto Umweltbelastung gibt es bei der Herstellung von Papier je nach Art und Wiederverwertbarkeit der Fasern große Unterschiede. Während statistisch gesehen in Deutschland jeder Einwohner 2021 228 Kilogramm Papier, Pappe und Karton verbraucht hatte, entsprach diese Zahl einem Gesamtverbrauch von 19 Millionen Tonnen. Die Altpapierrücklaufquote lag Zahlen des Umweltbundesamtes zufolge bei rund 14,5 Millionen Tonnen (77 Prozent) (Quelle: Umweltbundesamt). Der Druckprofi ezeep hat errechnet, dass für die Herstellung von einem Kilogramm Papier im Durchschnitt etwa ein Kilogramm CO2 anfallen – bei Frischfaser sind es 1,2 Kilogramm, bei recyceltem Papier 0,7 Kilogramm. (Quelle: ezeep).
Lieferengpässe in der Papierindustrie: Abhängigkeit von fossiler Energie
Obgleich die Papierindustrie bestrebt ist, einen Großteil ihres Energiebedarfs durch eigene Anlagen und regenerative Energiequellen zu decken, kommen insbesondere aus Kostengründen noch fossile Energiequellen zum Einsatz. Für viele Produktionsprozesse ist Gas bei der Papierherstellung kaum zu ersetzen. Gas, insbesondere Erdgas, kommt unter anderem bei der Erzeugung von Dampf zum Einsatz, der für das Altpapierrecycling und für das Trocknen von Papier benötigt wird.
Gerade vor diesem Hintergrund macht natürlich auch die hochangespannte geopolitische Lage der Papierindustrie zu schaffen. „Die Papierindustrie“ hatte schon kurz nach Kriegsbeginn in der Ukraine 2022 gewarnt, dass im Falle eines Ausfalls der Gasversorgung oder einer Reduzierung der verfügbaren Gasmenge deutsche Papierhersteller maximal zehn 15 Prozent der benötigten Energiemenge aus anderen Quellen gewinnen könnten. Entsprechend ist die Branche kontinuierlich auf der Suche nach Lösungen, um fossiles Erdgas zu ersetzen. Auch thermische Energiespeicher werden mit Blick auf eine mögliche Elektrifizierung der Prozesse interessant.
Hoher Papierbedarf für nachhaltige Verpackungen
In allen Industriezweigen werden Papierverpackungen vermehrt als nachhaltige Alternative zu Plastik eingesetzt. Obwohl das unter Nachhaltigkeitsaspekten prinzipiell positiv ist, ist der hohe Energieverbrauch der Papierindustrie eine Herausforderung, die Antworten sucht.
Experten sind überzeugt: Auch wenn die deutsche Papierindustrie energieintensiv ist, können nachhaltige Maßnahmen wie ein aktives Recyclen und thermische Energiespeicherlösungen in den Papierfabriken einen großen Unterschied machen. Werden für die Papierherstellung etwa recycelte Fasern verwendet, ist zum einen die CO2-Bilanz deutlich niedriger. Zum anderen wird für den Prozess insgesamt weniger Energie benötigt. Nach Angaben des Umweltbundesamtes, spart die Produktion von Recyclingpapier gegenüber Papier aus sogenanntem Primärzellstoff – in der Regel Holz – durchschnittlich 78 Prozent Wasser, 68 Prozent Energie und 15 Prozent CO2-Emissionen. (Quelle: Umweltbundesamt).
Wie die Papierindustrie ihren Energieverbrauch und ihre Umweltbelastung senken kann
Auch in der zunehmenden Elektrifizierung der anfallenden Prozesse sehen Experten großes Potenzial. So schreibt die Bundesregierung in einem aktuellen Ergebnispapier: „Aufgrund des großen Anteils von Niedrig- bis Mitteltemperaturwärme am Gesamtenergiebedarf der Papierindustrie ist die Elektrifizierung der Prozessdampferzeugung ein wichtiger Bestandteil der Dekarbonisierung.“ (Quelle: bmwk)
Papierindustrie der Zukunft: Profitable, nachhaltige Produktion mit thermischer Energiespeicherung
Thermische Energiespeicher können aufgrund ihrer hohen Flexibilität, Langlebigkeit und Effizienz die Papierindustrie langfristig dabei unterstützen, Kosten und Emissionen einzusparen. Als flexible Speicherlösungen können sie entscheidend dazu beitragen, die Elektrifizierung der Papierherstellungs- und Recycling-Prozesse voranzutreiben. Auch Abwärme lässt sich so einfach zurückgewinnen, da überschüssige Energie während der Produktion gespeichert und zeitversetzt nutzbar gemacht wird. Ein wichtiger Vorteil: Die thermischen Speicher können mit grünem Strom beladen werden, wenn dieser in großen Mengen zur Verfügung steht und entsprechend besonders günstig ist. Die Energie wird anschließend im Inneren der thermischen Energiespeicher in Form von Wärme gespeichert. Prozesswärme und Industriedampf können dann bereitgestellt werden, wann immer sie benötigt werden.
Welche Vorteile bietet die ThermalBattery™ von ENERGYNEST?
Mit seiner ThermalBattery™ bietet ENERGYNEST hochmoderne thermische Energiespeicherlösungen an, die die Energieeffizienz in der Zellstoff- und Papierherstellung steigern können und genau auf die individuellen Bedürfnisse der unterschiedlichen Produktionsstätten zugeschnitten sind. Im Rahmen einer Dekarbonisierungsstrategie kann die ThermalBattery™ industriellen Betrieben helfen, ihre Wärme zu elektrifizieren, indem sie zu günstigen Zeitpunkten regenerativ erzeugte Energie speichert – und diese zeitverzögert für die industriellen Prozesse nutzbar macht. „Mittels thermischer Speicher können die Betriebe ihre Kosten für die Energie senken und zugleich ihren Energieverbrauch dekarbonisieren“, sagt ENERGYNEST Geschäftsführer Christian Thiel.
Die Batterien selbst verfügen über eine lange Lebensdauer und können je nach Vertragsmodell auch vollständig finanziert ohne Anschaffungskosten erworben werden.
Für energieintensive Industrien wie die Zellstoff- und Papierindustrie hat diese Technologie großes Potenzial und kann ganz entscheidend zur langfristigen Dekarbonisierung des Sektors beitragen.
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