Klimaneutrale Industrie: Technologien und Maßnahmen für die Energiewende

Luftansicht einer Zementfabrik

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Bis 2045 soll Deutschland Klimaneutralität erreicht haben. Durch eine Vielzahl von Gesetzen und Verordnungen will die Politik auf EU- und Bundesebene Wirtschaft und Gesellschaft zum Handeln bewegen. Dabei stehen viele zentrale Fragen im Raum: Gelingt es uns, wie avisiert bereits in den kommenden sieben Jahren die Emissionen um 65 Prozent gegenüber 1990 zu senken? Welche Technologien und Maßnahmen braucht es, um die Klimaziele zu erreichen? Vor allem im Hinblick auf die Energie- und Wärmewende in unserer ressourcenintensiven Industrie, damit der Umbau hin zu einer klimaneutralen Industrie gelingen kann. Einer Industrie, der es trotz starker Bemühungen um Umweltschutz und Nachhaltigkeit noch schwerfällt, auf fossile Rohstoffe und Energieträger zu verzichten.

 

 

Vor diesen Herausfor-derungen stehen Unternehmen bei der Umsetzung

So viel ist sicher: Mit Blick auf das ambitionierte Ziel der Klimaneutralität führt um eine Energie- und Wärmewende in unserer hiesigen Industrie kein Weg herum. Schließlich hatte die Industrie nach Angaben des BDEW am Gesamtstromverbrauch 2021 einen Anteil von 44 Prozent – knapp dreiviertel davon wurde für die Bereitstellung von Wärme und Kälte benötigt. Viele industrielle Prozesse haben einen enorm hohen Wärmebedarf. Entsprechend birgt eine Umstellung der Strom- und Wärmeversorgung auf regenerative Energien und thermische Stromspeicherlösungen für die beteiligten Unternehmen zwar große Chancen – insbesondere mit Blick auf die attraktiven Fördermaßnahmen und die Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern sowie ihren konfliktreichen Lieferantennationen.

Allerdings bringt die Umstellung auch Herausforderungen mit sich. Vielerorts müssen die Voraussetzungen geschaffen werden, um altbewährte Prozesse und Technologien auf den neuesten Stand der Technik umzustellen. Aufgrund der Volatilität regenerativer Energiequellen sorgen sich insbesondere Unternehmen mit einem hohen Energiebedarf um die Versorgungssicherheit. Wie kann gewährleistet werden, dass immer genug grüner Strom für die industrielle Energie- und Wärmeversorgung bereitsteht? Und kann der Bedarf wirtschaftlich sinnvoll gedeckt und entsprechend skaliert werden?

 

Technologien und Maßnahmen zur Erhöhung der Klimaneutralität von Industrien

Mit dem Fokus auf einer nachhaltigen Dekarbonisierung unserer Industrie werden verschiedene Technologien und Maßnahmen aktuell intensiv erforscht und erprobt. Einige haben bereits Marktreife erlangt und bieten insbesondere für energieintensive Branchen, die auf hohe Temperaturen angewiesen sind, großes Potenzial. Dazu gehören neben einer wachsenden Elektrifizierung industrieller Prozesse vor allem Verfahren, die das umweltschädliche CO2 aus der Atmosphäre fernhalten ebenso wie digitale Technologien, die den Energieverbrauch möglichst exakt erfassen und so skalierbar machen, sowie Speicherlösungen, die die Einspeisung, Speicherung und Bereitstellung regenerativ erzeugter Energie flexibilisieren und für die beteiligten Unternehmen wirtschaftlich attraktiv gestalten.

 

 

1. Carbon Capture and Storage (CCS)

Unter Carbon Capture and Storage (CCS) versteht man eine langfristige, unterirdische Speicherung von Kohlendioxid – sei es an Land oder im Meeresuntergrund. Nach Informationen des Bundesumweltamtes kann das zu speichernde ⁠CO2⁠ entweder aus fossilen Energieversorgungsanlagen, aus Industrieanlagen oder aus dem Einsatz von ⁠Biomasse⁠ zur Energieerzeugung stammen. Dabei ist im Rahmen von CCS eine langfristige Speicherung des Kohlendioxids in ausgebeuteten Gas- oder Erdöllagerstätten, in salinen Aquiferen oder im Meeresuntergrund möglich. Als Teil einer nachhaltigen Klimastrategie ist CCS durchaus respektiert, allerdings nicht unumstritten. Experten zufolge kann es im unwahrscheinlichen, aber durchaus möglichen Fall von Leckagen der Speicher zu schädlichen Wirkungen auf das Grundwasser und den Boden kommen.

 

2. Energieeffizienz steigern durch Prozessoptimierung

Dass eine nachhaltige Prozessoptimierung den größten Beitrag zu einer langfristigen Dekarbonisierung der Industrie leistet, gilt als gesichert. Viele Unternehmen beschäftigen sich mit interner und externer Expertise intensiv mit ihren Prozessen und entwerfen Strategien, wie etwa ein Wechsel von Energiequellen sowie eine Elektrifizierung vormals fossiler Prozesse die Umweltbilanz stärken und gleichzeitig wirtschaftlich effizient, rentabel und attraktiv sein kann. Insbesondere die Bereitstellung und das Recycling von Prozesswärme mittels modernster Energiespeicher-Technologien hat vor diesem Hintergrund hohes Potenzial.

 

3. Mit Digitalisierung zur klimaneutralen Industrie

Auch die Digitalisierung gilt als zentraler Katalysator im Hinblick auf eine klimaneutrale Industrie. Mithilfe modernster Technologien und Anwendungen, darunter Cloud-Lösungen, Big Data, AI und Machine Learning, sollen viele Prozesse nachhaltig optimiert werden können. Durch digitale Methoden wie zum Beispiel den digitalen Zwilling – eine Simulationsanwendung, die häufig anstelle des aufwändigen und energieintensiven Prototypings zum Einsatz kommt – kann Energie nachhaltig eingespart werden. Vorausschauende Wartung, die auf Vorhersagen durch KI basiert, optimiert die Operationalität und Lebensdauer von Maschinen. Auch der Stromverbrauch kann dank verschiedener digitaler Tools und Verfahren optimal messbar, planbar und damit skalierbar gemacht werden.

 

4. Energie speichern mit Thermalbatterien & Co.

Mit Blick auf die wachsende Elektrifizierung und die Dekarbonisierung von Prozesswärme werden thermischen Energiespeicherlösungen wie Thermalbatterien auf dem Weg zu einer klimaneutralen Industrie hohes Potenzial zugeschrieben. Eine Technologie, die längst Marktreife erlangt hat und bereits in verschiedenen Sektoren Anwendung findet, ist die innovative ThermalBatteryTM von ENERGYNEST. Der Clou: Die Speicherlösung lässt sich zu wirtschaftlich günstigen Zeitpunkten mit regenerativ erzeugter Energie beladen, speichert diese im Inneren der Batterie in einem Spezialbeton namens HEATCRETE® und kann sie flexibel nach Bedarf in Form von Wärme und Dampf wieder abgeben. Ein großer Vorteil: Die Lösung funktioniert modular nach einem Plug-and-Use-Prinzip und kann auf Kundenwunsch vollständig ohne Anschaffungs- und Wartungskosten bereitgestellt werden.

Synergien zwischen klimaneutraler Industrie und erneuerbaren Energien

Eine klimaneutrale Industrie ist ohne einen verstärkten Fokus auf erneuerbare Energien undenkbar. Klimaneutralität setzt schließlich eine nachhaltige Abkehr von fossilen Rohstoffen voraus und bietet die beste Voraussetzung, die natürlichen und nachhaltigen Ressourcen Sonne und Wind optimal zu nutzen – ohne CO2-Emissionen, die in der Atmosphäre großen Schaden anrichten. Viele Technologien und Verfahren, die sich mit dem industriellen Einsatz von grünem Strom beschäftigen, kommen darüber hinaus zu dem Schluss, dass eine nachhaltige Energie- und Wärmewende in unserer Industrie auch signifikante finanzielle Vorteile bietet – etwa durch die Flexibilisierung des Strommarktes, die Nutzung und den Handel mit überschüssigem Strom und das Recycling von Abwärme.

 

Mit Blick auf die dringend notwendige Flexibilisierung spielen Energiespeicherlösungen wie die ThermalBattery eine ganz wesentliche Rolle, da sie das zeitweise auftretende Ungleichgewicht von Angebot und Nachfrage bei regenerativ erzeugter Energie sehr gut ausgleichen können. Gleichzeitig wird es den nutzenden Unternehmen durch entsprechende Speicherlösungen ermöglicht, eigene Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien in die Produktionsprozesse zu integrieren. Damit trägt die Option, tagsüber überschüssige Energie zu speichern und nachts verwenden zu können, erheblich zur Dekarbonisierung der Produktion bei und macht das Unternehmen gleichzeitig unabhängig von schwankenden Strommarktpreisen und Verfügbarkeiten. Durch die entstehenden Synergien profitieren Umwelt und Industrie gleichermaßen.

 

 

Zukunfts-aussichten für eine klimaneutrale Industrie

Die Initiativen mit Blick auf eine Dekarbonisierung unserer Industrie sind vielfältig – und eine kontinuierliche Weiterentwicklung und Erprobung ist in vollem Gange. Das kommt auch den Unternehmen selbst zugute, denen gerade mit Blick auf die wachsende Relevanz von ESG-Kriterien die Nutzung von grünem Strom und die daraus gewonnene Wärme wertvolle Image- und Wettbewerbsvorteile beschert. Mit Blick auf den Status Quo scheinen uns andere Länder – darunter insbesondere die skandinavischen – weit voraus, was Deutschland mikro- und makroökonomisch in Zugzwang versetzt. Erst Anfang Juni hatte Wirtschafts- und Klimaminister Robert Habeck milliardenschwere Staatshilfen in Form sogenannter „Klimaverträge“ für energieintensive Industrien angekündigt. Sicher ist: Wenn der rechtliche Rahmen gegeben und klimaschonende Anwendungen kommuniziert und gefördert werden, steht einer nachhaltigen Dekarbonisierung von „Made in Germany” nichts im Wege. Eine wichtige Investition in die Zukunft des Industriestandorts Deutschland.

Neuigkeiten

Was leisten konventionelle Speicherlösungen in der Industrie und welche Vorteile hat die ThermalBattery™?

Strom in Wärme umzuwandeln, bietet verschiedene Vorteile – sowohl für die Systemintegration erneuerbarer Energiequellen als auch für die Industrie, die so ihre Prozesswärme dekarbonisieren kann.

Absatzeinbußen, die Nachwirkungen der Corona-Pandemie sowie schwankende Energiepreise machen es der Getränkeindustrie zunehmend schwerer, wettbewerbsfähig zu produzieren. Innovative Lösungen wie Energiespeicher unterstützen dabei, langfristig rentabel zu bleiben.