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20.01.2022 | Produktion + Produktionstechnik | Im Fokus | Online-Artikel

Industrie im Spagat zwischen Klimazielen und unfertigen Technologien

verfasst von: Thomas Siebel

4 Min. Lesedauer
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Die Industrie muss ihr Tempo für mehr Klimaschutz kurzfristig mehr als verzehnfachen. Allerdings stecken wichtige Technologien zur Einsparung von Treibhausgasen noch in der Entwicklung.

Bis 2030 soll der Ausstoß von Treibhausgasen (THG) in Deutschland um 65 % gegenüber 1990 sinken. Die Industrie – wie auch die Energiewirtschaft, der Gebäudesektor und der Verkehr – wird ihre Klimaziele jedoch deutlich verfehlen, wenn nicht kurzfristig und entschlossen in neue Technologien und politische Rahmenbedingungen investiert wird. Dies ist eine der Kernaussage der Eröffnungsbilanz, die Bundeswirtschaftsminister Robert Habeck zu Jahresbeginn vorgestellt hat. Ohne weitere Maßnahmen zu mehr Klimaschutz würden die Gesamtemissionen in Deutschland bis 2030 gegenüber 1990 nur um die Hälfte sinken. 15 % der zu viel emittierten Treibhausgase würden dabei durch die Industrie mit ihren besonders energieintensiven Zweigen Stahl, Chemie und Zement verursacht.

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Der Werkstoff Stahl ist aus vielen Technologien und Produkten nicht wegzudenken und vielseitig anwendbar: von Autokarosserien und Waschmaschinen über Brücken und Lebensmitteldosen bis zu Windkraftanlagen und Elektromotoren. Gleichzeitig wird durch die Herstellung von Stahl eine große Menge an CO 2 ausgestoßen. 

Heute erzeugt die Industrie circa ein Viertel der gesamten Emissionen in Deutschland. In den Jahren 2010 bis 2019 konnte sie durch den effizienteren Einsatz von Energie und Material zwar knapp 3 % an Emissionen einsparen, laut Habeck ist das aber bei Weitem zu wenig, um die Klimaziele zu erreichen. Bis 2030 müsste die Industrie ihren Ausstoß gegenüber 2019 nun um rund 35 % reduzieren, etwa durch Ersatz von fossilen durch erneuerbare Energieträger und die Umstellung auf neuartige, klimaneutrale Produktionsverfahren.

H2-Direktreduktion und CCUS noch nicht marktreif

Insbesondere in der Schwerindustrie (Stahl, Chemie, Zement), die weltweit circa 70 % der THG-Emissionen in der Industrie verursacht, sind kurzfristige Einsparungen schwierig. Das liegt zum einen am hohen zeitlichen Aufwand für den Umbau des Anlagenparks in der Industrie. Typische Investitionszyklen für Anlagen der Schwerindustrie, beispielsweise, liegen bei durchschnittlich 40 Jahren. Zum anderen befinden sich wesentliche Technologien für den Wandel zur klimaneutralen Industrie heute noch in der Entwicklung. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie der Internationalen Energieagentur (IEA), auf die sich auch das Bundeswirtschaftsministerium stützt.

Zu diesen wichtigen, heute noch nicht marktreifen Technologien gehören allen voran Anlagen für die wasserstoffbasierte Direktreduktion und die Eisenerzelektrolyse in der Stahlproduktion sowie Prozesstechnologien für die CO2-Abscheidung (Carbon Capture Use and Storage, CCUS). Allein mit diesen Technologien müssten bis 2050 etwa die Hälfte der Emissionen in der Schwerindustrie gegenüber heute einspart werden. Weiteren Einsparungen kämen aus zusätzlichen Material- und Energieeffizienzmaßnahmen, der Elektrifizierung von Prozessen oder der Nutzung von Biomasse.

"Fast 60 % der Emissionsminderungen im Jahr 2050 […] werden durch Technologien erreicht, die sich heute in der Entwicklung befinden" IEA, Studie "Net Zero by 2050"

Kritisches Zeitfenster für Einsatz neuer Technologien

Dass diese Technologien innerhalb der nächsten Dekade zur Marktreife gelangen, wäre für das Erreichen der Klimaziele überaus wichtig. Laut IEA steht bis 2030 für weltweit jede dritte Schwerindustrieanlage eine umfassende technische Überholung an. Würden diese Überholungen mit alten und klimaschädlichen Technologien vollzogen, wäre ein kritisches Zeitfenster verpasst.

Die IEA betont jedoch auch, dass mit heute marktverfügbaren Technologien bereits 85 % der bis 2030 nötigen THG-Einsparungen in der Eisen- und Stahlproduktion erreichbar sind. Zu diesen Technologien gehören unter anderem das Einspritzen von Wasserstoff in Hochöfen, die deutliche Ausweitung  der schrottbasierten Stahlproduktion, die im Vergleich zur Primärstahlproduktion nur 10 % der Energie verbraucht, und weitere Material- und Energieeffizienzmaßnahmen.

Lösbare Aufgaben für Maschinenbau und Fahrzeugbau

Etwas einfacher gestaltet sich der Weg zur Klimaneutralität für die Leichtindustrie, zu der auch der Fahrzeugbau,  der Maschinenbau oder die Konsumgüterproduktion gehört. Die THG-Emissionen stammen hier großteils, wie bei der Schwerindustrie, aus wärmegebundenen Prozessen. Allerdings laufen die meisten Prozesse in der Leichtindustrie bei unter 400 °C ab, und damit bei deutlich niedrigeren Temperaturen. Strom-, biomasse- oder wasserstoffbetriebene Heizsysteme, die in diesem Temperaturbereich klimafreundlichere Alternativen zu fossilen Brennstoffheizungen sind, sind heute bereits marktverfügbar. In der produzierenden Industrie spielen laut IEA zudem Energieeffizienzmaßnahmen eine wichtige Rolle. Dies betreffe insbesondere den Einsatz effizienterer elektrischer Motoren für Förderer, Pumpen oder andere Antriebssysteme.

In ihrer Studie formuliert die IEA Meilensteine für die Industrie, auf die auch das Eröffnungsprotokoll des Bundeswirtschaftsministeriums verweist:

  • Bis 2030 sollten die meisten neuen sauberen Technologien in der Schwerindustrie  bereit für den Einsatz in großtechnischen Anlagen sein.
  • Bis 2035 sollten alle verkauften industriell genutzten Elektromotoren den besten ihrer Klasse entsprechen.
  • 2040 sollten circa 90 % der bestehenden Kapazitäten in der Schwerindustrie das Ende ihres Investitionszyklus erreicht haben.
  • Im Jahr 2050 sollten mehr als 90 % der Produktion in der Schwerindustrie niedrige Treibhausgasemissionen haben.
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