Impulse und Lösungsansätze von ENERGYNEST
Volkswirtschaften auf der ganzen Welt denken derzeit in nie zuvor gesehener Geschwindigkeit ihre Energiesysteme neu, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren und ambitionierte Klimaziele zu erreichen. Die industrielle Produktion wurde hierbei zu lange punktuell betrachtet – der Umstieg auf Wasserstoff in der Stahlerzeugung ist ein sehr präsentes Beispiel. Dabei ist die Herausforderung – und zugleich die Chance – in der Industrie vor allem in einem Bereich gewaltig: Zwei Drittel des industriellen Energiebedarfs entfallen auf Prozesswärme, meist noch fossil erzeugt. Deshalb entstehen hier 25 Prozent der deutschen Treibhausgasemissionen, Jahr für Jahr. Zeit, dass sich das ändert.
Aufgrund der großen Vielfalt an Industrieprozessen gibt es kein „Patentrezept“ für alle Sektoren. Allerdings ist bereits jetzt eine breite Palette von Technologien verfügbar, mit denen industrielle Emissionen effektiv reduziert werden können:
- Biomasse: Nachhaltig produzierte Biomasse kann statt Kohle als Brennstoff etwa in Blockheizkraftwerken eingesetzt werden. Auf diese Weise liefert zum Beispiel der dänische Energieerzeuger Ørsted bereits jetzt CO2-neutrale Wärme und Dampf an seine Industriekunden in Kalundborg, Dänemark. Der Nachteil: Der Anbau von Energiepflanzen konkurriert mit der Nahrungsmittelproduktion, die vor dem Hintergrund der weltweiten Hungerkrise vielerorts lebensentscheidend bleibt.
- Carbon Capture and Storage: Wer fossile Brennstoffe etwa mangels verfügbarer Alternativen weiterhin nutzen muss, kann mithilfe von Carbon Capture and Storage (CCS)-Lösungen seine Emissionen dennoch reduzieren, beispielsweise in der Stahlproduktion. Zu den Nachteilen der Technologie gehören jedoch lange Vorlaufzeiten und eine erhebliche Steigerung der Kosten industrieller Prozesse.
- Wasserstoff: Vor allem in Industrieprozessen, die hohe Temperaturen erfordern, könnte emissionsarm hergestellter Wasserstoff andere Energieträger ersetzen. Während industrielle Anwendungen als künftiger Schlüsselmarkt für Wasserstoff angesehen werden, sind bis dahin weitere Investitionen in die Lieferkette und eine Optimierung der Produktionsprozesse notwendig. In niedrigen bis mittleren Temperaturbereichen gibt es häufig strombasierte Alternativen, sodass der noch kostbare (grüne) Wasserstoff eher anderswo eingesetzt werden sollte.
- Elektrifizierung: Die Wärmeerzeugung in der Industrie kann unter anderem mit Hilfe von industriellen Großwärmepumpen elektrifiziert werden. Diese Technologie ist jedoch nur für industrielle Anwendungen mit niedrigeren Temperaturanforderungen attraktiv, da die derzeit erhältlichen Wärmepumpen-Modelle nur Wärme bis ca. 180°C liefern können. Sie sind auch nicht ohne Weiteres skalierbar und brauchen viel Platz.
- Thermische Speicher: Prozesswärme aus ursprünglich fossilen Energiequellen kann auch mithilfe thermischer Speicher elektrifiziert werden. Die Technologie liefert auf diese Weise CO2-freie Wärme und Dampf nach Bedarf und ermöglicht etwa die Nutzung von Sonnenenergie für Produktionsprozesse bei Nacht. Speicher sind kostengünstig, flexibel, zuverlässig und skalierbar für eine Vielzahl industrieller Anwendungen.
Thermische Speicher sind dabei längst kein Forschungsthema mehr. EnergyNest ist mit seiner marktreifen ThermalBattery™ weltweit ein Vorreiter, aktuell sind bereits mehrere Projekte im Aufbau und in kommerzieller Nutzung, etwa beim norwegischen Düngemittel-Hersteller Yara und dem italienischen Energiekonzern Eni. Thermische Speicher zählen auch zu den wenigen Technologien, die auf alle drei Ziele der Energiewende gleichzeitig einzahlt – denn sie steigern die Versorgungssicherheit, sorgen für niedrigere Energiekosten und senken effektiv CO2-Emissionen. Für die Abkehr von fossilem Erdgas in der Industrie kommt ihnen deshalb eine Schlüsselrolle zu.
Weitere Informationen über die Dekarbonisierung industrieller Wärme finden Sie in englischer Sprache in dem EnergyNest/Reuters-White Paper „Decarbonising Industrial Heat: The Next Frontier“ (Download).