Dekarbonisierung der Industrie
Quelle: Unsplash
Gesamtemissionen Deutschland
Vorläufige Zahlen des Umweltbundesamtes für 20221
Welche Maßnahmen kann die Industrie ergreifen?
Der Industrie steht bereits jetzt ein breites Spektrum an Maßnahmen zur Verfügung: Steigerung der Energieeffizienz, Elektrifizierung von Prozessen oder den Einsatz der Kreislaufwirtschaft. Doch nicht alle Industriezweige können die genannten Maßnahmen in gleichem Umfang umsetzen.
Um die Klimaziele zu erreichen, muss der gesamte Instrumentenkasten zur Vermeidung von Emissionen genutzt und um innovative Technologien ergänzt werden.
Steigerung der
Energieeffizienz
Kreislaufwirtschaft
Der Industrie steht bereits jetzt ein breites Spektrum an Maßnahmen zur Verfügung: Steigerung der Energieeffizienz, Elektrifizierung von Prozessen oder den Einsatz der Kreislaufwirtschaft. Doch nicht alle Industriezweige können die genannten Maßnahmen in gleichem Umfang umsetzen.
Um die Klimaziele zu erreichen, muss der gesamte Instrumentenkasten zur Vermeidung von Emissionen genutzt und um innovative Technologien ergänzt werden.
Steigerung der
Energieeffizienz
Kreislaufwirtschaft
Wasserstoff
Mit langjähriger Erfahrung und wegweisenden Projekten kann Equinor die Industrie insbesondere mit zwei Technologien unterstützen: die Bereitstellung von Wasserstoff und mit der Abscheidung und Speicherung von CO2.
Wasserstoff
Mit langjähriger Erfahrung und wegweisenden Projekten kann Equinor die Industrie insbesondere mit zwei Technologien unterstützen: die Bereitstellung von Wasserstoff und mit der Abscheidung und Speicherung von CO2.
Wasserstoff: großes Potenzial für die Schwerindustrie
Mit der Umstellung industrieller Prozesse von fossilen Energieträgern auf Wasserstoff können Treibhausgasemissionen effektiv gemindert werden. Anders als bei der Verbrennung fossiler Energieträger entsteht beim Einsatz von Wasserstoff statt CO2 lediglich Wasserdampf. Insbesondere in energieintensiven Branchen wie der Metallverarbeitung lassen sich so große Mengen an CO2 vermeiden. Um sicherzustellen, dass CO2-Emissionen entlang der gesamten Wertschöpfungskette tatsächlich reduziert werden, muss der eingesetzte Wasserstoff CO2-arm hergestellt werden.
Equinor verfolgt sowohl die Herstellung von CO2-armem als auch von Wasserstoff aus erneuerbaren Energien. CO2-armer Wasser- stoff (auch „blauer“ Wasserstoff genannt) wird mittels Methanreformierung aus Erdgas hergestellt. Das dabei entstehende CO2 wird dauerhaft und sicher tief unter dem Meeresboden gespeichert.
Erneuerbarer Wasserstoff (auch „grüner“ Wasserstoff) wird wiederum unter dem Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energien mithilfe des Elektrolyseverfahrens aus Wasser hergestellt. Als Nebenprodukt entsteht dabei lediglich Sauerstoff. Wasserstoff aus diesen beiden Verfahren kann Equinor deutschen Industrieunternehmen zur Verfügung stellen, die so zeitnah ihren intensiven Energiebedarf statt mit fossilen mit CO2-armen Energie- trägern decken können.
Was ist Wasserstoff?
- Wasserstoff ist ein leicht brennbares Gas mit dem höchsten spezifischen Energiegehalt aller herkömmlichen Brennstoffe.
- Wasserstoff ist keine Energiequelle. Wie Elektrizität ist er ein Energieträger und muss erzeugt werden.
- Gespeicherter Wasserstoff kann direkt als Brennstoff oder zur Stromerzeugung verwendet werden.
- Bei der Verbrennung entstehen lediglich Wasser und geringe Mengen an Stickoxid – kein CO2.
Die Herstellung von CO2-armem Wasserstoff ist ein erprobtes Standardverfahren und wird bereits seit vielen Jahren durchgeführt. Während der Ausbau der erneuerbaren Energien und damit auch die Kapazitäten zur Herstellung von erneuerbarem Wasserstoff voranschreitet, kann CO2-armer Wasserstoff aus dekarbonisiertem Erdgas der Industrie bereits bis 2030 in großem Maßstab zur Verfügung stehen. Diese Gewissheit ermöglicht der Industrie bereits jetzt wichtige Investitionsentscheidungen zu treffen und ihre Produktion auf Wasserstoff umzustellen.
Foto: Ole Jørgen Bratland / ©Equinor
Der erzeugte Wasserstoff wird direkt zum Stahlwerk transportiert
Keyfacts H2morrow steel
Ein Beispiel hierfür ist die Dekarbonisierung des größten deutschen Stahlwerks in Duisburg durch die Bereitstellung von CO2-armem Wasserstoff:
Im Rahmen des Projekts „H2morrow steel“ planen die Projektpartner Equinor, Open Grid Europe (OGE), thyssengas und thyssenkrupp Steel Europe (tkSE), Erdgas aus Norwegen über die bereits bestehende Importinfrastruktur zu einer autothermen Reformierungsanlage (ATR) an der niederländischen Nordseeküste zu transportieren und dort Wasserstoff zu erzeugen.
Der Wasserstoff wird anschließend direkt durch Wasserstoffleitungen an deutsche Industriestandorte geleitet, das abgeschiedene CO2 wird zurück nach Norwegen transportiert und dort dauerhaft und sicher unter dem Meeresboden gespeichert.
So kann das Stahlwerk in Duisburg CO2-armen Stahl produzieren und seine Emissionen erheblich reduzieren. Der Start des Projekts ist derzeit für die zweite Hälfte der 2020er geplant.
Auch in Großbritannien schreitet die Dekarbonisierung der Industrie unter Beteiligung von Equinor voran. Das Projekt „Hydrogen to Humber Saltend“ (H2H Saltend) soll das emissionsintensivste Industriegebiet Großbritanniens dekarbonisieren. Die geplante Wasserstofferzeugungsanlage, welche mit einer Kapazität von 600 Megawatt die weltweit größte Reformierungsanlage ihrer Art sein wird, soll direkt vor Ort Erdgas in CO2-armen Wasserstoff umwandeln und so die im Park angesiedelte Industrie mit ausreichend Wasserstoff versorgen.
Dadurch können die CO2-Emissionen aus dem Saltend-Chemicals-Park um fast 900.000 Tonnen pro Jahr reduziert werden. Die Anlage soll 2026-2027 in Betrieb gehen.
CO2-Speicherung als wichtige Ergänzung
Um CO2-armen Wasserstoff herzustellen, muss das dabei entstehende CO2 abgeschieden und anschließend gespeichert werden. Die Technologie der CO2-Abscheidung und -Speicherung ist aber auch für diejenigen Industrien interessant, die ihre Emissionen nicht vollständig durch die Umstellung auf Wasserstoff oder durch Elektrifizierung reduzieren können. Sogenannte prozessbedingte Emissionen entstehen insbesondere in der Zementindustrie und lassen sich nicht oder nur sehr schwer vermeiden.
Bei der Zementherstellung wird beispielsweise zerkleinerter Kalkstein bei etwa 1.450 °C zum Zwischenprodukt Zementklinker gebrannt. Bei diesem chemischen Prozess entstehen Branntkalk und CO2. Ohne diese Reaktion ist jedoch die Zementherstellung nach heutigem Stand nicht möglich. Die Zementindustrie schlägt daher die sichere CO2-Speicherung als eine Maßnahme zur Emissionsvermeidung vor.2
Mit CO2-Speicherung, kurz CCS (Carbon Capture and Storage), können bis zu 90 % der CO2-Emissionen, die beispielsweise bei der Nutzung fossiler Brennstoffe in industriellen Prozessen entstehen, abgeschieden und dauerhaft unterirdisch gespeichert werden. So gelangt weniger CO2 in die Atmosphäre.
CO2-Speicherung ist eine der wenigen technologischen Lösungen, die zu einer erheblichen Verringerung der Emissionen aus kohle- oder gasbetriebenen Industriebetrieben beitragen und CO2 aus der Atmosphäre fernhalten können, das andernfalls den Klimawandel verschärfen würde.
Die Anwendung von CO2-Abscheidung und -Speicherung in der Zement- und Stahlindustrie, auf die 14 % der weltweiten CO2-Emissionen entfallen, kann ebenfalls einen wichtigen Beitrag im Kampf gegen den Klimawandel leisten.
Die Technologieentwicklung im Bereich der Bioenergie mit CO2-Abscheidung und -speicherung (BECCS) kann sogar zu negativen Emissionen führen. Durch die Gewinnung von Bioenergie aus Biomasse und die Abscheidung und Speicherung des Kohlenstoffs können wir die CO2-Emissionen der Vergangenheit aus der Atmosphäre entfernen.
1. Abscheidung: CO2 wird aus anderen Gasen, die in großen industriellen Prozessanlagen wie Kohle- und Erdgaskraftwerken, Stahlwerken, Zementwerken und Raffinerien entstehen, abgetrennt.
2. Transport: Anschließend wird das CO2 komprimiert und über Pipelines, Lastwagen oder Schiffe zu einem sorgfältig ausgesuchten und geeigneten Standort für die Speicherung transportiert.
3. Lagerung: Das CO2 wird in tiefe unterirdische Gesteinsschichten verpresst, in der Regel in einer Tiefe von einem Kilometer oder mehr, und dauerhaft gespeichert.
In diesem Artikel wird CO2-Speicherung Schritt für Schritt erklärt.
Equinor speichert bereits seit über 25 Jahren erfolgreich und sicher CO2 auf dem norwegischen Kontinentalschelf, tief unter dem Meeresboden. Diese Erfahrungen stellt Equinor der Industrie zur Verfügung. Unterstützt vom norwegischen Staat schafft Equinor im Projekt „Northern Lights“ mit Joint Venture-Partnern Shell und TotalEnergies eine komplette Wertschöpfungskette für CO2-Speicherung.
Die Vision: CO2-Emissionen werden direkt an den Industriestandorten in Europa eingefangen, verflüssigt und per Schiff nach Norwegen transportiert. Dort werden sie in unterirdischen Lagerstätten von über 2.000 Metern Tiefe unter dem Meeresboden gespeichert. So können ab 2024 jährlich 1,5 Millionen Tonnen CO2 aufgefangen werden. Die Speicherkapazität von Northern Lights soll darüberhinaus ab 2026 jährlich auf 5 Millionen Tonnen ausgebaut werden.
Doch damit nicht genug. Equinor baut die Speichermöglichkeiten von CO2 kontinuierlich aus. Im Frühjahr 2022 erhielt Equinor die Konzession für die Entwicklung der CO2-Speicher „Smeaheia“ in der Nordsee und gemeinsam mit Vår Energi und Horisont Energi „Polaris“ in der Barentssee. Die CO2-Speicherkapazität in „Smeaheia“ kann auf bis zu 20 Millionen Tonnen jährlich ausgebaut werden.
Gemeinsam mit Wintershall Dea arbeitet Equinor an der Entwicklung einer umfassenden und sicheren Wertschöpfungskette für die Abscheidung, den Transport und die Speicherung von CO2 und am Aufbau einer Infrastruktur, die Deutschland und den norwegischen Kontinentalschelf verbindet. Insgesamt entspricht das Speicherpotential der Nordsee mit 160 Milliarden Tonnen den derzeitigen industriellen CO2-Emissionen Europas über 75 Jahre. Als Teil von Equinors Strategie, bis 2050 ein klimaneutrales Unternehmen zu werden, hat sich das Unternehmen als Ziel gesetzt, bis 2035 die Kapazität zur Speicherung von 15 bis 30 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr zu entwickeln.
Dieser Inhalt ist in Zusammenarbeit mit Equinor entstanden und beleuchtet den Beitrag des Unternehmens zur Energiewende. Mehr zu Equinors Weg in die Zukunft der Energie erfahren Sie hier.
2 https://www.vdz-online.de/zementindustrie/klimaschutz