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Im Wettlauf mit dem Klimawandel

Ziellinie NetZero

Ein Marathon für die Chemieindustrie in ein neues Zeitalter

Etappen im globalen Rennen um eine wettbewerbsfähige und nachhaltige Chemieindustrie

Die deutsche Industrie muss ihre Emissionsminderung deutlich beschleunigen, um Klimaneutralität bis 2045 zu erreichen, da bisher nur eine Reduktion um 13 % seit 2000 erzielt wurde_.Die chemische Industrie steht dabei vor besonderen Herausforderungen, weil fossile Ressourcen nicht nur energetisch, sondern auch stofflich genutzt werden.

0,0 % Produktivität

Gleichzeitig herrscht ein enormer wirtschaftlicher Druck. Seit 2010 sank die Produktivität um 18,6 Prozent, während die Produktpreise um 32,4 Prozent stiegen.

0,0 % Preissteigerung

Für die Prozessindustrie ist die aktuelle Lage brenzlig. Doch ohne Investitionen in Digitalisierung, Kreislaufwirtschaft und Dekarbonisierung sind im globalen Wettbewerb die Klimaziele nicht zu erreichen.

Ein Marathon in mehreren Etappen – laufen Sie mit?

1. Etappe: Kreislaufwirtschaft

Wie die Circular Economy den Klimawandel stoppt

Chemische Verfahrenstechnik als Schlüssel

Dr. Kathrin Rübberdt, Dechema

Woher kommen die Rohstoffe der Zukunft? Wie reduzieren wir Abfälle und bekämpfen gleichzeitig den Klimawandel? Ob seltene Metalle, Wasser oder Kohlenstoff – die Kreislaufwirtschaft ermöglicht das Wiederverwenden der Ressourcen. Doch das System ist komplex und umfasst zahlreiche miteinander verknüpfte Kreisläufe.

Neben der mechanischen, thermischen und chemischen Verfahrenstechnik kann auch die Biotechnologie einen erheblichen Beitrag zur Circular Economy leisten.

Lesen Sie in CITplus wie die Circular Economy den Klimawandel stoppt: Chemische Verfahrenstechnik als Schlüssel

Kunststoffpyrolyse ergänzt mechanisches Recycling

Chemisches Recycling ein unverzichtbarer Baustein für eine Kreislaufführung von Kunststoffen, denn nicht alle Kunststoffe lassen sich sortenrein mechanisch aufbereiten.

Pyrolyse: Ideal für PE- und PP-Abfälle, energieintensiv aber vielseitig
Depolymerisation: Besonders für PET-Recycling geeignet
Dissolution: Vielversprechend für ABS- und PC-Materialien

Während 97% der PET-Flaschen recycelt werden, liegt die Quote für Kunststoffabfälle insgesamt nur bei 39%. Pyrolyse kann gemischte und verschmutzte Materialströme verwerten, die mechanisches Recycling nicht schafft. Doch Qualitätsschwankungen der Pyrolyseöle und hohe Energiebedarfe bleiben Hindernisse für den Durchbruch.

Lesen Sie in CITplus: Chemisches Recycling kann bislang ungenutzte Materialströme erschließen

Kreislaufwirtschaft – was die Chemieindustrie tun kann

Kreislaufwirtschaft bedeutet, Wachstum und Ressourcenverbrauch zu entkoppeln. Wie treibt ein Konzern wie BASF die Kreislaufwirtschaft voran? Es gilt, die Ressourcen so lange wie möglich zu nutzen, Abfälle zu minimieren und Werte mit nachwachsenden Rohstoffen zu schaffen.

Dafür startete die BASF das Projekt ChemCycling mit dem Ziel, hochwertige Produkte aus chemisch recycelten Kunststoffabfällen im industriellen Maßstab herzustellen.

2. Etappe: Power-to-X

Am Anfang war der Wasserstoff

Nachhaltige Produktionsrouten mit Power-to-X für eine klimaneutrale Industrie

Zahlreiche Industriezweige können erneuerbar erzeugten Strom nicht direkt nutzen oder sind auf fossile Ressourcen zur stofflichen Nutzung angewiesen. Um die Klimaziele trotzdem zu erreichen, müssen die betroffenen Sektoren Alternativen zu fossilen Rohstoffen finden. Die Antwort auf diese Herausforderung heißt Power-to-X. Was verbirgt sich dahinter verbirgt und welches Potenzial steckt in den Technologien?

Lesen Sie mehr in CITplus: Viele Wege führen nach X

Mit Power-to-X zur Rohstoffwende

Grüner Wasserstoff und CO₂ bilden die Basis für eine zukunftsfähige Chemieindustrie und neue Wertschöpfungsketten.

Dr. Chokri Boumrifak, Dechema

Trotz einiger Hürden befinden sich PtX-Technologien auf einem aussichtsreichen Weg. Zur Einhaltung der Klimaziele sind schwer zu elektrifizierende Prozesse dringend auf solche klimafreundlichen Lösungen angewiesen. PtX schafft somit für weite Teile der chemischen Industrie, des Energie- und Mobilitätssektors eine Perspektive, eine klimaneutrale Zukunft zu erreichen.

Lesen Sie in CITplus: Die Defossilisierung der Industrie mit Power-to-X

3. Etappe: Ein Plädoyer für Carbon Capture and Utilisation

CO₂ – Klimafeind und Klimaschutz-Baustein

CCU ist weit mehr als eine Technologie zur Kohlenstoffentfernung

Während Energie- und Verkehrssysteme dekarbonisiert werden können, benötigen Chemie- und Werkstoffsektoren Kohlenstoff als Rohstoff. Diese Sektoren sollten auf erneuerbaren Kohlenstoff aus Biomasse, CCU und Recycling umsteigen. Mit CCU ist eine Defossilierung der Industrie und die Reduzierung der Treibhausgasemissionen möglich. Warum ist CCU eine Schlüsseltechnologie und welche politischen Voraussetzungen braucht es, damit Klimaschutz mit CCU ökonomisch betrieben werden kann?

Lesen Sie in CITplus: Ein Plädoyer für Carbon Capture and Utilisation

4. Etappe: Elektrifizierung der Chemieindustrie

Chemie unter Strom

Vom Molekül bis zum Verbundstandort

Elektrifizierung kann klein starten und zunächst nur Einzelprozesse betreffen, aber ab einer gewissen Größe hat sie erhebliche Auswirkungen auf die Produktionswege insgesamt und die Gestaltung von Standorten. Parallel zur Wasserstoffwirtschaft findet hier eine zweite Transformation statt, die das Gesicht der Branche erheblich verändern könnte – vom Molekül bis zum Großstandort.

Dr. Kathrin Rübberdt, Leiterin des Bereichs Wissenschaft & Industrie, Dechema

Mit Technologien wie der Elektrochemie, elektrischen Steamcrackern und Wärmepumpen können Prozesse effizienter und umweltfreundlicher gestaltet werden. Unternehmen wie BASF und Evonik arbeiten an innovativen Lösungen, um den CO2-Fußabdruck zu senken und nachhaltiger zu produzieren. Diese Transformation erfordert jedoch erhebliche Investitionen und neue Konzepte für das Energiemanagement.

Lesen Sie in CITplus: Chancen und Herausforderungen für die Elektrifizierung der Chemieindustrie

In der Praxis bei BASF: Strom als Schlüssel für mehr Klimaschutz

Um sowohl beim Klimawandel als auch bei der Energietransformation voranzugehen, haben BASF, SABIC und Linde im April 2024 die weltweit erste Demonstrationsanlage für großtechnische elektrisch beheizte Steamcracker-Öfen (eFurnace) eingeweiht. ©BASF

Die Methanpyrolyse-Testanlage am Standort Ludwigshafen. ©BASF

In drei sogenannten Arrays sind die einzelnen Elektrolyse-Module miteinander und mit dem H₂-Verbundnetz am Standort verknüpft. ©BASF

BASF hat sich bis 2050 das ehrgeizige Ziel von Netto-Null-Emissionen gesetzt. Mit langfristigen Stromabnahmeverträgen für grünen Strom und innovativen Technologien wie elektrisch beheizten Steamcracker-Öfen und emissionsfreier Wasserelektrolyse verfolgt BASF konkrete Maßnahmen zur Erreichung dieser Ziele. Prof. Jürgen Dahlhaus und Dr. Markus Weber erläutern, was bereits erreicht wurde, welche Maßnahmen noch realisierbar sind und wovon die Zielerreichung abhängt.

Lesen Sie in CITplus das Interview mit Prof. Jürgen Dahlhaus, zuletzt Senior Vice President Process Engineering bei BASF und Vorsitzender der VDI Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, und Dr. Markus Weber, , Leiter des Forschungsprogramms „Processes for green transformation” bei BASF.

... und was es noch braucht, um über die Ziellinie zu kommen:

Ein Schlüssel für diese Transformation in der Chemikalienwirtschaft und der Chemiebranche ist die gesellschaftliche Akzeptanz der Chemie.

sagt Volker Strauß, Abteilungsleiter, im Namen der Projektgruppe Chemiewende, Umweltbundesamt

Lesen Sie in CHEManager: Vision einer nachhaltigen Chemikalienwirtschaft

Um diesen Marathon zu gewinnen, sind wir alle gefragt: Politiker, Unternehmer und Geschäftsführer genauso wie Konsumenten.

Denn NettoNull gibt es nicht zum Nulltarif.

_{Dr. Etwina Gandert, Chefredakteurin CITplus und Wiley Process Technology}