VCI-Studie: Transformation ist technologisch möglich

Für optimalen Klimaschutz müsste sich die deutsche Chemie neu erfinden

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  • Jürgen Vormann, Vorsitzender der Geschäftsführung von Infraserv Höchst und Vorsitzender der Fachvereinigung Chemieparks des Verbandes der Chemischen Industrie (VCI).
  • Jörg Rothermel,Abteilungsleiter für Energie, Klimaschutz und Rohstoffe, Verband der Chemischen Industrie (VCI), Frankfurt am Main

Die vergangenen Jahre waren geprägt von einer immer intensiveren Auseinandersetzung mit dem Klimawandel, der auch medial eine immer stärkere Aufmerksamkeit erfuhr. Die deutsche Chemie bekennt sich zu der gesellschaftlichen Aufgabe, Treibhausgasneutralität zu erreichen. Dieses Ziel ist auch politisch sowohl in Berlin als auch in Brüssel fest verankert. In Deutschland schreibt das Klimaschutzprogramm eine Minimierung der CO2-Emissionen bis zur Jahrhundertmitte vor, auf EU-Ebene strebt die Europäische Kommission dies im Rahmen des „Green Deals“ an.

Für die chemische Industrie in Deutschland ist das Thema Klimaschutz kein Neuland. Viele Produkte der Chemie dienen dazu, Emissionen in anderen Branchen oder beim Endkunden zu reduzieren. Ob Wind- und Solaranlagen, Stromspeicher oder Leichtbaumaterialien im Automobil- und Flugzeugbau, die Chemie wird als wichtiger Lösungsgeber überall benötigt.
Auf der anderen Seite ist die chemische Produktion auch ein nennenswerter Verursacher von Treibhausgasen. Zwar haben wir die Treibhausgasemissionen der Chemie seit 1990 fast halbiert, indem wir die Effizienz gesteigert, die Chemie in Ostdeutschland ökologisch modernisiert und die Energieversorgung CO2-ärmer aufgestellt haben. Um aber bis 2050 treibhausgasneutral zu produzieren, müssen wir auf diesem Weg noch weiter vorankommen.
Große Fortschritte sind besonders in der Basischemie nötig, also in der Produktion von Grundchemikalien wie Ammoniak, Chlor, Wasserstoff, Methanol, Harnstoff und von Kohlenwasserstoffen aus dem Steamcracker-Prozess. Die entsprechenden Produktionsprozesse machen rund 90 % der energie- und prozessbedingten Treibhausgasemissionen unserer Branche aus.

Studie zur Treibhausgasneutralität
Sie standen daher auch im Mittelpunkt der Studie, die der Verband der Chemischen Industrie (VCI) 2019 bei Dechema und FutureCamp in Auftrag gegeben hat. Ziel dieser „Road­map“ war, zu analysieren, welche Maßnahmen auf dem Weg zur Treibhausgasneutralität in der Chemie möglich sind und wie weit sie führen können. Als Ausgangspunkt der Betrachtung dient das Jahr 2020 (siehe Infografik) mit Treibhausgasemissionen der chemischen Industrie in Deutschland von rund 113 Mio. t.

Darin sind die Emissionen aus eigener Energie­erzeugung, aus dem Strombezug, aus Prozessen und auch aus dem Kohlenstoff der Produkte enthalten.
Wie kommt man aber von 113 Mio. t auf null? Die Studie beschreibt die mögliche Entwicklung in drei Pfaden, die man als unterschiedliche Ambitionsniveaus verstehen kann. Die Pfade unterscheiden sich durch jeweils andere Grundannahmen, die beeinflussen, inwieweit die chemische Industrie CO2-mindernde Technologien realisieren kann.
Die Studie beschreibt zunächst einen Referenzpfad. Er zeigt, wie weit die deutsche Chemie kommen kann, wenn sie weiterhin mit den heutigen Technologien produziert und ihre Effizienz in allen Bereichen weiter erhöht. Die Branche würde hier ihre heutigen Anlageninvestitionen von 7 Mrd. EUR pro Jahr fortführen. Sie würde aber nicht zusätzlich in neue Prozesstechnologien investieren. Damit erreicht die deutsche Chemie bis 2050 eine Treibhausgasminderung von 27 % bezogen auf 2020. Dies wird möglich, indem die Unternehmen die Effizienz der Bestandsanlagen steigern und in ihren eigenen Kraftwerken vor allem die Restmengen von Kohle als Brennstoff zurückfahren. Auch das angenommene Ende der Kohleverstromung in Deutschland 2038 trägt zur Emissionsminderung bei.
Um Treibhausgase in der Chemiebranche vollständig zu mindern, sind noch viel weitgreifendere Maßnahmen nötig, die im Pfad Treibhausgasneutralität der Studie beschrieben werden. Die deutsche Chemie müsste sich hierfür neu erfinden, indem sie stark in neue Prozesstechnologien der Basischemie investiert und entsprechende Anlagen baut. Diese neuen, strombasierten Verfahren würden dann in ganzer Breite eingesetzt und könnten so im Zusammenspiel mit einer höchst entwickelten zirkulären Wirtschaft zu einer weitgehend treibhausgasneutralen Chemieproduktion führen. Dem entgegen steht allerdings die begrenzte Verfügbarkeit von erneuerbarem Strom: Um treibhausgasneutral zu werden, bräuchte die deutsche Chemie etwa ab Mitte der 2030er Jahre über 600 TWh CO2-freien Strom jährlich. Das entspricht der gesamten heutigen Stromproduktion in unserem Land. Zudem müssten die Firmen sehr günstig an diesen Strom kommen. Und: Für die neuen Anlagen fallen gewaltige Investitionen an. Alleine für die Herstellung der sechs in der Studie untersuchten Grundchemikalien müssten die Unternehmen von 2020 bis 2050 rund 45 Mrd. EUR zusätzlich investieren.
Angesichts dieser Hürden beschreibt die Studie auch einen mittleren Technologiepfad. Hier wird angenommen, dass erneuerbarer Strom nur in begrenzten Mengen verfügbar ist, konkret würden der Chemie maximal 225 TWh erneuerbaren Stroms zur Verfügung stehen. Auch die wirtschaftlichen Möglichkeiten für Unternehmen, in Chemieanlagen ganz neuen Typs zu investieren, werden als limitiert betrachtet. Im Technologiepfad können sie bis zu 15 Mrd. EUR zusätzlich dafür aufbringen. Diese Annahmen wirken sich aus: Unter den strengeren Voraussetzungen kann die chemische Indus­trie bis 2050 nur eine CO2-Minderung von 61 % erreichen. Sie kann damit zwar die energiebedingten und die Prozess­emissionen minimieren. Es verbleiben allerdings Treibhausgase aus der Nutzung fossiler Rohstoffe und durch Verbrennungsprozesse.

Hürden und Rahmenbedingungen
Inwieweit die Chemie das technische Potenzial realisieren kann, hängt also von diversen Faktoren ab. Grundvo­raussetzung dafür, dass Unternehmen die alternativen Prozesstechnologien in den Markt bringen können, ist ihre Wirtschaftlichkeit. Je ambitionierter das Ziel Treibhausgasneutralität verfolgt wird, desto stärker steigen die damit verbundenen Kosten. Unternehmen können die Transformation hin zu null Emissionen nur vorantreiben, wenn sie in jeder Phase wettbewerbsfähig bleiben und optimale Rahmenbedingungen vorfinden. Das bedeutet unter anderem, dass die Chemie aus heutiger Sicht über gigantische Mengen erneuerbaren Stroms verfügen kann.
Und für die Wettbewerbsfähigkeit des Standortes kommt es vor allem auf niedrige Stromkosten an. In der Studie wurde ein Strompreis von 4 Cent je KWh zugrunde gelegt. Davon sind wir heute weit entfernt. Nur unter diesen Voraussetzungen ist aber überhaupt eine Wirtschaftlichkeit der Verfahren vor 2050 denkbar.
Zusätzlich gibt es weitere Rahmenbedingungen, die unterstützend beitragen müssen. Sollen die neuen Verfahren für die Basischemie bis 2040 bereitstehen, müssen sie bis dahin zur Marktreife weiterentwickelt werden. Ausnahmeregelungen für Anlagen im Technikumsmaßstab und für verfahrenstechnische Pilotprojekte können Innovationen beschleunigen.
Zudem können neue Anlagen laut der Analyse zunächst nicht mit älteren, abgeschriebenen Anlagen betriebswirtschaftlich konkurrieren. Die Mehrkosten für Produkte aus alternativen Verfahren lassen sich angesichts von Weltmarktpreisen für Basischemikalien kaum an die Kunden weitergeben. Es ist daher auch Aufgabe der Politik, die Transformation der Chemie unterstützend zu begleiten. Fördert sie den Prozess sowohl in der Entwicklungsphase als auch in der Markteinführung, könnten bestimmte Verfahren früher zum Einsatz kommen.
Um die Unternehmen bei diesem anspruchsvollen Transformationsprozess zu unterstützen und den Weg mitzugestalten, plant der VCI, eine neue Plattform zu etablieren. Sie soll Expertise aus den unterschiedlichsten Bereichen zusammenführen und die gesamte Wertschöpfungskette vom Produzenten bis hin zum Endkonsumenten sowie Politik und Gesellschaft einbeziehen. Ziel ist es, den technischen und politisch-sozialen Wandel gemeinsam voranzubringen.


Nachgefragt bei Jürgen Vormann, Vorsitzender der Geschäftsführung von Infraserv Höchst und Vorsitzender der Fachvereinigung Chemieparks des Verbandes der Chemischen Industrie (VCI).

CHEManager: Herr Vormann, was können die Chemieparks aus der Studie des VCI zur Treibhausgasneutralität ableiten?
Jürgen Vormann: Der Kern der VCI-Studie besteht darin, unterschiedliche Treibhausgas-Reduktionspfade für die chemische Industrie in Deutschland zu untersuchen und die hierfür notwendigen Umsetzungs-Voraussetzungen sowie die jeweiligen technischen und finanziellen Implikationen abzuleiten. Die Studie zeigt in beeindruckender Weise, vor welchen Herausforderungen die gesamte Chemiebranche in Deutschland steht. Insbesondere die Verfügbarkeit von klimaneutral erzeugtem Strom zu wettbewerbsfähigen Preisen wird zu einer Kernfrage. Diese Herausforderungen werden nur mit gemeinsamer Anstrengung und im gesamtgesellschaftlichen Konsens zu meistern sein. Und hier wird es ganz entscheidend sein, das Machbare mit dem Wünschenswerten abzugleichen und dabei unsere Wettbewerbsfähigkeit im globalen Kontext aufrecht zu erhalten. Dazu werden auch die Chemieparks ihren Beitrag leisten, zum Beispiel durch Maßnahmen zur CO2-Reduktion im Bereich der Nutzenergieerzeugung und -verteilung und durch eine kontinuierliche Steigerung der Energieeffizienz.

Welche Strategie verfolgen die deutschen Chemieparks in punkto Klimaschutz?
J. Vormann:  Nachhaltigkeit des Wirtschaftens, ein schonender und effizienter Umgang mit natürlichen Ressourcen und eine kontinuierliche Weiterentwicklung kreislaufwirtschaftlicher Prozesse sind schon seit jeher kennzeichnend für die deutschen Chemieparks, und dies wird in Zukunft noch an Bedeutung gewinnen. Die Strategie deutscher Chemieparks muss darin bestehen, für die gesamte Branche Standortbedingungen zu schaffen und zu erhalten, bei denen Aspekte der Nachhaltigkeit mit Aspekten der Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit im internationalen Vergleich so ausbalanciert sind, dass die deutsche Chemie ihre Problemlösungskompetenz auch künftig an deutschen Chemiestandorten entfalten kann. Die deutsche Chemie ist – im Hinblick auf die vor uns liegenden Herausforderungen – Teil der Lösung. Und diese Erkenntnis gilt es in Politik und Gesellschaft zu verankern und damit unsere „Licence to Operate“ abzusichern.


Zur Person

Jörg Rothermel ist Leiter der Abteilung  Energie, Klimaschutz und Rohstoffe im Verband der Chemischen Industrie e.V (VCI). Seit 1997 ist er im Verband beschäftigt mit den Themen Immissionsschutz, Luftreinhaltung, Energie, Klimaschutz und Rohstoffpolitik.
Seit 2010 ist der promovierte Chemiker Geschäftsführer der Energieintensiven Industrien in Deutschland (EID), einer Interessengemeinschaft der sechs energie­intensivsten Grundstoffindustrie-Branchen: Nichteisenmetalle (WVM), Stahl (WV Stahl), Baustoffe (BBS), Papier (VdP), Glas (BV Glas) und Chemie (VCI).
Außerdem ist er im Vorstand der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Mitglied im Beirat des Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP und Sprecher des Beirats des BioEconomy-Clusters Sachsen-Anhalt und Sachsen.


 

Autor(en)

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