Warum Europa sich auf die Dekarbonisierung der Industrie konzentrieren muss
Die Dekarbonisierung der Industrie ist ein Thema, das in den europäischen Online-Nachrichtennetzwerken und sozialen Medien kaum diskutiert oder behandelt wird. Journalisten und soziale Medien konzentrieren sich eher auf andere klimabezogene Themen wie Verkehrsemissionen, durch die globale Erwärmung verursachte Naturkatastrophen, Elektrifizierung und Agrarpolitik. All dies sind wichtige Bereiche im Zusammenhang mit der Klimakrise, die Aufmerksamkeit und Maßnahmen erfordern.
Die Dekarbonisierung der Industrie stellt jedoch eine der schwierigsten Herausforderungen für das Klima dar, und je länger wir sie ignorieren, desto schwieriger wird sie werden.
Zwei Gründe, sich auf den Industriesektor zu konzentrieren: Arbeitsplätze und Emissionen
Es war ein kalter Wintermorgen in einem Kontrollraum einer Industrieanlage im Ruhrgebiet, einer großen Industrieregion in Westdeutschland, und ich war vor Ort, um technische Unterstützung zu leisten. An diesem Morgen bereitete sich das Betriebspersonal auf die Inbetriebnahme einer Prozesseinheit in einer Ölraffinerie vor, die Rohstoffe für die petrochemische Industrie produziert.
Die Raffinerie- und die petrochemische Industrie gehören in der Regel zu den schwer zu elektrifizierenden Sektoren, zu denen auch die Eisen- und Stahlindustrie, die Mineralienindustrie (Zement), die Raffinerie- und die chemische Industrie gehören. Die geschätzten Emissionen aus diesen Sektoren beliefen sich 2018 auf 530 Mio. t CO2e oder 70 % der gesamten Industrieemissionen in der EU.
Der Kontrollraum war voll von Mitarbeitern in grünen Overalls, die das Inbetriebnahmeverfahren besprachen und sicherstellten, dass kein Detail ungesagt blieb und dass die Sicherheit im Mittelpunkt aller Schritte stand. Ein Teenager von etwa 14 Jahren war die jüngste Person in diesem Raum. Er war der Sohn eines sehr erfahrenen Außendienstmitarbeiters und trat - im wörtlichen wie im übertragenen Sinne - eng in die Fußstapfen seines Vaters. Er war ein Auszubildender in der Industrie, jemand, der eines Tages den Staffelstab von seinem Vater übernehmen und ein erfahrener Bediener werden würde. Der junge Lehrling war sicherlich bestrebt, die komplexe Dynamik des Betriebs von Industrieanlagen zu erlernen. Er gehört zu den mehr als eine Million Menschen, die in einem Sektor beschäftigt sind, der eine energetische und technologische Umstellung benötigt, um seine Emissionsreduktionsziele zu erreichen.
Die Energiewende wird Auswirkungen auf die Menschen und Prozesse haben, die hinter den Produkten stehen, die wir konsumieren. Für die europäische Industrie und ihre Beschäftigten wird es eine Herkulesaufgabe sein, von einem Energiesystem, das von der zweiten industriellen Revolution geprägt ist, auf ein umweltfreundlicheres System umzustellen. Die Energiewende geht über Emissionen und Arbeitsplätze hinaus. Sie sollte auch eine Brücke schlagen, um den Beschäftigten in der Industrie, einschließlich junger Auszubildender, die sich verpflichtet haben, einen Beitrag zum industriellen Erbe Europas zu leisten, und die Energiewende Wirklichkeit werden lassen wollen, eine blühende Zukunft zu sichern.
Was sind schwer zu beseitigende Sektoren?
Es handelt sich dabei um energieintensive Industrien, für die der Übergang zur Klimaneutralität eine außerordentliche Herausforderung darstellt, da ihr Energie- und Prozessbedarf in naher Zukunft nicht durch Technologien wie die Elektrifizierung wirtschaftlich gedeckt werden kann. Im Fall von Zement werden die Emissionen aufgrund der chemischen Beschaffenheit des Produktionsprozesses selbst dann erheblich sein, wenn die Prozesswärme emissionsfrei (d. h. mit Ökostrom) erzeugt wird.
Auch bei der Eisenerzeugung werden unabhängig von der Energiequelle chemische Reduktionsmittel benötigt. Und in der Petrochemie führen einige Umwandlungen zwangsläufig zu einem Kohlenstoffüberschuss, während andere sehr hohe Temperaturen erfordern oder sehr empfindlich auf Brennstoffkosten und andere Faktoren reagieren. Darüber hinaus sind die meisten energieintensiven Industrien auf zuverlässige und erschwingliche fossile Brennstoffe angewiesen, um die für ihre Prozesse erforderliche Wärme zu erzeugen.
Die Zement-, Eisen- und petrochemische Industrie ist tief in unser tägliches Leben eingebettet und hat wesentlich dazu beigetragen, die Gesellschaft, in der wir leben, zu gestalten und unseren Lebensstandard zu verbessern. Denken Sie an den Stahl, der in der Automobilindustrie verwendet wird, an den Zement, mit dem unsere Gebäude errichtet werden, an die Kraftstoffe, die Waren und Menschen über verschiedene Regionen hinweg transportieren, an die Düngemittel, die in der Landwirtschaft eingesetzt werden, oder an die Grundstoffe für die Kunststoffe, die wir verbrauchen. Diese Industrien sind auch für den Aufbau eines neuen Energiesystems für Europa von entscheidender Bedeutung - von Anlagen für erneuerbare Energien über energieeffiziente Gebäude bis hin zu E-Fahrzeugen.
Dank der Umsetzung von Energieeffizienzprojekten, politischen Maßnahmen zur Emissionsreduzierung und dem Einsatz innovativer Technologien zur Senkung des Energieverbrauchs hat Europa die CO2-Emissionen seiner schwer abbaubaren Industrien bereits erheblich reduziert. So konnten wir zwischen 1990 und 2018 eine Reduzierung um fast 30 % verzeichnen. Von diesem Zeitpunkt an kann jedoch nur noch eine begrenzte Kohlenstoffreduzierung erreicht werden, wenn nicht in andere Dekarbonisierungstechnologien wie CO2-abscheidung und Speicherung oder Umstellung von fossilen auf kohlenstoffarme Wasserstoffbrennstoffe investiert wird.
Vielen industriellen Dekarbonisierungsprojekten fehlt ein positiver Business Case
In der gesamten EU werden fast täglich Projekte zur Dekarbonisierung von Industrieanlagen angekündigt. Einige Projekte haben Machbarkeitsstudien abgeschlossen und sind bereit, voranzukommen - vor allem, wenn sie einen positiven Business Case haben. Es reicht nicht aus, neue Anlagen zu bauen, wir brauchen auch einen Markt, auf dem sie betrieben werden können.
Die vorhandenen Finanzmittel und die politische Unterstützung reichen nicht aus, um viele dieser Projekte zu verwirklichen. Ein Beispiel ist das Projekt H-vision im Hafen von Rotterdam, dem größten Hafen der EU und einem der wichtigsten Industriecluster der EU. H-vision hat solide Pläne zur Herstellung von kohlenstoffarmem Wasserstoff aus den industriellen Restgasen der Raffinerien, die derzeit als Brennstoff im Energiemix der Anlagen verwendet werden. Das Projekt würde es verschiedenen Industriezweigen, vor allem Raffinerien und Kraftwerken, ermöglichen, den Kohlenstoffausstoß zu verringern, indem Erdgas, industrielle Restgase und Kohle durch kohlenstoffarmen Wasserstoff ersetzt werden. Darüber hinaus würde es auch die Grundlagen für die künftige Integration von erneuerbarem Wasserstoff schaffen. Das niederländische SDE++-Subventionsprogramm, das Anreize für Dekarbonisierungstechnologien bietet, unterstützt jedoch nicht die Produktion von kohlenstoffarmem Wasserstoff als Kraftstoff.
Auf der sonnenverwöhnten iberischen Halbinsel gibt es Pläne für den Bau von 800-MW-Elektrolyseuren zur Erzeugung von grünem Wasserstoff für die Düngemittelindustrie, die jedoch für die vollständige Umsetzung weitere Unterstützung benötigen. Weitere Beispiele in der Eisen- und Stahlindustrie sind die Einführung von CO2-abscheidung und die Speicherung von Wasserstoff zur Verringerung der Emissionen in Frankreich. Viele Projekte haben sich für wichtige Vorhaben von gemeinsamem EU-Interesse präqualifiziert, wie z. B. die 500-MW-Anlage zur Erzeugung von grünem Wasserstoff in Rotterdam, die sich in der Phase der Machbarkeitsstudie befindet.
Der gemeinsame Nenner vieler der angekündigten Projekte sind die Unbekannten - sowohl in Bezug auf den Zeitplan als auch auf den Business Case. Darüber hinaus geht die für die Dekarbonisierung des Industriesektors erforderliche Infrastruktur oft über den Umfang der angekündigten Projekte hinaus, was das Ausmaß der vor uns liegenden Herausforderung für energieintensive Industrien verdeutlicht.
Unzählige Unwägbarkeiten bei Investitionen in die industrielle Dekarbonisierung
Die Technologien zur Erreichung der Kohlenstoffneutralität sind ausgereift, aber hohe Anfangsinvestitionen und höhere Produktionskosten, ohne dass die Kunden bereit sind, für die "Prämie" für die Sauberkeit zu zahlen, sind erhebliche Hindernisse für ihre Einführung.
Die ungewisse Zukunft des europäischen Gasnetzes führt zu weiteren Vorbehalten hinsichtlich der Technologien, die für die Lieferung von dekarbonisierten Gasmolekülen ausgewählt werden. Die Europäische Kommission wird voraussichtlich im Dezember 2021 eine Überarbeitung des Gaspakets vorlegen, um den Markteintritt von erneuerbaren und kohlenstoffarmen Gasen in das europäische Gasnetz zu erleichtern. Es wird erwartet, dass fossile Methanmoleküle schrittweise durch Biomethan und Wasserstoff ersetzt werden, um die Bereiche der Wirtschaft mit Energie zu versorgen, die Gas als Energiequelle benötigen, darunter auch der Industriesektor. Die Überarbeitung des Gaspakets ist in Europa ein sensibles Thema, da sie die Art und Weise der Umstellung des Gasnetzes und die Rolle des kohlenstoffarmen Gases bei dieser Umstellung bestimmen wird. Aber wie werden die Akzeptanzkriterien für kohlenstoffarmen Wasserstoff aussehen? Zum jetzigen Zeitpunkt ist es schwer zu sagen - sowohl für Analysten als auch für die Industrie, die Investitionen tätigen will.
Für die Entwicklung des im Entstehen begriffenen Marktes für klimaneutrales Gas ist ein robustes, transparentes und überprüfbares System zur Erfassung von Treibhausgasemissionen erforderlich. Das System sollte in erster Linie in Kilogramm Treibhausgasen ausgedrückt werden, die zur Herstellung eines Kilogramms Wasserstoff freigesetzt werden , und nicht in Form von Farbcodes.
Aber wie wird das Gaspaket die Frage der Wasserstoffimporte angehen, um sicherzustellen, dass die Schwellenwerte für die THG-Emissionen von Importen sauberer Energieträger wie Wasserstoff mit den Akzeptanzkriterien der EU harmonisiert werden, und zwar auf der Grundlage gleicher THG-Berechnungsmethoden? Vielleicht mit Wasserstoffzertifizierung und Herkunftsnachweisen (GO). Ein robustes Zertifizierungssystem ist erforderlich, um den Beteiligten in der gesamten Wertschöpfungskette Vertrauen zu geben, wobei der Grad der Komplexität mit den Merkmalen eines im Entstehen begriffenen Wasserstoffmarktes abgewogen werden sollte. Zertifizierung und Herkunftsnachweise sollten auch zwischen EU- und Nicht-EU-Ländern angeglichen werden, um den grenzüberschreitenden Handel und die Einfuhr/Ausfuhr von kohlenstoffarmem Wasserstoff zu erleichtern. Um zu verstehen, wie all dies funktionieren würde, müssen schwierige Fragen geklärt werden (z. B. sehr hohe eingebettete Kohlenstoffemissionen in Verbindung mit einigen Photovoltaikmodulen), die derzeit ungelöst sind.
Ungeklärte Fragen halten Investitionen zurück. Niemand möchte die industrielle Version von Betamax unterstützen und mit ansehen, wie seine Investition aufgrund politischer Zwänge oder Unstimmigkeiten in Rauch aufgeht. Aber wenn wir es nicht richtig machen, würde sich die industrielle Dekarbonisierung wahrscheinlich weiter verzögern.
Das Timing ist entscheidend. Europa befindet sich noch im Prozess der Dekarbonisierung seines Stromnetzes. Im Jahr 2020 erzeugten Wind- und Solarenergie etwa ein Fünftel des europäischen Stroms. Die Solarenergieerzeugung stieg im Vergleich zu 2019 um 9 % und die Windenergie um 15 %. Trotz des ermutigenden Wachstums des Anteils der Solar- und Windenergie muss sich das Wachstum der erneuerbaren Energien fast verdreifachen, um die europäischen Ziele für 2030 zu erreichen. Einige Studien gehen davon aus, dass im Vergleich zu 2015 eine Steigerung der Stromerzeugung um 2.070 TWh erforderlich ist. Dies entspricht fast dem Vierfachen des gesamten Stromverbrauchs in Deutschland im Jahr 2019. Während 100 % grüner Wasserstoff in der europäischen Wasserstoffstrategie als Endziel angesehen wird, könnte die Verwendung von Strom aus erneuerbaren Energien zur Erzeugung von Wasserstoff, solange das Netz noch nicht vollständig dekarbonisiert ist, ein kontraintuitiver Ansatz für den Einsatz von Ressourcen sein.
Das Volumen bleibt die zentrale Frage. Die Klimadiskussion in Brüssel wurde in der Regel durch Argumente über die Vorzüge von erneuerbaren gegenüber kohlenstoffarmen oder blauem Wasserstoff abgelenkt. In Wirklichkeit müssen wir uns darüber unterhalten, wie wir genügend Wasserstoff produzieren können, um das Energiesystem von den unverminderten fossilen Brennstoffen zu entwöhnen. Unsere politischen Diskussionen werden viel stärker auf die Aufgabe der Dekarbonisierung der Industrie ausgerichtet sein, sobald diese Herausforderung richtig verstanden wird.
Schlussfolgerung
Für Europa erfordert die Dekarbonisierung seiner industriellen Aktivitäten einen ganzheitlichen Ansatz, bei dem die Technologien aus dem Instrumentarium der Dekarbonisierung in der richtigen Phase der Energiewende in dem am besten geeigneten Sektor eingesetzt werden. Der Industriesektor spielt eine entscheidende Rolle bei der Umstellung auf eine klimaneutrale Wirtschaft. Politische Maßnahmen und finanzielle Unterstützung auf Ebene der EU und der Mitgliedstaaten sind erforderlich, damit die Industrie ihren Kohlenstoff-Fußabdruck verringern und in einer globalisierten Welt wettbewerbsfähig bleiben kann.
Das Fit for 55-Paket wurde von der Europäischen Kommission im Juli 2021 veröffentlicht. Es stellt zwar einen wichtigen Schritt zur Schaffung eines Rechtsrahmens für die Erreichung der europäischen Klimaziele dar, doch der Weg zur Dekarbonisierung der Industrie ist lang und voller Unsicherheiten. Die EU-Institutionen und die Mitgliedstaaten müssen sich auf politische Maßnahmen konzentrieren, die auf die Komplexität der Dekarbonisierungsherausforderung zugeschnitten sind, und mit den Akteuren der Industrie zusammenarbeiten, um die gewünschte Emissionssenkung zu erreichen.
Es sollte der richtige politische Rahmen für kohlenstoffarmen Wasserstoff geschaffen werden, um angemessene Investitionsanreize zu bieten. Politische Mechanismen wie Verträge über Kohlenstoffdifferenzen könnten die Entwicklung kohlenstoffarmer industrieller Technologien wie Wasserstoff und CO2-abscheidung und Speicherung unterstützen, um die Dekarbonisierung des europäischen Industriesystems zu beschleunigen.
Durch die Schaffung eines kohärenten politischen Rahmens, die Einrichtung von Finanzierungsmechanismen und die Bereitstellung eines geeigneten Umfelds für Investoren zur Verwirklichung von Dekarbonisierungsprojekten wird Europa in der Lage sein, mehr als drei Millionen Menschen, die in seinen energieintensiven Industrien beschäftigt sind, eine lebensfähige Zukunft zu bieten und ein industrielles Dekarbonisierungsmodell in die Welt zu exportieren.
