Defossilisierung

Eine vollständige Dekarbonisierung der Industrie ist nicht möglich. Erneuerbare Kohlenstoffquellen sind die Alternative zu fossilen Ressourcen.

Heute werden in der Industrie große Mengen fossiler Ressourcen wie Erdöl und Erdgas als Kohlenstoffquelle genutzt. Auch in Zukunft wird die Industrie auf Kohlenstoff, englisch Carbon, nicht verzichten können. Biomasse, Reststoffe und anfallendes CO2 aus anderen Industrieprozessen können klimafreundliche Alternativen sein.

Kohlenstoff ist eines der wichtigsten Elemente in der Industrie. Gebraucht wird er zum Beispiel als Brennstoff, als Rohstoff für die Kunststoffproduktion oder als Hilfsstoff und Legierungselement bei der Stahlherstellung. Noch werden aber vor allem fossile Quellen eingesetzt.

 

Kohlenstoffkreisläufe klimaneutral gestalten

Teilweise ermöglichen neue Technologien, auf Kohlenstoff in den Prozessen zu verzichten. So kann beispielsweise die Erzeugung von Prozesswärme auf Erneuerbare Energien in Form von Strom oder Wasserstoff umgestellt werden. In vielen Fällen, wie der Herstellung von Kunststoffen, ist Kohlenstoff jedoch essenzieller Teil des Produktes oder des Prozesses. Kann Kohlenstoff nicht sinnvoll ersetzt werden, wird zukünftig eine Kombination aus Kreislaufwirtschaft (Circular Economy), Bioökonomie und Weiternutzung (Carbon Capture and Utilization (CCU)) notwendig sein, um die Kohlenstoffkreisläufe zu schließen und klimaneutral zu wirtschaften.

Biomasse – Biogene Kohlenstoffe als Teil klimaneutraler Industrieprozesse

Durch die Nutzung fossiler Kohlenstoffquellen wird CO2 freigesetzt, das über Jahrmillionen unterirdisch gebunden war. Bei Biomasse ist dies nicht der Fall. Pflanzen wie Bäume wachsen innerhalb weniger Jahre und binden dabei CO2 über die Photosynthese. Wird das Holz später als Biomasse genutzt und beispielsweise verbrannt, wird nur so viel CO2 wieder frei, wie die Pflanze während ihres Wachstums aus der Atmosphäre aufgenommen hat. Das CO2 wird also im Kreislauf gehalten. Für eine gute Klimabilanz darf die Biomasse jedoch nur nachhaltig angebaut und genutzt werden: Mitbedacht werden müssen Transportwege, Schutz der Biodiversität sowie mögliche Konkurrenzen in der Flächennutzung. Dazu zählen beispielsweise der Flächenbedarf für den Nahrungsmittelanbau ebenso wie Aufforstung zur langfristigen CO2-Bindung und Gestaltung von Flächen als CO2-Senken. Die Biomasse, die nachhaltig zur Verfügung steht, wird also nicht ausreichen, um den gesamten Kohlenstoffbedarf der Industrie zu decken. Biomasse muss daher gezielt und sparsam eingesetzt werden. Trotzdem ist sie ein wichtiger Bestandteil künftiger, klimaneutraler Prozesse in der Industrie. Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig: Biomasse kann zum Beispiel in der chemischen Industrie als Rohstoff oder in der Zementindustrie als Brennstoff zur Erzeugung der Prozesswärme genutzt werden.

Reststoffe als Kohlenstoffquelle

Reststoffe können in Industrieprozessen als Rohstoff verwendet werden. Dazu sieht das Konzept der Circular Economy vor, Produkte, Werkstoffe, Energien, Ressourcen, aber auch Abfälle und Reststoffe nach ihrer Nutzungsdauer wieder in den Kreislauf zurückzuführen, um sie auf diese Weise so lange wie möglich weiternutzen, wiederverwenden und/oder recyceln zu können. So kann auch Kohlenstoff, der in vielen Produkten und somit in Abfällen steckt, im Kreislauf geführt werden und für neue Produkte genutzt werden – beispielsweise Kunststoffabfälle. Das schont Ressourcen und reduziert häufig Treibhausgasemissionen.

CO2 aus anderen Prozessen weiternutzen

CO2, das in anderen Prozessen entstanden und abgefangen werden konnte, kann Erdöl als Kohlenstoffträger in der chemischen Industrie ersetzen. Allerdings benötigt die Nutzung von CO2, um brauchbare Produkte herzustellen, viel Energie. Dies bedeutet, es muss besonders viel Erneuerbare Energie dafür verfügbar sein. Auf CO2-Nutzung basierende Technologien werden daher nur versuchsweise in der Industrie umgesetzt.

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Dr. Iris Rieth

Projektmanagerin Industrie und Produktion

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1.928 MB 22.12.2021 pdf

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