CO2 in industriellen Prozessen vermeiden

Kolumne von christof drexel, 19.10.2021

Die Industriesektoren eines Landes stossen jährlich enorme Mengen an Treibhausgasen aus.

Ein Faktor: Prozesswärme. Viele industrielle Prozesse brauchen hohe Temperaturen

Im Gegensatz zur Raumwärme, mit der wir unsere Gebäude beheizen, wird Prozesswärme für verschiedene, vorwiegend industrielle Prozesse benötigt. Etwa um Rohstoffe zu schmelzen (z.B. für Metall-, Glas- und Keramikerzeugnisse), um Oberflächen zu veredeln (z.B. Galvanik, Emaille), um Produkte zu trocknen (z.B. Papier), für verschiedenste Wasch- und Reinigungsvorgänge oder auch um Lebensmittel zuzubereiten.

Wie viel Energie fliesst in Prozesswärme?

In der Schweiz liegt der Wärmebedarf für industrielle Prozesse bei 24 Terawattstunden (TWh), was mit einer Treibhausgasemission von rund 5 Millionen Tonnen CO2 verbunden ist (Quelle: Wärme Initiative Schweiz). Das ergibt einen Pro-Kopf-Wert von 0,6 Tonnen pro Jahr, was im europäischen Vergleich deutlich unterdurchschnittlich ist. Der Grund dafür liegt darin, dass der Anteil der emissionsintensiven Rohstoffindustrie (wie etwa Stahl, Chemie) in der Schweiz gering ist. Dennoch, auch diese 5 Millionen Tonnen CO2 wollen eingespart werden.

Wie kann man hier CO2-Emissionen reduzieren?

Welche der Dekarbonisierungsoptionen gewählt werden kann, hängt vom erforderlichen Temperaturniveau ab: Für das Schmelzen von Rohstoffen sind hohe Temperaturen (bis zu 1’500 °C) erforderlich, zum Waschen und für manche Veredelungsprozesse (wie etwa das Galvanisieren) reichen Temperaturen von unter 100 °C.

Auf die Temperatur kommt es an

Je niedriger die erforderliche Temperatur, umso leichter und somit ökonomischer kann die Wärme ohne fossile Energien bereitgestellt werden: Für niedrige Temperaturen unter 100 °C sind Grosswärmepumpen in der Regel schon heute mit der Wärme aus fossilem Gas konkurrenzfähig.

Meist steht in den Industriebetrieben Abwärme zur Verfügung, die kostengünstig genutzt werden kann. Das ermöglicht eine hohe Effizienz der Wärmepumpe und somit einen im Vergleich zum Erdgas günstigeren Energiepreis. Die jährliche Einsparung ist meist grösser als die zusätzlichen Kapitalkosten für die Wärmepumpe. So richtig emissionsfrei arbeitet das System natürlich erst bei Verwendung von elektrischer Energie aus Erneuerbaren.

Für den mittleren Temperaturbereich – etwa für industrielle Backöfen oder Trocknungsprozesse in der Papierindustrie – kommt oft ein Wärmeträgermedium (Thermoöl, Heissdampf) zum Einsatz. Für die Erwärmung dieser Medien ist i.d.R. ein Gasbrenner installiert, der durch eine Holzfeuerungsanlage ersetzt werden könnte. Die Wirtschaftlichkeit hängt in hohem Masse vom Gaspreis ab und ist im Einzelfall zu ermitteln.

Für die Bereitstellung von hohen Temperaturen (> 500 °C) muss in der Regel ein Gas verbrannt werden. Und zwar grünes Gas, zukünftig jedenfalls. Das ist noch mit Abstand die teuerste Alternative, der wirtschaftliche Einsatz scheint im grossen Stil aus heutiger Sicht frühestens bei einer CO2-Abgabe von 200 CHF pro Tonne möglich.

Lassen sich industrielle Prozesse dekarbonisieren?

Auch industrielle Prozesse lassen sich dekarbonisieren. Bei einem erstaunlich grossen Teil davon könnte dies bereits heute geschehen – wirtschaftlich vertretbar oder sogar profitabel.

Porträt von Christof Drexel
Buchautor und Referent Christof Drexel ist Experte für Fragen rund um die Energiezukunft und deren nachhaltige Erreichung

TIPP: Interessanter Beitrag von SRF in der Sendung Einstein: «CO2-Wunder Island – Was wir vom Klima-Weltwunder lernen können».

Hier erfahren Zuschauer*innen, wie Island mittels enormer Hitze aus der Erde all ihre Haushalte heizt oder auch Aluminium herstellt. Dieses Verfahren ist überall auf der Erde extrem energieintensiv und alles andere als ökologisch – auch in Island ist es umstritten, weil für die Herstellung Wasserkraftwerke gebaut werden und die einmalige Landschaft verändern. Wie alles im Leben hat also auch dies ehrlicherweise zwei Seiten.

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