Mega-Trends ACHEMA 2012 Diese Mega-Trends zur Prozessindustrie sollten Sie kennen

Autor / Redakteur: Anke Geipel-Kern / Matthias Back

Momentan ist viel die Rede von Mega-Trends, wie Globalisierung oder demographischer Wandel. Ganz so groß wollen wir unsere Trendschau nicht aufhängen. Lesen Sie, was die Prozessindustrie zur ACHEMA bewegt.

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Von modularem Anlagenbau bis Operational Excellence - Lesen Sie, was die Prozessindustrie zur ACHEMA bewegt.
Von modularem Anlagenbau bis Operational Excellence - Lesen Sie, was die Prozessindustrie zur ACHEMA bewegt.
(Bild: Fotolia)

Megaanlagen: Die Welt des Anlagenbaus schwankt momentan zwischen den Extremen: In China, Indien und auf der arabischen Halbinsel wachsen World Scale-Anlagen aus dem Boden, und in Europa tüfteln Verfahrenstechniker an Chemie-Containern und modularen Anlagenkonzepten. Hersteller von Bulk-Chemikalien (Commodities) wie Dünger oder Primärkunststoffen, darunter die Folien-Grundmaterialien Polyethylen und Polypropylen zieht es in Regionen mit Rohstoffquellen, wie dem Mittleren Osten, wo gerade riesige integrierte Chemiekomplexe entstehen. Beispiel Saudi-Arabien, Standort Jubail. Hier stampft Dow in einem Joint-Venture mit Saudi-Aramco für 20 Milliarden US-Dollar eine Fabrik aus dem Wüstensand, die ab 2016 jährlich drei Millionen Tonnen Chemieprodukte ausspucken soll.

Modulaler Anlagenbau: Größer, höher, weiter ist die Devise im Großanlagenbau, der sich mehr und mehr in die Emerging Markets verlagert. Schneller, billiger und flexibler dagegen lauten die Stichworte, wenn von der Fein- und Spezialchemie die Rede ist. Ob modularer Anlagenbau und Chemie-Container wirklich das Heil bringen, wird die Zukunft zeigen müssen. Momentan beschäftigt sich jedenfalls alles was in der Branche Rang und Namen hat mit Ideen, die die deutsche und europäische Chemie auf Vordermann bringen sollen. All das läuft unter dem Stichwort 50-Prozent-Idee und verbindet Projekte wie F3 Copiride oder den Evotrainer von Evonik.

Die digitale Anlage: Eine andere Facette der 50-Prozent-Idee ist die digitale Anlage. Dr. Jürgen S. Kussi, Head of Plant Layout and Piping bei Bayer Technology Services ist jedenfalls überzeugt davon, dass damit ein Turbo gezündet wird, der die Projektierungzeit von der Idee bis zur fertigen Anlage um die Hälfte verkürzt. Trendsetter ist hier der Chemieriese BASF, der 2010 ein ambitioniertes Projekt mit dem sprechenden Namen Digital Plant @ BASF2020 gestartet hat. Das Ziel dahinter: Für jede reale Anlage soll auch eine digitale Anlage existieren. Bis es soweit ist, müssen noch ein paar Hausaufgaben gemacht werden: Nötig sind Standards und objektorientierte integrierte CAE-Systeme, die werkzeug- und gewerkeübergreifend 2D- und 3D-Planung vernetzen. Außerdem: Software, die es möglich macht, auf der Basis der Planungsdaten Anlagen in Betrieb zu nehmen und Instand zu halten.

Prozessanalysentechnik: Der PAT-Klassiker NIR ist mittlerweile Standard in der Chemie – Beispiel die NIR-Sonde in Kolonnensumpf der Destillationsanlage. Aber jetzt reüssiert PAT unter dem Schlagwort wissensbasierte Produktion und soll nicht nur Licht in das Geschehen im Reaktor bringen, sondern auch helfen, Anlagen „hart am Wind“, also im verfahrenstechnischen – und wirtschaftlichen – Optimum zu fahren. Außerdem gilt es für eine wirklich vorausschauende Fahrweise, Daten „prozesswarm“ zu analysieren und in einen Regelkreis einzuspeisen, der wiederum das Prozessleitsystem füttert.

Prozessintensivierung: Experten können trefflich darüber streiten, ob Prozessintensivierung neu ist oder lediglich alter Wein in neuen Schläuchen. Fakt ist jedenfalls, dass in den letzten Jahren clevere Apparate entwickelt wurden, die verfahrenstechnische Grundoperationen wie beispielweise Mischen und Trennen kombinieren. Am bekanntesten ist die Reaktivdestillation, die unter dem Stichwort Prozessintegration firmiert. Aber Prozessintensivierung ist weit mehr als hybride Maschinen, es geht darum, Wärme- und Stoffaustausch zu verbessern und auf diese Weise neue Prozessfenster zu öffnen und Produkte mit neuen z.B. nanoskaligen Eigenschaften zu entwickeln, wie Dr. Volker Hessel, Direktor des IMM und Mitstreiter beim Copiride-Projekt, erläutert.

Energieeffiziente Verfahren: Der Betrieb einer Chlor-Alkali-Elektrolyse verschlingt so viel Energie wie eine Kleinstadt und bei der Produktion mancher Basischemikalien liegt der Anteil der Energiekosten bei 60 Prozent. Allein diese Zahlen verdeutlichen den Hebel, der in energieffizienteren Verfahren steckt. Allerdings gibt es kaum noch kleine Stellschrauben, da viele Verfahren technisch bereits ausgereizt sind. BASF-Vorstand Dr. Harald Schwager bestätigte das kürzlich im PROCESS-Interview: „Ehrlich gesagt, vieles von dem, was technisch machbar ist, haben wir an den BASF-Standorten bereits umgesetzt.“ Deshalb ist das Thema Energieeffizienz jetzt zur Chefsache avanciert und eine strategische Angelegenheit geworden. So nimmt beispielsweise die Bedeutung von Synergien zwischen Produktionsbetrieben an den Standorten zu und auch Chemieparks mit ihren zentralen Infrastruktureinrichtungen werden noch wichtiger. Mittlerweile hat auch die Namur Energieeffizienz als Querschnittsthema definiert und der VDMA macht Dampf mit seiner Blue Competence-Initiative.

CO2-Fußabdruck: Wann auch in der Prozessindustrie der Anlagenbauer bereits bei der Ausschreibung abschätzen muss, mit welchen Klimagas-Emissionen er rechnet, steht noch in den Sternen. Doch der Carbon Footprint treibt auch hier die Verantwortlichen um. Das bezeugen z.B Projekte bei Bayer. Der Konzern untersucht 100 Anlagen weltweit mithilfe des Climate Check. Der Clou dabei: Erstmals bewerten die Experten den gesamten Produktionsprozess inklusive aller Vorprodukte und Energien. Der Climate Check verbindet zwei Elemente, den Climate Footprint, der die klimarelevanten Auswirkungen bei der Herstellung eines Produktes aufzeigt, und den Energie-Effizienz-Check, der das Reduktionspotenzial ermittelt. Auf der ACHEMA wird auch Veolia, Anlagenbauer für Wasseranlagen eine Methode vorstellen, um den Carbon Footprint von Wasseraufbereitungsanlagen zu bestimmen.

Ressourceneffizienz: „Deutschland ist führend in der Entwicklung hochwertiger Technologien im Bereich Ressourceneffizienz“, sagte kürzlich Dr. Thomas Bieringer, Geschäftsführer von Invite im Interview. Aber wie sieht Ressourceneffizienz in der Prozessindustrie aus? Die seit der Energiewende meist diskutierte Ressource ist zweifellos Energie, die gerade für die Chemiebranche von großer Bedeutung ist. Aber es geht auch darum, Rohstoffe zu schonen, gleich ob nachwachsende oder fossile. Wie man Ressourceneffizienz auf die Produktion von Automatisierungskomponenten herunterbrechen kann, zeigen etwa Anbieter wie Wago oder Gemü, die das Nachhaltigkeitsprinzip in ihre Unternehmensphilophie integriert haben.

OPEX: Nichts ist so beständig, wie der Wandel – das ist die Kernaussage der Operational Excellence Initiativen in der Chemie- und Pharmaindustrie. Explodierende Rohstoff- und Energiekosten, ein internationales Wettbewerberfeld, das immer enger zusammenrückt und die prosperierenden Asiaten – die Gründe für derlei Aktivitäten sind bekannt. Deshalb streben wie Evonik, Clariant, Merck oder Roche fast alle Branchengroßen nach Operational Excellence und verfolgen dabei das Ziel, Spitzenpositionen zu erobern oder zu halten. Ansatzmöglichkeiten gibt es viele: Energieeffizienz und Kapazitätsengpässe sind ebenso Dauerbrenner wie der Wunsch nach hoher Anlagenverfügbarkeit oder die Idee, Verfahrensschritte zu verschmelzen und dadurch Prozesse zu intensivieren.

Rohstoffwandel: Erdöl, Kohle, Erdgas oder Biomasse – die Diskussion, um den künftigen Rohstoffmix der Chemie hat gerade begonnen. „Mittelfristig wird sich die Basis von Erdöl auf Erdgas verbreitern“, prognostiziert Prof. Dr. Michael Röper, bei der BASF für Science Relation und Innovationsmanagement verantwortlich. Aber auch Biomasse wird wichtiger, ein Trend von dem vor allem die Anlagenbauer profitieren. Denn bisher ist Synthesegas das wichtigste Intermediat, wenn es um die nachwachsende Rohstoffe als Chemierohstoff geht. Dass aber auch Hybridverfahren, die Biotechnologie und chemische Synthese kombinieren, im Kommen sind, zeigt das Beispiel Polybutylensuccinat. Gerade erst hat der Anlagenbauer Uhde Inventa-Fischer ein Verfahren zur Produktion des Biopolymers Polybutylensuccinat (PBS) vorgestellt, das durch kontinuierliche Polykondensation von Bernsteinsäure und Butandiol hergestellt wird. Ein Pilotprojekt startet demnächst in Leuna.

* Die Autorin ist Redakteurin der PROCESS. E-Mail-Kontakt: anke.geipel-kern@vogel.de

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