Grüne Transformation Technologieführer in Sachen Nachhaltigkeit: Europa hat die Nase vorn

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China hat sich bereits die Führungsrolle in der Solarenergie und der E-Mobilität gesichert. US-Präsident Joe Biden will Milliarden in ein klimaneutrales Amerika investieren. Mit dem Green Deal hat die EU schon kräftig vorgelegt. Doch kann die europäische Chemie­industrie das Rennen um die grüne Technologieführerschaft schlussendlich gewinnen?

Auf die Zielmarke von 1,5 °C haben sich 195 Staaten am 12. Dezember 2015 im Pariser Klimaabkommen festgelegt. Ein Wert, der von der Indus­trie den Einsatz klimaneutraler Technologien erfordert. Um das zu schaffen, braucht die Chemie neue Verfahren und Rohstoffquellen. Gleichzeitig müssen energieintensive Industrien, etwa die Stahlbranche, ihre Emissionen verringern. Genau hier setzt das vom BMBF geförderte Projekt Carbon2Chem an. Industrie und Wissenschaft suchen einen Weg, Abgase aus Hochöfen für die Produktion von Kunststoffen, Kraftstoffen oder auch Düngemitteln zu nutzen.

Schon ein Jahr nach Paris, am 2. November 2016 machten die Projektpartner Ernst: Der Thyssenkrupp-Vorstand und Vertreter der Politik setzen den ersten Spatenstich für das Carbon2Chem-Technikum direkt neben dem Werksgelände von Thyssenkrupp Steel Europe in Duisburg. Hier sollte sich das Konzept unter realen Bedingungen beweisen.

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Nur sechs Tage später, am 8. November 2016, wählten die Amerikaner Donald Trump zum 45. Präsidenten der Vereinigten Staaten von Amerika und stellten damit die Weichen in eine ganz andere Richtung. Am 1. Juni 2017 stieg Trump aus dem Pariser Klimaabkommen aus und strich die Ausgaben für Forschung und Entwicklung in der amerikanischen Chemieindustrie zusammen, wie der Jahresbericht 2020 des American Chemistry Council zeigt. Das bedeutete einen herben Rückschlag für die Entwicklung klimafreundlicher Technologien in den USA.

USA zurück in der Klimapolitik

Mit der Wahl von Joe Biden zum neuen Präsidenten der USA kündigt sich eine Kehrtwende in der amerikanischen Klimapolitik an. Seine ehrgeizigen Ziele will er mit einem milliardenschweren Investitionsprogramm realisieren. Sie umfassen im Kern:

• Netto-Null-Emissionen bis 2025,

• sauberer Strom bis 2035,

• Ausbau der E-Mobilität,

• höhere Ausgaben in Forschung und Entwicklung sowie Weiterbildung,

• Modernisierung der Infrastruktur.

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Ob MP3, Transrapid oder Lithium-Ionen-Batterien – Deutschland und Europa erzielen große Fortschritte in der Forschung und Entwicklung. Die Wertschöpfung findet oft woanders statt. Droht mit dem Biden-Programm dieses Schicksal nun auch den nachhaltigen Technologien der europäischen Chemieindustrie? „Ja, das ist ein ambitioniertes Programm, aber ich glaube nicht, dass Europa in der Breite seiner Initiativen zur Umsetzung der Klimapolitik binnen drei bis fünf Jahren von den USA überholt wird“, ist sich Helmut Knauthe sicher. Der Maschinenbau-Ingenieur verantwortet seit 2013 den Bereich Technology, Innovation & Sustainability von Thyssenkrupp Industrial Solutions.

Auf die Frage, wie er da so sicher sein kann, hat Knauthe eine klare Antwort: „Wenn die Biden-Regierung ein solches nationales Programm wieder aufleben lassen will, werden die USA auch die notwendige Forschungsinfrastruktur erweitern und aufbauen müssen. Also zum Beispiel die Projektträger mit entsprechendem Personal und Ausstattung. Selbst wenn sie das etwas schneller und unbürokratischer schaffen sollten, geht wertvolle Zeit ins Land“, betont Knauthe. Gleiches gelte für die aus diesen Arbeiten und Forschungsinitiativen entstehenden Test- bzw. semi-industriellen Anlagen. Es bleibe abzuwarten, wie im Detail die Treibhausgasemissionen bis 2030 in den verschiedenen Sektoren reduziert werden sollen.

Die US-Unternehmen könnten natürlich auf nationale und internationale Technologieangebote am Markt zurückgreifen. Welche Auswirkung und Rolle dabei das aktualisierte „buy-American-Gesetz“ und das ebenfalls neu eingerichtete „Made in American Office“ in der Zusammenarbeit von Industrie und Forschung habe, sei derzeit schwer abschätzbar, so Knauthe.

Es ist also ein Frage der Zeit. Sicherlich hilft das Investitionsprogramm der amerikanischen Volkswirtschaft. Nicht zuletzt hat Biden seinen Wahlkampf mit dem Versprechen geführt, sein Investitionsprogramm werde viele neue Arbeitsplätze schaffen. Doch im internationalen Forschungswettbewerb komme es allerdings etwas spät, urteilt Knauthe. „Im Vergleich zu den bereits lang laufenden Forschungsinitiativen wie „Horizon 2020“ der EU und seinem Nachfolger „Horizon Europe“ oder die Kopernikus-Projekte und Carbon2Chem in Deutschland sieht man einen Rückstand.“

Wo hat Europa technisch momentan die Nase vorn?

Viele grüne Verfahren sind bereits heute verfügbar. Die Arbeitsgemeinschaft Großanlagenbau des VDMA benennt in ihren Jahresbericht 2020/2021 beispielsweise Anlagen zur CO₂-freien Stromerzeugung, Rauchgasreinigungssysteme, Recyclinganlagen und Technologien für die Herstellung synthetischer Kraftstoffe. Als Lieferant von Elektrolyseuren und Gesamtanlagen zur Erzeugung von Wasserstoff kommt dem Großanlagenbau laut VDMA außerdem eine wichtige Rolle für eine nachhaltige Energiewirtschaft zu. Ähnlich sieht das auch Thyssenkrupp-Experte Knauthe: „Im Vergleich mit den USA sind wir Europäer vor allem in den neuen Wasserstoff-Technologien gut unterwegs und vorn dabei. Hier stehen viele europäische Unternehmen im Wettbewerb, etwa ITM Linde Electrolysis, Siemens mit dem PEM-Elektrolyseur, und natürlich sind wir zusammen mit unserem Partner De Nora in diesem Bereich sehr aktiv.“

Doch nicht nur Europa setzt für eine klimaneutrale Zukunft auf grünen Wasserstoff. Anfang diesen Jahres benannte Chinas Regierungsbericht Wasserstoff als wichtige, förderungswürdige Schlüsselindustrie. Und die Zentralregierung lässt einem Bericht des MM Maschinenmarkts zufolge auch Taten folgen: Ein Subventions-Programm stellt rund 220 Millionen Euro für jeden City-Cluster in der Volksrepublik zur Verfügung, der sich an einem vierjährigen Pilotprojekt zur Förderung der heimischen Brennstoffzellen-Industrie beteiligt. Ein Programm mit Symbolwirkung. Innerhalb kürzester Zeit haben viele Städte ihre Anträge eingereicht. Darüber hinaus haben viele Provinzregierungen in China angekündigt, eigene Wasserstoff-Lieferketten aufzubauen – unabhängig, ob sie die Förderung erhalten oder nicht. Dies bleibe nicht bei der Mobilität stehen, sondern wirke auch auf andere Bereiche, etwa der chemischen Industrie, so der Bericht.

Die Chemieindustrie muss aber nicht nur ihren hohen Energieverbrauch auf klimaneutrale Ressourcen und Verfahren umstellen. Sie braucht auch Rohstoffe, die nicht mehr aus dem Bohrloch stammen. Neben der Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen hat Deutschland große Fortschritte gemacht, CO₂ aus Industrieabgasen für die Herstellung von Kunststoffen, Energieträgern oder Düngemittel zu nutzen. Das Carbon2Chem-Projekt etwa ging Ende letzten Jahres in die zweite Förderphase. Ziel ist es, die entwickelten Verfahren nun in den Industriemaßstab zu überführen. Dafür stellt das BMBF bis 2024 weitere 75 Millionen Euro bereit.

Auch Covestro will das Klimagas künftig als Rohstoff nutzen: Zusammen mit Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion und der RWTH Aachen hat der Chemiekonzern einen Weg gefunden, mithilfe chemischer Katalysatoren Reaktionen zwischen CO₂ und einem herkömmlichen Rohstoff anzutreiben. Das dabei entstehende sogenannte Polyol wurde von Covestro unter dem Produktnamen Cardyon zur Marktreife gebracht. Sollte dennoch CO₂ aus heimischen Schornsteinen ungenutzt bleiben, können energieintensive Unternehmen wie die Stahl- oder Zementwerke sich künftig vielleicht an Norwegen wenden: Im Rahmen des Projekts „Longship“ wollen die Skandinavier CO₂ aus Indus­triegasen abscheiden und unterirdisch speichern. Sie nutzen hierfür über 20 Jahre Erfahrung in der CO₂-Speicherung in der Nordsee.

Aus CO₂ werden Polymere

Deutsche Chemiker für den Europäischen Erfinderpreis nominiert

Was kann Europas Chemie jetzt noch aufhalten?

Sollte die Chemieindustrie Amerikas den neu eingeschlagenen Weg der Nationally Determined Contribution zügig beschreiten, steht sie nach Einschätzung von Helmut Knauthe vor einer inten­siven F&E-Herausforderung, um geeignete Lösungen national zu entwickeln. Doch auch Europa ist noch nicht am Ziel. Der Weg ist noch lang und steinig. „Es kommt darauf an, dass Europa sein Tempo durchhalten kann“, mahnt Knauthe. Am Ende wird es eine Frage des Geldes sein. In dem Maß, wie die EU die Klimaziele anzieht, nimmt der Verteilungswettbewerb der Fördermittel Fahrt auf. Bleibt zu hoffen, dass dann die Chemieindustrie ihren Anteil auch in Zukunft erhalten wird. Und konkret in Deutschland? „Die langjährig angelegten Pläne müssen konsequent umgesetzt werden“, fordert Helmut Knauthe. „Nehmen wir nur das Carbon2Chem-Projekt. Wenn das bis zum Ende fortgeführt und gefördert wird, haben wir über acht Jahre Erkenntnisse über die Abscheidung, Aufbereitung und Nutzung von CO₂ aus Hüttengas gewonnen. Ein Zeitrahmen, der auch gut mit den gesetzten Klimazielen zusammenpasst.“

Dann muss die Industrie aber auch die neuen, ressourcenschonenden Verfahren anwenden. Was nur passieren wird, wenn es sich für die Chemieunternehmen in Deutschland und Europa rechnet. Ein Blick in das Maßnahmenpaket der EU „Fit for 55“ zeigt, dass CO₂-Emissionen jedoch teurer werden müssen. Droht nun Carbon Leakage? Aktuell soll dies die kostenlose Vergabe von Zertifikaten im Rahmen des Emissionshandelssystems verhindern. Dieses System ist jedoch wenig wirksam und setzt auch keine Anreize für Investitionen in grüne Technologien in In- und Ausland.

Im Rahmen des Kopernikus-Projektes Ariadne gingen Forscher der Frage nach, wie sich die EU vor dem Abwandern der Industrie durch höhere CO₂-Preise schützen kann. Zwei Maßnahmen standen zur Diskussion: ein Grenzausgleich oder eine Verbraucherabgabe.

Ein Grenzausgleich im engeren Sinne würde Importe mit einer CO₂-Steuer belegen oder diese in den bestehenden Emissionshandel einbeziehen. Eine Verbraucherabgabe würde vom Verbraucher gezahlt und ergibt sich aus dem CO₂-Gehalt des Endprodukts, ist aber schwer steuerbar. Die Wahl des Mittels halten die Forscher für richtungsweisend. In der Verbrauchsabgabe sehen sie eine Absicherung nach innen, verbunden mit einem hohen Risiko hinsichtlich Wohlfahrt und Lebensstandard der EU-Bürger. Der Grenzausgleich wiederum könnte Konflikte mit Handelspartnern wie den USA oder China nach sich ziehen, wirke jedoch auf einen international abgestimmten Klimaschutz hin, so die Forscher. Trotz dieser Einwände hat sich die Europäische Kommission kürzlich für einen Grenzausgleich ausgesprochen.

Fazit: Nach einer Legislatur, die sich dem Kampf gegen den Klimawandel entzogen hatte, melden sich nun die USA mit ambitionierten Zielen und geplanten Investitionen in Milliardenhöhe in der Klimapolitik zurück. Auch die Pläne aus dem Reich der Mitte werden immer konkreter. Aktuell führt Europa das Feld vor allem in der Wasserstoff-Technologie sowie der CO₂-Abscheidung und -Speicherung sowie dessen Nutzung an. Wenn Europa diesen Vorsprung nicht an China oder die USA verlieren will, muss die Politik in den Forschungsprogrammen einen langen Atem beweisen und gleichzeitig ein Wettbewerbsumfeld schaffen, in dem sich diese klimafreundlichen Verfahren und Technologien durchsetzen können.

* Die Autorin arbeitet als Fachredakteurin „Management“ für die Vogel Communications Group.

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