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Minimierung von Treibhausgasen

Wo steht die deutsche Chemie in Sachen Einsparung von Treibhausgasen?

| Autor/ Redakteur: Anke Geipel-Kern / Anke Geipel-Kern

PROCESS hat sich in den Unternehmen umgehört und festgestellt, dass die Branche ihre Selbstverpflichtung sehr ernst nimmt und mittlerweile zahlreiche Projekte aufgesetzt hat.

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67 Meter ragen die Schornsteine der Gas- und Dampfturbinen-Anlage der BASF in den Himmel. Solche Kraftwerkskonzepte spielen für die gesamte Branche eine wichtige Rolle, wenn es um die Reduktion von CO2-Emmissionen geht. Bild: BASF
67 Meter ragen die Schornsteine der Gas- und Dampfturbinen-Anlage der BASF in den Himmel. Solche Kraftwerkskonzepte spielen für die gesamte Branche eine wichtige Rolle, wenn es um die Reduktion von CO2-Emmissionen geht. Bild: BASF
( Archiv: Vogel Business Media )

Als Umweltverschmutzer hat die Chemieindustrie in den letzten Jahrzehnten oft genug Prügel bezogen, selten hingegen befinden sich BASF, Bayer und Co. in der Rolle des Musterknaben.

Aber das ändert sich gerade: In Sachen Klimawandel und Minimierung von Treibhausgasen hat die Branche nämlich im internationalen Vergleich eine Vorreiterrolle übernommen. Und dass nicht erst, seit Europa im Kyotoprotokoll der Staatengemeinschaft vorangeprescht ist und sich verpflichtet hat, den eigenen Kohlendioxid-Ausstoß bis zum Jahr 2012 gegenüber 1990 um acht Prozent zu mindern – Deutschland übrigens um 21 Prozent.

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Schon 1996 verkündete der Verband der Chemischen Industrie, den Ausstoß des klimaschädlichen Gases bis 2005 um mindestens 30 Prozent gegenüber 1990 reduzieren zu wollen und erreichte dieses Ziel bereits im Jahr 2000. Trotzdem treiben die Folgen der globalen Erwärmung die Vorstände deutscher Chemieunternehmen weiter um, und selbst gestandene Konzernlenker wie Bayer-Chef Werner Wenning üben sich angesichts schmelzender Polkappen und zurückweichender Alpengletscher in Selbstkritik „Wir sind uns bewusst, dass wir ein Emittent von Treibhausgasen sind“, sagte er, als der Konzern Ende letzten Jahres sein neues Klimaprogramm vorstellte und er gemeinsam mit seinem Vorstandskollegen Wolfgang Plischke die Ziele für die nächsten Jahre erläuterte.

Investition für Klimaschutz

Immerhin eine Milliarde Euro will Bayer bis zum Jahr 2010 investieren, um den Klimaschutz konzernintern weiterzuentwickeln und entsprechende Projekte voranzutreiben. Die Leverkusener liegen damit voll im Trend. Laut der jüngsten PriceWaterhouseCoopers-Umfrage „11th Annual Global CEO Survey 2008“ nimmt über die Hälfte der Chemievorstände Geld in die Hand, um die mit dem Klimawandel verbundenen Chancen und Risiken in den Griff zu bekommen.

Mittlerweile leugnen selbst chronische Optimisten nicht mehr, dass die Erderwärmung hausgemacht ist. Auch wenn das IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) in seinem jüngsten Beticht die Lage mit typisch wissenschaftlicher Vorsicht umschreibt: „Dass die globale Erwärmung in den letzten fünfzig Jahren natürlich ist, ist sehr unwahrscheinlich. Im Kyotoprotokoll sind die Übeltäter aufgelistet: Kohlendioxid, Methan, Lachgas, teilhalogenierte und perfluorierte Fluorkohlenwasserstoffe und Schwefelhexafluorid. Als relevant für die Chemie gelten allerdings lediglich Lachgas und Kohlendioxid, da der Ausstoß der anderen Gase laut VCI-Statement bereits auf ein Minimum reduziert ist.“

Wo lauern die Übeltäter?

Wer den Treibhausgasen den Kampf angesagt hat, muss zunächst erst einmal wissen, wo die Klimaschädlinge im Unternehmen überhaupt entstehen. Quellen gibt es jedenfalls mehr als genug. Emmisionsherde Nummer 1 in der Chemie und Petrochemie sind die verfahrenstechnischen Prozesse und die Energieerzeugung.

Aber bei genauerem Hinsehen entpuppen sich Geschäftsreisen als mindestens ebenso klimarelevant wie der Fuhrpark mit PS-starken Autos. Ein Flieger von Frankfurt nach Washington pustet pro Passagier über 2000 Kilogramm Kohlendioxid in die Atmosphäre. So kann schon eine Videokonferenz ein echter Beitrag zum Klimaschutz sein.

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CO2-Bilanz

Die BASF hat kürzlich ihre erste CO2-Bilanz vorgestellt, die nicht nur die Emissionen aus der Produktion erfasst, sondern zugleich die Emissionen aus der Rohstoffversorgung und den Vorprodukten sowie die Entsorgung aller Produkte mit einbezieht. „Darüber hinaus haben wir die Lebenswege von 90 repräsentativen Produkten untersucht, durch deren Einsatz in Endprodukten der Ausstoß von CO2-Emissionen deutlich verringert wird“, erklärt Ernst Schwanhold, Leiter des Kompetenzzentrums Umwelt, Sicherheit und Energie der BASF SE.

In eine ähnliche Richtung zielt der Climate Check von Bayer, der ebenfalls die Vorkette der Produktion, also Rohstoffe, Energie und Logistik in die Bewertung integriert und aus dem konkrete Handlungsanweisungen abgeleitet werden sollen. In den kommenden Jahren sollen so 100 Anlagen an den weltweiten Standorten auf Energieeffizienz und Treibhausgasemissionspotenzial hin untersucht werden.

Erste Ergebnisse

„Erste Ergebnisse belegen, dass hiermit – trotz des bereits hohen technischen Standes – Emissionsminderungen von fünf bis zehn Prozent möglich sind“, erläutert Dr. Wolfgang Große Entrup, Leiter des Konzernbereichs Umwelt bei Bayer.

Einsparpotenziale identifizieren zurzeit auch Süd-Chemie und Merck. Der Münchner Katalysatorspezialist Süd-Chemie ist gerade dabei, die zum ersten Mal in 2007 von allen weltweiten Standorten erhobenen Daten zur Kohlendioxid-Emmission auszuwerten. „Die erstmalige Erstellung dieses CO2-Footprints ist die Voraussetzung für die Planung gezielter weiterer Maßnahmen“, erklärt ein Konzernsprecher. Dem Klimaschutz zugute kommt auch die Zertifizierung nach der Ökoauditverordnung, die Süd-Chemie an den Standorten Heufeld, Moosburg und Gammelsdorf durchführt.

Projekt mit Energiespareffekt

An einem Klimaschutzkonzept arbeitet derzeit auch der Darmstädter Chemie- und Pharmakonzern Merck. Auch wenn die Herstellung der Spezialitäten in den kleinvolumigen Vielzweckanlagen nicht so energieintensiv ist, wie etwa die Herstellung einer Grundchemikalie im Megatonnenbereich. „An den Hauptstandorten wurde im Vorgriff ein Energiesparprojekt mit dem Ziel einer Senkung des Energieverbrauches um fünf bzw. zehn Prozent gestartet“, berichtet Stephan Sawallich, bei Merck verantwortlich für die Energieversorgung und Bereitstellung technischer Medien für das Werk Darmstadt.

Wacker Chemie betreibt Produktivitätssteigerungsprogramme, bei denen die Senkung des spezifischen Energieverbrauches (Verhältnis Energieeinsatz pro Produktionseinheit) ein wesentliches Element ist. Für den Standort Burghausen ist beabsichtigt, den spezifischen Energieverbrauch bis Ende 2009 um 10 Prozent zu reduzieren. „Damit werden auch unsere spezifischen CO2-Emissionen gesenkt“, betont Dr. Klaus Blum, Vice President Chemical Services und Konzernkoordinator Responsible Care bei Wacker Chemie.

Konkrete Zielvorgaben

Konkrete Ziele gibt es in der Zwischenzeit bei Bayer und der BASF. Wobei Bayer die Vorgaben auf die Teilkonzerne herunterbricht und dadurch den unterschiedlichen Produktionsprozessen Rechnung getragen wird. Bayer MaterialScience mit den energieintensiven World-Scale-Anlagen zur Kunststoffherstellung hat sich verpflichtet, von 2005 bis 2020 die spezifischen Treibhausgasemissionen (Tonne Treibhausgasemission pro Tonne Vergleichsgewicht) um 25 Prozent zu senken. Bayer Crop-Science wird die absoluten Werte im gleichen Zeitraum um 15 Prozent verringern und Bayer HealthCare um fünf Prozent.

Bei der BASF hingegen verfolgt man Ziele konzernweit und hat laut Schwanhold die erste Etappe, nämlich eine Senkung der spezifischen Emissionen um zehn Prozent, bereits im letzten Jahr erreicht. Bis zum Jahr 2020 soll der Ausstoß klimarelevanter Gase, darunter auch Lachgas, pro Tonne Verkaufsprodukt um ein Viertel sinken, bezogen auf das Jahr 2002.

Gründe für den Öko-Kurs gibt es mehr als ausreichend: Die erdölbasierte Produktion von Chemikalien ist eine energieintensive Angelegenheit und Energie sparen schon aus Kostengründen ein Faktor, der gerade bei der Herstellung von Basischemikalien wettbewerbsentscheidend sein kann. Schließlich geht laut Daten der Cefic (European Chemical Industry Council) immerhin 30 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs auf das Konto von Chemie und Petrochemie, wobei sich mehr als die Hälfte dieser Energie im Rohstoff Erdöl verbirgt.

Allein in Deutschland schluckt die Chemie zehn Prozent der erzeugten Energie und hat damit den höchsten Energieverbrauch aller Industriezweige. Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit Gas- und Dampfturbinen zur Erzeugung von Prozessdampf und Energie sind daher die Technik der Wahl, um die spezifischen Energiekosten und damit die C02-Emmision pro Produktionseinheit zu senken. „Die Kraftwärmekopplung benötigt erheblich weniger Primärenergie und erzeugt damit auch weniger CO2-Emissionen als die getrennte Erzeugung der gleichen Mengen Strom und Wärme“, erklärt Dr. Klaus Blum, Vice President Chemical Services und Konzernkoordinator Responsible Care bei Wacker Chemie. Auch die Umstellung des Brennstoffs birgt viel Potenzial. „Wir konnten durch den Brennstoffwechsel von Kohle auf Erdgas, den wir Mitte 2002 abgeschlossen hatten, unseren Kohlendioxid-Ausstoß um den Faktor zwei senken“, präzisiert Sawalich. Auch Wasserkraft ist nutzbar. Wacker Chemie besitzt am Standort Burghausen ein eigenes Wasserkraftwerk, das rund 16 Prozent des am Standort benötigten Strombedarfes erzeugt.

Auch Energie – etwa in Form von Wärme oder Dampf – ungenutzt in die Umwelt zu pusten, leistet sich heute keiner mehr, selbst wenn nicht alle Verbundsysteme so gigantisch sind wie die der BASF in Ludwigshafen.

Zerfikatehandel in der Kritik

Angesichts der beträchtlichen Investitionen in die eigene Energieversorgung ärgert sich die Branche über die derzeitige Diskussion um den Zertifikatehandel in der EU gleich doppelt, steht sie doch gleich von zwei Seiten unter Druck: Als Abnehmer und als Erzeuger. Seit 2005 satteln die Stromlieferanten die Zusatzkosten durch die Zertifikate nämlich auf die Preise drauf. „Die Zusatzbelastungen liegen im zweistelligen Millionenbereich“, kritisiert der Bayer-Experte.

Die Summe stimmt

Dabei müssen beim Thema C02-Reduktion durchaus nicht immer die ganz großen Räder gedreht werden, eine Fülle an Detailverbesserungen summiert sich ebenfalls. Das gilt vor allem für die energiehungrigen Druckluft- und Trocknungsanlagen.

So konnte Merck durch eine optimierte Drucklufterzeugung rund 15 Prozent Strom sparen, und Südchemie hat im Unternehmensbereich Adsorbentien als besonders energieintensive Produktion die Verarbeitung und Veredelung des Tonminerals Bentonit für Bindungschemikalien (Adsorbentien) und Additive identifiziert.

Bentonit muss nämlich mit viel Hitze getrocknet werden. Die Verfahrenstechniker konnten schon Anfang der 90er Jahre durch technische Kniffe bei der Mahltrocknung einen kompletten Dampfkessel einsparen. Und bei der Adsorbentienherstellung in Moosburg konnte zwischen 1999 und 2006 der spezifische Energieverbrauch pro Tonne Produkt um mehr als 20 Prozent gedrückt werden.

Noch lange nicht ausgereizt sind auch Elektrolyseverfahren, wie die Salzsäure- oder die Chloralkalielektrolyse. Allein in Deutschland werden jährlich rund 4,5 Millionen Tonnen Chlor durch die Chloralkali-Elektrolyse hergestellt.

Die dazu nötige Energie erzeugt CO2-Emissionen von rund zehn Millionen Tonnen pro Jahr. Eine bei Bayer entwickelte neue Sauerstoffverzehrkathode optimiert gleich beide Verfahren. Bei der Salzsäureelektrolyse wird bis zu 30 Prozent Chlor weniger verbraucht und bei der Chloralkalielektrolyse sind Energieeinsparungen möglich, die ebenfalls bei 30 Prozent liegen.

Fazit

Bleibt als Fazit: Für die Verantwortlichen geht es beim Thema Treibhausgas-Minimierung um nichts weniger als die Quadratur des Kreises, soll heißen die Reduktion von Kohlendioxid und Co, bei gleichzeitigem Produktionswachstum.

Trotzdem lohnt die Anstrengung. Erfolgreich durchgeführte Projekte hinterlassen nämlich nur Gewinner: Das Klima profitiert, Geldbeutel und Ruf der Branche ebenfalls.

Die Verpflichtungserklärung des VCI

Die Chemische Industrie verpflichtet sich, die im Kyoto-Protokoll enthaltenen und für die Branche relevanten Treibhausgase (energiebedingte CO2-Emissionen und N2O) in CO2-Äquivalenten von 1990 bis zum Jahr 2012 um 45 bis 50 Prozent zu senken. Dies entspricht einer absoluten Reduktion von 91,2 Millionen Tonnen CO2-Äquivalenten im Jahre 1990 auf 50 bis 46 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente im Jahre 2012.

Zudem verpflichtet sich die Chemische Industrie zu einer weiteren Verbesserung der Energieeffizienz. Der spezifische Energieverbrauch soll im gleichen Zeitraum um 35 bis 40 Prozent reduziert werden.

Der VCI verpflichtet sich weiter, in dem erweiterten Zeitraum einen jährlichen Bericht über die Entwicklung des spezifischen Energieverbrauchs, der energiebedingten CO2-Emissionen und der Emissionen von Lachgas (N2O) dem Rheinisch-Westfälischen-Institut für Wirtschaftsforschung zu übermitteln.

Zusätzlich werden in einem jährlichen Dokumentationsbericht die konkreten Maßnahmen aufgeführt, die wesentlich zur Reduktion der Klimagase beigetragen haben.

Chemie setzt auf nachwachsende Rohstoffe

Wacker produziert ringförmige Zuckermoleküle, Cyclodextrine genannt, zur Verkapselung von Duftstoffen und Vitaminkomplexen. Die Herstellung dieser Cyclodextrine erfolgt auf Basis von Mais, also einem nachwachsenden Rohstoff.

Ein weiteres Produkt des Konzerns aus nachwachsenden Rohstoffen ist die Aminosäure Cystein, die biotechnologisch durch Fermentation aus Glucose produziert wird. Dieser patentierte Prozess ist hocheffizient. 90 Prozent des Bakteriencysteins gehen ins Endprodukt – beim klassischen Verfahren, der Extraktion aus Haaren, sind es nur 60 Prozent. Außerdem wird wesentlich weniger Salzsäure benötigt.

Beim Wacker-Verfahren ist es nur ein Kilogramm Salzsäure für ein Kilogramm Cystein. Gewinnt man Cystein aus Haaren, müssen für die gleiche Menge Cystein 27 Kilogramm Salzsäure eingesetzt werden. Diese Rückgewinnung aus HCl ist ein energetisch sehr aufwändiger Prozess, der bei der biotechologischen Herstellung deutlich geringer ausfällt. Zudem werden beim fermentativen Verfahren keine organischen Lösungsmittel eingesetzt, so dass die Fermentationsbrühe als Düngemittel entsorgt werden kann. Der Prozess ist also äußerst umweltfreundlich.

Bayer MaterialScience untersucht, inwieweit der Anteil nachwachsender Rohstoffe in der Produktion als Rohstoff sinnvoll erhöht werden kann.

Bayer CropScience ist über ein Leuchtturmprojekt des Klimaprogramms aktiv: Verbesserung der Erträge für Nutzpflanzen für die Ernährung, energetische und rohstoffliche Verwendung durch traditionelle Maßnahmen und Biotechnologie; Erschließung von Pflanzen zur energetischen Nutzung, die nicht für Nahrungsmittel genutzt werden und auf Böden wachsen, die für Nahrungsmittel ungeeignet sind (Jatropha).

Die Autorin ist Redakteurin bei PROCESS.

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