Symbolisch aus grünen Blättern grafisch dargestellte Fabrik auf Wiese mit blauem Himmel
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CO2 in Industrieprozessen reduzieren

Für die Transformation zu einer annähernd treibhausgasneutralen Wirtschaft müssen die CO2-Emissionen in der Industrie weiter sinken. Derzeit ist der Sektor in Deutschland für etwa ein Fünftel der Treibhausgasemissionen verantwortlich.

Die Industrie braucht große Mengen fossiler Brennstoffe, um Maschinen mit ausreichend Energie zu versorgen und dann Produkte herzustellen. Wenn Kohle, Erdöl und Erdgas zur Energiegewinnung verbrannt werden, entsteht das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid (CO2). Zwei Drittel der Emissionen in der Industrie sind energiebedingt und entstehen bei der Energiegewinnung. Diese Emissionen werden vermieden, wenn die Industrie energieeffizienter wird oder auf erneuerbare Energiequellen umsteigt.

Ein Drittel der CO2-Emissionen wird bei der Herstellung von Produkten freigesetzt, vor allem in der Metall- und Chemieindustrie. Neben Kohlenstoffdioxid werden aber auch Methan, Lachgas und fluorierte Gase freigesetzt, zum Beispiel in chemischen Industrieprozessen. Diese prozessbedingten Emissionen sind in der Regel unvermeidbar und nicht Gegenstand der Energieforschung. All diese Treibhausgasemissionen zusammen gelangen in die Atmosphäre und beeinträchtigen das Klima und die Umwelt.

Treibhausgasneutrale Wirtschaft bis 2050

Die energieintensiven Industrien liefern unverzichtbare Grund- und Werkstoffe für die Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Elektro-, Druck- und Verpackungsindustrie ebenso wie für den Maschinenbau, die Bauwirtschaft und alle übrigen Branchen. In dieser Vielfalt gibt es zahlreiche Optionen, den Energieverbrauch zu reduzieren: durch Anlagen, neue Verfahren sowie intelligente Steuerungsmethoden, die Einsparungen erlauben.

Industrie: Klimafreundliche Technologien voranbringen

Im Koalitionsvertrag hat die Bundesregierung beschlossen, die Forschung und Entwicklung CO2-armer Industrieprozesse und zur CO2-Kreislaufwirtschaft zu fördern. Deutsche Industrieunternehmen haben ihre CO2-Emissionen zwischen 1990 und 2018 um rund 31 Prozent reduziert. Bis zum Jahr 2030 sollen die industriellen Emissionen um weitere 20 Prozent sinken, bis 2050 strebt Deutschland eine treibhausgasneutrale Wirtschaft an.

Den Kohlenstoffdioxid-Ausstoß zu reduzieren, lohnt sich auch für die Unternehmen. Wer künftig weniger Treibhausgase freisetzt, profitiert von Wettbewerbsvorteilen und leistet gleichzeitig einen bedeutenden Beitrag für die Energiewende und für den Klimaschutz. Auch im Export sind energieeffiziente Technologien und Know-how "Made in Germany" weltweit gefragt. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) unterstützt die Erschließung neuer Märkte im Ausland mit dem Ziel, deutsche Energietechnologien stärker zu verbreiten.

Produktion mit erneuerbaren Energien und grünem Strom

Der effiziente Einsatz von grünem Strom kann in der Industrie einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung leisten. Wie Strom aus fluktuierenden erneuerbaren Energiequellen flexibel für die Industrie genutzt werden kann, gehört zu den Herausforderungen von Forschung und Entwicklung. Die Bundesregierung will auch die Sektorkopplung weiter voranbringen:  Hierbei werden Industrie, Gebäude und Verkehr über Strom und Wärme energietechnisch und energiewirtschaftlich miteinander verknüpft.

Auf dem Weg zur treibhausgasneutralen Industrie müssen die erneuerbaren Energien weiter ausgebaut werden. Die Treibhausgasemissionen können aber auch schon anders reduziert werden. Mit sogenannten CCS-Technologien (engl.: Carbon Dioxide Capture and Storage) lässt sich das bei industriellen Prozessen freigesetzte CO2 abscheiden und speichern.

Anschließend kann es als Rohstoff in anderen Prozessen genutzt und gebunden werden (CCU, engl. Carbon Dioxide Capture and Utilization). Diese Technologien kommen vor allem in der Stahl- und Chemieindustrie sowie in fossil befeuerten Kraftwerken zum Einsatz.

Insgesamt müssen Industrieprozesse CO2-ärmer und flexibler werden, damit der Sektor treibhausgasneutral und die Klimaziele erreicht werden können. ForscherInnen arbeiten in unterschiedlichsten Projekten daran, die Energieeffizienz in Maschinen, Anlagen sowie Produktionsverfahren und -abläufen zu steigern.

Dabei endet der Blick der Forschung nicht an den Grenzen des Fabrikgebäudes oder Produktionsstandorts: Die WissenschaftlerInnen untersuchen mit so genanntem Lastenmanagement (DSM, engl. Demand Side Management) die Wechselwirkung mit dem Stromnetz und betrachten die gesamte Prozesskette. So können sie ausschließen, dass energetische Optimierungen an einer Stelle zu gegenläufigen Effekten an anderer Stelle in der Energiebilanz führen.

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CO2-​Kreislaufwirtschaft

Bisher gilt CO2 hauptsächlich als Abfallprodukt, es kann aber auch als Rohstoff für Chemikalien, Kunst-​ und Kraftstoffe verwendet werden.

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