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GP 07/19

40 WIRTSCHAFT

40 WIRTSCHAFT Technologien zur CO 2 -Reduktion gibt es bereits Maßgebliche CO 2 -Mengen durch guten Willen plus monetäre Effekte zu reduzieren, wird ein Wunschtraum bleiben. Abgesehen von der Frage, in welchem Umfang eine Reduzierung tatsächlich erforderlich ist, bestehen aber technische Lösungen, um CO 2 -Emissionen entweder zu beschränken oder aber separat zu erfassen und für weitere Produktionsprozesse als wichtigen Stoff nutzbar zu machen. Mehr auf solche technischen Innovationen zu setzen, als Verbote in den Vordergrund zu schieben, sollte deshalb eher zielführend sein. Beispiele hat der VDMA zusammengefasst. Baumaschinen – fast optimal eingestellt Seit Jahrzehnten arbeiten die Hersteller daran, ihre Baumaschinen auf den neusten technischen Stand zu bringen und Emissionen zu reduzieren. Einerseits hat die europäische Gesetzgebung dies seit 1996 stufenweise erzwungen – was allerdings nur marginal das Kohlendioxid betrifft –, andererseits hat die parallele Senkung des Kraftstoffverbrauchs dazu geführt, dass auch der Ausstoß an CO 2 gesunken ist. Da Baumaschinen weitaus komplexer als normale Pkw oder Lkw sind, kann der Reduktionsansatz nur ganzheitlich sein und muss den gesamten Betriebsablauf sowie Einsatz berücksichtigen. Angefangen bei der Ausrüstung, deren Effizienz, im Betrieb, über das Fahrerkönnen bis zu alternativen Kraftstoffquellen. Digitalisierung trägt dazu bei, Prozesse zu optimieren. Auch das spart Kraftstoff. Anwendern wird geraten, in moderne Modelle zu investieren, die den gewachsenen Anforderungen entsprechen und optimal für den gesamten Betriebsprozess ausgelegt sind. Eine unterschätzte Maßnahme ist das korrekte Arbeiten mit Baumaschinen, um die gebotene Effizienz optimal zu nutzen. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders, für einen entsprechend qualifizierten Umgang mit der Maschine zu sorgen. Immer mehr Hersteller, darunter alle großen Marken, bieten Anwendern passend dazu entsprechende Personalschulungen an. Baustoffanlagen: Zement mit Potenzial Während es bei den Baumaschinen mittlerweile also mehr um optimale Prozessplanung und effizientes Arbeiten geht, sieht es bei manchen Baustoffanlagen anders aus. Die Zementherstellung soll einen Anteil von 7 bis 8 % am weltweiten CO 2 Ausstoß haben. In Fachkreisen bekannt, ist das Thema aber noch längst nicht in das Bewusstsein der breiten Öffentlichkeit gerückt. Zement, Wasser und Gesteinskörnungen sind die Hauptbestandteile von Beton, dem beliebtesten Baustoff weltweit. Zu dumm, dass ausgerechnet die Herstellung dieses günstigen und vielfältig einsetzbaren Baumaterials zu den großen Emittenten gehört. Mittlerweile zeichnen sich in der Industrie aber Lösungen ab, die diesen Ausstoß durch gezielte Konzentration und Separation gegen null gehen lassen könnten. „Carbon Capture and Storage“, kurz CCS, und „Carbon Capture and Utilization“, kurz CCU, heißen Verfahren, mit denen CO 2 bei der Herstellung von Zement abgetrennt werden kann, um es anschließend zu speichern oder für nachfolgende chemische Prozesse zu verwenden. CO 2 ist von Natur aus in Kalkstein enthalten, dem Hauptbestandteil von Zement. Der Kalkstein wird in großen Drehöfen bei hohen Temperaturen gebrannt, um den Portlandklinker, ein Zwischenprodukt, herzustellen. Dabei zersetzt sich u. a. der Kalkstein und das Kohlendioxid entweicht in die Luft. Durch eine gezielte Substitution des im Zement beziehungsweise Beton enthaltenen gebrannten Zementklinkers durch alternative Stoffe kann eine deutliche Reduzierung des Treibhauspotenzials erreicht werden. Etwa 30 % der CO 2 -Emissionen lassen sich pro Tonne Zement beispielsweise durch den Austausch kalzinierter Tone einsparen. Einen vollständigen Ersatz für den Rohstoff gibt es bislang aber nicht, da der aus Kalkstein hergestellte Zementklinker für das Festigkeitsverhalten des Betons verantwortlich ist. Es muss also eine Lösung geben, wie die Emissionen verhindert werden können. Thyssenkrupp forscht seit Längerem an einem neuen Oxyfuel-Brennprozess, bei dem die Verbrennungsluft durch reinen Sauerstoff ersetzt wird. Das Abgas besteht dann fast nur aus reinem CO 2 und Wasserdampf, sodass das aufwendige Trennverfahren stark vereinfacht und das CO 2 entsprechend gelagert oder weiterverarbeitet werden kann. Ab 2010 entstanden erste Versuchsanlagen für die Zementindustrie in den USA und Europa. Über das Versuchsstadium ist man bislang nicht hinausgekommen. Betreiber können ihre Bestandsanlagen auf das Oxyfuel-Verfahren umrüsten. Bei bisherigen Konzepten – seit etwa 2005 – ergänzen Abgasrückführungen bestehende Anlagen. Das erfordert zusätzliche Apparate, wodurch die Komplexität und die Betriebskosten deutlich steigen. Daher forschen die Ingenieure im Forschungszentrum der Thyssenkrupp Industrial Solutions AG an einem verbesserten Prozess. Der Erfolg ist zum Greifen nah. Das neue Polysius-Pure- Oxyfuel-Verfahren basiert auf reinem Sauerstoff als Verbrennungsgas und kommt ohne Abgasrezirkulation aus. Dadurch wird der Aufwand zum Abtrennen von CO 2 stark gesenkt. Für alle bislang bekannten CCS- oder CCU-Verfahren stellt die Umrüstung eine deutliche Änderung des Anlagenbetriebs dar. Darüber hinaus wird bei Thyssenkrupp Industrial Solutions auch an Verfahren geforscht, mit denen das abgetrennte CO 2 zu Wertstoffen wie Methan oder Methanol umgewandelt werden kann. Methan lässt sich in das Erdgasnetz einspeisen, und auf Basis von Methanol werden synthetische Kraftstoffe, wie zum Beispiel Kerosin, hergestellt. Mit diesen Verfahren lässt sich CO 2 GESTEINS Perspektiven 7 | 2019

WIRTSCHAFT 41 sinnvoll nutzen, der Bedarf an fossilen Energieträgern vermindern. Die Technology Roadmap „Low- Carbon Transition in the Cement Industry“1, der OECD/International Energy Agency bestätigt mit ihren Berechnungen, dass der Einsatz neuer Technologien wie „Carbon Capture and Storage“ oder „Carbon Capture and Utilization“ eine erhebliche Einsparung an CO 2 - Emissionen bringen würde. Was fehlt, sind die Infrastruktur zum Abtransport des Kohlendioxids und ein genehmigungsrechtlicher Rahmen, wie es weiterverwendet oder gelagert werden kann. Das Bundesumweltministerium erklärte auf Anfrage des VDMA-Fachverbandes Baumaschinen und Baustoffanlagen, dass das Abtrennen von CO 2 mit dem Ziel der Speicherung derzeit keine Option sei. Bleiben das Verwerten und besser noch Vermeiden von Kohlendioxid. Das BMU arbeitet derzeit an einem Förderprogramm zur Dekarbonisierung in der emissionsintensiven Industrie, das im kommenden Jahr starten soll. Im November dieses Jahres eröffnet das Ministerium ein Kompetenzzentrum Klimaschutz in der energieintensiven Industrie in Cottbus mit dem Ziel, Industrien, die vor besonderen Herausforderungen im Hinblick auf das Ziel Treibhausgasneutralität stehen, zu unterstützen und Industriearbeitsplätze in Deutschland auch in Zukunft zu erhalten. Nach Ansicht des VDMA-Fachverbandes Baumaschinen und Baustoffanlagen ist es förderlich, die Normung von alternativen Zementen voranzubringen, ebenso den Ansatz des BMU, einen Absatzmarkt für treibhausgasneutral hergestellte Zemente zu entwickeln. Dafür braucht es zügig einen genehmigungsrechtlichen Rahmen und damit die nötige Infrastruktur, um das abgetrennte CO 2 abtransportieren und weiterzuverwenden. Die Politik ist gefordert, zu handeln. Wohin mit dem erfassten Kohlendioxid? Eine Schlüsseltechnologie in diesem Szenario ist Power-to-X. Aus diesem Verfahren können sowohl synthetisches Gas als auch flüssige Kraftstoffe hergestellt werden. Die alternativen Energieträger können als saisonaler Speicher im Strombereich oder im Transport zum Einsatz kommen, zum Beispiel im Schwerlastverkehr oder in der Schiff- und Luftfahrt. Ein wesentlicher Vorteil: Für die synthetischen Gase und Kraftstoffe kann die auf fossilen Energieträgern basierende Infrastruktur für den Transport und das Betanken weiter genutzt werden. Zudem können sie fossilen Energieträgern in nahezu beliebigen Anteilen beigemischt werden, wie Forschungsprojekte gezeigt haben. Der VDMA sieht in Power-to-X einen Garanten für die Energiewende. CO 2 ist für die Umwandlung von Wasserstoff in alternative Energieträger zwingend notwendig. Damit können Zementwerke zu einer verlässlichen und dauerhaften Energieversorgung beitragen. www.vdma.org VERSCHLEISSFESTER STAHL VERSCHLEISSFESTER STAHL www.QUARD.ME NLMK DEUTSCHLAND GmbH Eutelis-Platz 2 40878 Ratingen T: +49 2102 5513 - 600 E: quard@eu.nlmk.com ÜBERRAGENDE BEARBEITBARKEIT ARKEIT FÜR MEHR PRODUKTIVITÄT • Dicke: ab 3,2mm! • Exzellente Kaltverformungseigenschaften und Schweißbarkeit • Überlegene Verarbeitbarkeit, enge Toleranzen, hohe Oberflächenqualität und Konstanz 7 | 2019 GESTEINS Perspektiven