Denn während in anderen Bereichen bereits ausgereifte Technologien verfügbar sind, werden klimaverträgliche und marktreife Lösungen für den Schwerverkehr und die energieintensive Industrie dringend gesucht. Fünf Ansätze, technologisch kombiniert, unterstützen die Dekarbonisierung:

• *) Effizienzsteigerung. durch Elektrifizierung
• *) Umstellung auf erneuerbare Energie
• *) Umstieg auf neue Prozesstechnologien
• *) Schaffung von Stoff- und Materialkreisläufen
• *) End-of-Pipe-Ansätze wie Carbon Capture und Utilization und Storage (CCU, CCS)

Quick Wins durch Effizienzsteigerung im Bestand

Mit digitalen Tools für Steuerung, Optimierung und Lastmanagement sind in produzierenden Unternehmen relativ rasch 15 bis 20 Prozent an Energie und damit CO2-Emissionen einsparbar – ganz ohne bauliche oder technologische Veränderungen. Wird zusätzlich über die Betriebsgrenze hinaus geplant, zum Beispiel Abwärme in der Region eingesetzt, so steigt die Effizienz eines solchen integrierten Energiesystems beträchtlich. Allerdings: Spätestens bei notwendigen Erneuerungen an den Anlagen muss auf grüne Energie umgestellt werden, denn sonst droht für Jahrzehnte ein technologischer Lock-In und sogenannte Brückentechnologien verzögern den Dekarbonisierungspfad.

Aktuell werden in großformatigen Forschungsinitiativen wie der von Klima- und Energiefonds und BMK geförderten Vorzeigeregion Energie österreichische Musterlösungen für intelligente, sichere und leistbare Energiesysteme auf Basis erneuerbarer Energie entwickelt. Ein Projekt daraus, EDCSproof, setzt auf ein umfassendes digitales Regelungskonzept für industrielle Energieversorgungssysteme im Niedertemperaturbereich. Es unterstützt die optimale Integration Erneuerbarer durch den Einsatz von thermischen Energiespeichern, arbeitet als flexibler Verbraucher für elektrische Netze, erhöht die Effizienz und nutzt Abwärme durch den Einsatz von Hochtemperatur-Wärmepumpen – die Einsparungen liegen bei 20 Prozent.

Schwerindustrie – grüner Strom und grüner Wasserstoff als Mittel der Wahl

Jedoch: Was tun mit Industrien, die einen großen Energiebedarf für ihre Prozesse haben, wie die Stahl- oder Zementindustrie? Hier wird der CO2-Ausstoß noch länger unvermeidbar sein – denn nebst CO2 aus Verbrennungsprozessen für die notwendige hohe Temperatur entstehen auch vielfach prozessbedingte Emissionen, die in Umwandlungsprozessen beispielsweise bei der Stahlherstellung oder beim Kalkbrennen anfallen. Die zu vermeidenden CO2-Mengen sind gewaltig, die notwendigen FTI-Anstrengungen auch, Kooperation ist erforderlich. In der Stahlindustrie (Österreich: rd. 15 Mio.t/a CO2, das entspricht rund 20 Prozent des CO2-Ausstoßes von Österreich pro Jahr) wird europaweit daran geforscht, wie man dekarbonisieren kann, österreichische Produzenten sind ganz vorne dabei. Die Voestalpine hat die Herstellung von Eisenschwamm im Direktreduktionsprozess mittels grünem Wasserstoff und Biogas patentiert.

So steht auf dem Werksgelände in Linz eine Testanlage zur Erzeugung von grünem Wasserstoff, die in der Stahlindustrie als die größte und modernste ihrer Art gilt. In Donawitz entsteht eine Versuchsanlage für die CO2-freie Herstellung von Rohstahl mit Wasserstoff.

In der Zementindustrie kann die Energiezufuhr ebenfalls CO2-frei erfolgen, allerdings entsteht im Drehrohrofen bei der Entsäuerung des Kalksteins Kohlendioxid. Hier gehen die Anstrengungen in Richtung Recycling, Wärmemanagement, CO2-Abscheidung, aber auch CO2-Kreisläufe.

Ob Stahl oder Zement – die Umstellung auf neue Technologien wird nur ein Schritt in einem ganzen Setting aus Maßnahmen in der gesamten Wertschöpfungskette sein. Eine mindestens so brennende Frage ist die Bereitstellung von grünem Strom in ausreichender Menge.

Grüner Wasserstoff ist jedenfalls eine Option, die auch für Niedertemperatur-Industrien interessant ist. Das Halbleiterunternehmen Infineon wird für seine Produktion grünen Wasserstoff in-situ herstellen, um den Import von grauem Wasserstoff zu vermeiden. Im Rahmen des Forschungsprojekts H2Pioneer wird derzeit in Villach eine Demonstrationsanlage zur Erzeugung von hochreinem grünem Wasserstoff errichtet, die Anfang 2022 in Betrieb gehen wird. In der Vorzeigeregion WIVA geht man in Tirol in ein regionales Wasserstoffsystem für Mobilität, Tourismus und Unternehmen.

Abscheidung von CO2 – und was dann?

Eine Möglichkeit, nicht vermeidbare CO2-Emissionen zu neutralisieren, ist CCU – Carbon Capture and Utilization. Industrien wie Zement- oder Kunststoff setzen darin große Hoffnung. CCU wird aber auch kritisch gesehen, entscheidend ist, wie das abgeschiedene CO2 weiter behandelt wird und ob es dauerhaft der Atmosphäre entzogen ist. Eine Endlagerung (CCS) ist in Österreich derzeit nicht erlaubt.

Im Konsortium des Projekts OxySteel arbeiten die Breitenfeld Edelstahl AG und die Messer Austria GmbH an einer Reduktion des Energieverbrauchs und des CO2-Ausstoßes durch eine effizientere Verbrennung und die werksinterne Nutzung des Kohlendioxids, das derzeit als Prozessstoff zugekauft werden muss. OxySteel ist Teil von NEFI – New Energy für Industry, einem Forschungsverbund aus 46 Partnern, darunter zahlreiche Industriebetriebe.

CO2-Nutzung war auch Thema des Energieforschungsprojekts ViennaGreenCO2, dessen Ergebnis eine kostengünstige und effiziente Kohlendioxid-Abscheidetechnik ist. In einer Pilotanlage am Biomassekraftwerk Simmering wurde CO2 abgeschieden, an Feststoffen angelagert und in Gewächshäusern als Düngemittel eingesetzt. Die Reduktion von bis zu 90 Prozent des CO2 war so möglich.

Elektrifizierung im Verkehr nimmt Fahrt auf

In der Mobilität ist der Umstieg bereits eingeleitet, der technologische Trend geht klar zum Elektromotor im PKW-Bereich, im Schwerverkehr und bei Spezialfahrzeugen, Schiffen und Flugzeugen stehen Wasserstoff, aber auch grünes Gas und Biofuels zur Diskussion. Allen gemein ist, dass dies nur dann CO2-Reduktion bringt, wenn die Aufbringung mit erneuerbarer Energie erfolgt. Die österreichische Position ist diesbezüglich ganz klar, während andere Länder auf eine Renaissance der Atomkraft drängen. Mindestens so klar ist aber auch, dass Hightech alleine nicht reicht, um den Verkehr zu dekarbonisieren, sondern auch Verlagerungen in den Öffentlichen Verkehr, zum Radfahren und zu Fuß gehen werden maßgebliche Beiträge leisten.

Österreich punktet in spezifischen Nischen mit hoch innovativen Lösungen, insbesondere bei Wasserstoff-Fahrzeugen ist man noch auf Forschung und Entwicklung angewiesen, auch hier sind heimische Automotivbetriebe an vorderster Front dabei. Seien es H₂-Schneemobile für den Wintertourismus, Elektro-LKW-Flotten oder H₂-LKW mit 42t wie auch klimaverträgliche Traktoren: Die Automotivbranche ist erkennbar im Umbruch und punktet mit Innovation!

Fazit: Dekarbonisierung bedeutet nicht einfach nur, fossile Energieträger durch erneuerbare zu ersetzen. Sie zwingt uns vielmehr, Systeme neu zu denken und innovativ zu sein. Der Europäische Green Deal gibt dazu entscheidende Impulse und Budgetmittel. Am Ende stehen Klimaneutralität und die Aussicht auf ein zukunftsfähiges Wirtschaftssystem. Für Österreich als Technologieproduzent bietet sich die große Chance, mit Innovation die eigenen Klimaziele zu erreichen und gleichzeitig den Wirtschaftsstandort zu stärken, für krisenfeste Green Jobs und eine hohe Lebensqualität zu sorgen.