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Gastbeitrag / Theresia Vogel / Mittwoch 01.12.21

Dekar­bo­ni­sie­rung mit Inno­va­tio­nen made in Austria

Dekar­bo­ni­sie­rung – eine Welt ohne schäd­li­chen CO2-Aus­stoß ist inzwi­schen ein glo­ba­les Ziel, Öster­reich will bis 2040 kli­ma­neu­tral wer­den. Im Fol­gen­den wer­den aus­schließ­lich jene bei­den Sek­to­ren betrach­tet, deren CO2-Emis­sio­nen in Öster­reich einen Groß­teil aus­ma­chen und seit 30 Jah­ren Sor­ge berei­ten – Indus­trie sowie Ver­kehr. Hier muss Inno­va­ti­on rasch einen Bei­trag leisten.

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.

Kurzportrait

DI The­re­sia Vogel ist seit 2010 als Geschäfts­füh­re­rin des Kli­ma- und Ener­gie­fonds. Ihre Schwer­punk­te lie­gen im Bereich Ener­gie­wen­de, Ener­gie­for­schung und ‑inno­va­ti­on sowie in The­men rund um die kli­ma­ver­träg­li­che Trans­for­ma­ti­on von Indus­trie, Mobi­li­tät und urba­nen Räu­men. Dazu kom­men Pro­jek­te zu Kli­ma­wan­del­an­pas­sung in Städ­ten und im Infrastrukturbereich.

The­re­sia Vogel stu­dier­te nach Abschluss der HTL Bau­in­ge­nieur­we­sen an der TU Wien und schloss dort ihr Stu­di­um im Bereich Was­ser­bau und Was­ser­wirt­schaft ab. Bereits wäh­rend ihrer Stu­di­en­zeit war sie als Stu­di­en­as­sis­ten­tin im Bereich For­schung und Ent­wick­lung tätig, spä­ter als Uni­ver­si­täts­as­sis­ten­tin auch im Bereich der Leh­re. Neben ihrer dar­auf­fol­gen­den unter­neh­me­ri­schen Tätig­keit als wis­sen­schaft­li­che Bera­te­rin von Unter­neh­men und Ver­wal­tun­gen, war sie als Lei­te­rin des Wis­sen­schafts­be­reichs „Umwelt­ma­nage­ment und Qua­li­täts­ma­nage­ment“ an der Fach­hoch­schu­le Wie­ner Neu­stadt am Stand­ort Wie­sel­burg tätig. Im Anschluss dar­an lei­te­te The­re­sia Vogel bis 2010 in der FFG den Bereich der Struk­tur­pro­gram­me, wel­cher ein spe­zi­fi­sches För­der­port­fo­lio mit Fokus auf größt­mög­li­che Exzel­lenz und die Besei­ti­gung struk­tu­rel­ler Hemm­nis­se für indus­tri­el­le For­schung und Tech­no­lo­gie­ent­wick­lung anbietet.

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