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Energiewelt
2040
Energiewelt
2040
Österreichs Industrie setzt mittlerweile nicht mehr auf Erdgas, sondern auf Wasserstoff und Biomethan.
Die Dekarbonisierung der Industrie war eine besondere Herausforderung und ist es noch immer. Vor einigen Jahren waren Erdgas und andere fossile Brennstoffe kaum wegzudenken. Mittlerweile laufen einige Industrieprozesse elektrisch ab – und bei anderen wird Wasserstoff oder Biomethan eingesetzt. Wasserstoff ist dabei keineswegs ein Neuling in der Industrie, sondern wird bereits seit Jahren in vielen Prozessen verwendet.
Heute wird der Wasserstoff aber mit erneuerbaren Energien hergestellt und ist damit grün – nicht so wie früher, als es noch meist mithilfe von Erdgas produziert wurde. Biomethan, welches durch gärendes, organisches Material erzeugt wird, findet ebenfalls viel Anwendung und kann als direkter Ersatz von Erdgas fungieren. Leider sind beide Gase nur begrenzt verfügbar, weshalb darauf geachtet wird, sie nur in jenen Prozessen einzusetzen, in denen es keine Alternative gibt. Die wichtigsten Anwendungen von Wasserstoff und anderen grünen Gasen werden hier kurz vorgestellt:
Um Stahl herstellen zu können, wurde früher im sogenannten Hochofenprozess Koks verwendet, um Eisenerz in Roheisen umzusetzen. Das setzte CO₂ frei, weshalb man damit begann, den Reduktionsprozess auf Erdgas umzustellen, um die Emissionen zu verringern. Trotzdem war die Stahlproduktion laut Umweltbundesamt für rund 15 % der österreichischen Treibhausgasemissionen verantwortlich.
Stahlerzeugung in Österreich: Ein notwendiger Strukturwandel
Die klassische Roheisenherstellung findet in Österreich nicht mehr statt. Stattdessen wird Eisenschwamm importiert, der als Rohstoff für die Stahlerzeugung dient. Unser Szenario zeigt, dass die Industrie in Österreich einen umfassenden Strukturwandel durchläuft. Es zeichnet sich ein Shift von energieintensiven Primärprozessen hin zur Veredelung von Produkten ab. Die Schmelzung des Eisenschwamms erfolgt dabei mittels Elektrolichtbogenöfen, deren Stromverbrauch im Endenergieverbrauch bilanziert wird.
Fokus auf Veredelung und begrenzter Einsatz von Wasserstoff
Die höchste Wertschöpfung liegt in der Veredelung von Stahlprodukten, weshalb Österreich zukünftig seinen Schwerpunkt auf diesen Bereich legt. Bereits heute gibt es zukunftsweisende Projekte, die den Einsatz von Elektrolichtbogenöfen vorantreiben. Gleichzeitig ist Österreich kein idealer Standort für die großflächige Produktion von Wasserstoff, einem essenziellen Energieträger der Zukunft. Dies führt zu einer Reduktion des Wasserstoffeinsatzes in der heimischen Stahlindustrie und erfordert innovative Ansätze, um die Wertschöpfungskette nachhaltig zu gestalten.
Deutliche Reduktion der THG-Emissionen
Durch den Wegfall der traditionellen Roheisen- und Rohstahlproduktion in Österreich könnten die prozessbedingten Emissionen der Metallindustrie, die 65 % der industriebedingten Prozessmissionen (NIR, 2024) ausmachen, vollständig eliminiert werden.
Wie auch immer der Wasserstoff (grün) produziert wird – er kann danach zu Ammoniak weiterverarbeitet werden. Somit konnten die Emissionen bei der Düngemittelherstellung erheblich reduziert werden.
Ammoniak ist ein wichtiger Grundstoff für Düngemittel, für dessen Erzeugung schon seit Jahren Wasserstoff eingesetzt wurde. Mittlerweile stammt dieser aber aus erneuerbaren Quellen: Bei der Elektrolyse wird Wasser mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energien in seine Bestandteile zerlegt, in Wasserstoff und Sauerstoff. Dieser grün produzierte Wasserstoff kann danach zu Ammoniak weiterverarbeitet werden. Somit konnten die Emissionen bei der Düngemittelherstellung erheblich reduziert werden.
Bei der Glasherstellung wurden früher die Schmelzprozesse mit Erdgas betrieben – nun wird dafür entweder Strom oder Wasserstoff beziehungsweise Biomethan eingesetzt. Dabei gab es zu Beginn große Bedenken, insbesondere hinsichtlich der Frage, wie sich die Wasserstoffflamme auf das Produkt auswirkt. Vor demselben Problem stand die Ziegelindustrie, deren Tunnelöfen durch Erdgas betrieben wurden. Beide Industrien haben viel in die Entwicklung und Forschung investiert und sind mittlerweile so weit, dass sie ihre Prozesse umstellen konnten.
Erdgas lässt sich also hervorragend durch Biomethan ersetzen. Dies wird eine nicht unerhebliche Rolle in der chemischen Industrie spielen, so lassen sich beispielsweise Alkene mit Biomethan herstellen. Alkene oder auch Olefine sind Überbegriffe für diverse Kohlenwasserstoffe, welche die Basis für wichtige Grundstoffe der chemischen Industrie sind. Ein weiteres Beispiel ist Methanol, das beispielsweise für Lacke oder Farbstoffe sehr häufig Anwendung in der chemischen Industrie findet. Das Erdgas, welches bei der Herstellung verwendet wird, lässt sich gut durch Biomethan ersetzen und damit können Emissionen verhindert werden.
Der Sektor Industrie ist komplex und zeichnet sich durch eine Vielzahl von Prozessen aus. Es war eine große Herausforderung, die Emissionen in diesem Sektor auf ein Minimum zu reduzieren, und im Moment müssen teilweise Emissionen noch kompensiert werden. Durch Effizienzsteigerungen und Elektrifizierung konnte man schon einen sehr großen Teil der Treibhausgasemissionen verhindern. Bei jenen Prozessen, die weiterhin auf Gas basieren, werden jetzt Wasserstoff, Biomethan oder andere grüne Gase eingesetzt. Diese sind zwar leider nur begrenzt verfügbar, aber da wir sie nur dort einsetzen, wo es keine Alternativen gibt, können wir sie optimal nutzen und Emissionen verhindern.
Ein bedeutender Fortschritt ist auch, dass wir den Wasserstoff, den wir schon seit Jahren in der chemischen Industrie verwenden, nun so herstellen, dass keine Emissionen frei werden. Durch den Einsatz der grünen Gase konnten vor allem wichtige Zweige wie die Stahlherstellung dekarbonisiert werden, und sie spielten und spielen dementsprechend eine wichtige Rolle im österreichischen Energiesystem.
