Chemische Industrie

Nahaufnahme einer Brennstoffzelle

Klimaneutrale Grundstoffe mittels PtX für die chemische Industrie

Die Erreichung der Klimaziele stellt die Chemieindustrie vor große Herausforderungen. Die Umstellung auf Power-to-X-Verfahren und grünen Wasserstoff bietet große Potenziale, um Emissionen einzusparen. Das PtX Lab Lausitz will diesen Prozess als Think tank unterstützen.

Nach den Vorgaben des Klimaschutzgesetzes muss der industrielle Sektor in Deutschland bis 2030 fast zwei Drittel seiner Treibhausgasemissionen im Vergleich zu 1990 einsparen. Bis 2045 soll Treibhausgasneutralität erreicht sein. Die chemische Industrie als drittgrößte Branche des Sektors stellt dies vor große Herausforderungen. Dies liegt vor allem daran, dass chemische Produkte häufig auf Kohlenwasserstoffen basieren. Allein bei deren Herstellung entstehen etwa sieben Prozent der deutschen Treibhausgasemissionen. Gleichzeitig spielt die Chemie eine wichtige Rolle für den Klimaschutz, indem sie innovative Materialien und Produkte entwickelt, die in vielen Bereichen helfen, Treibhausgase zu mindern und Energie einzusparen.

Mehr Energieeffizienz reicht nicht aus

Durch eine höhere Energieeffizienz konnte die Chemieindustrie ihre Emissionen in den letzten Jahren bereits verringern: Um treibhausgasneutral zu werden, reicht dies aber bei weitem nicht aus. Hierfür müssen Herstellungsverfahren elektrifiziert, Kohlenstoffkreisläufe geschlossen und fossile durch erneuerbare Rohstoffe ersetzt werden. Laut einer 2019 erschienenen Roadmap des Verbandes der Chemischen Industrie (VCI) erfordert dies erhebliche zusätzliche Investitionen in neue Technologien und Anlagen.

Ein großer Teil der Emissionen entsteht bei der Rohstoffgewinnung: In der Basischemie steckt dementsprechend das größte Potenzial zur Reduzierung von Treibhausgasen. Um dies zu erreichen, sind sektorenübergreifende Lösungen erforderlich. Hierzu gehört etwa der Einsatz von grünem Wasserstoff und seiner Derivate, zum Beispiel synthetische Grundstoffe basierend auf Power-to-Chemicals-Verfahren (PtChem). Letztere können die direkten und indirekten CO2-Emissionen vieler verschiedener Produktgruppen deutlich reduzieren.

Alternative grüner Wasserstoff

Die chemische Produktion basiert zu großen Teilen auf den Grundchemikalien Ammoniak, Methanol, Ethylen und Propylen, deren Herstellung hohe CO2-Emissionen verursacht. Im Falle von Ammoniak und Methanol wird derzeit zwar Wasserstoff eingesetzt, dieser wird jedoch mithilfe fossiler Energien gewonnen. So werden etwa Ethylen und Propylen aus der thermischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen im Raffinationsprozess von Erdöl und Flüssiggas erzeugt. Beide Verfahren haben einen hohen CO2-Ausstoß zur Folge.
Eine Alternative hierzu ist grüner Wasserstoff. Der fossile Wasserstoff zur Ammoniak- und Methanolsynthese kann direkt durch grünen Wasserstoff ersetzt werden. Das klimaneutral produzierte Methanol könnte wiederum mithilfe des Methanol-to-Olefine-Verfahrens zur Herstellung von Ethylen und Propylen genutzt werden.

Der Einsatz von grünen PtX-Technologien kann so die Versorgung der chemischen Industrie mit den benötigten Grundstoffen sichern und einen entscheidenden Beitrag zur Senkung des CO2-Ausstoßes leisten. Dies setzt allerdings voraus, dass grüner Wasserstoff in ausreichenden Mengen und zu konkurrenzfähigen Preisen zur Verfügung steht.

PtX Lab Lausitz agiert als Think Tank

Das PtX Lab Lausitz setzt sich dafür ein, die Verfügbarkeit klimaneutraler chemischer Grundstoffe sowie deren Zertifizierung anhand strenger und abgestimmter Nachhaltigkeitsstandards sicherzustellen und Anreize zur Steigerung der Nachfrage auf nationaler und europäischer Ebene zu schaffen. Es agiert als Think Tank und steht der Industrie, Kommunen und anderen Akteuren zu allen Fragen rund um synthetische Kraft- und Grundstoffe zur Verfügung.