Mit dem Forschungsprojekt »IND-E« hat das Fraunhofer ISE gemeinsam mit den Partnern Öko-Institut, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg sowie der Hochschule Offenburg die Dekarbonisierung der deutschen Industrie analysiert. Hierfür hat das Team eine qualitative und quantitative Unternehmensbefragung mit einer quantitativen modellgestützten Analyse gekoppelt.
Laut den Studienergebnissen stellt die (Hochtemperatur-) Wärmepumpe eine wichtige Technologieoption zur Bereitstellung von Prozesswärme in Temperaturbereichen bis 200°C dar. »Bei Temperaturen über 200°C ist z.B. der Elektrodenkessel eine Schlüsseltechnologie, da höhere Temperaturniveaus als bei der Hochtemperaturwärmepumpe erreicht werden können – jedoch bei geringerem Wirkungsgrad«, so Projektleiterin Dr. Charlotte Senkpiel. Der Einsatz von Wasserstoff in der Industrie ist im Bereich der stofflichen Nutzung, in der Stahlherstellung sowie bei Hochtemperaturprozessen wie der Herstellung von Nicht-Eisen-Metallen, Glas und Keramik oder der Metallweiterverarbeitung sinnvoll.
»In den energieintensiven Branchen Stahl, Chemie und Zement müssen für die Transformation oft ganze Prozessketten neu aufgesetzt werden – die technischen Optionen unterscheiden sich je nach Branche«, erläutert Ko-Autor Markus Kaiser vom Fraunhofer ISE. So kommt es in der Stahlerzeugung laut der Analysen auf den Ausbau des strombasierten Recyclings von Stahlschrott und auf die Umstellung von kohlebasierten Hochöfen auf wasserstoffbasierte Direktreduktion in der Primärerzeugung an. In der Grundstoffchemie steht in der stofflichen Nutzung der Wechsel von fossilen Energieträgern auf Wasserstoff im Mittelpunkt. Zudem stellt die Elektrifizierung von Steamcrackern zur Herstellung von hochwertigen Chemikalien eine wichtige Option dar.
In der Zementindustrie dagegen kommt zur Bereitstellung von Wärme der vermehrte Einsatz biogener Energieträger zusammen mit direkter Elektrifizierung in Frage. Zusätzlich ist hier eine CO2-Abscheidung für die Vermeidung von prozessbedingten Emissionen notwendig.
Viele Unternehmen der energieintensiven Industrie streben eine Elektrifizierung ihrer industriellen Prozesse an. Damit sie in Elektrifizierungsmaßnahmen investieren, benötigen sie insbesondere Planungssicherheit hinsichtlich der Verfügbarkeit von (kostengünstigem) Strom sowie ausreichende Netzanschlusskapazitäten, berichten die befragten Unternehmen. Darüber hinaus hängt von verschiedenen Faktoren ab, ob Investitionen in Transformationsmaßnahmen tatsächlich getätigt werden. Hierzu zählen politische Rahmenbedingungen, zukünftige Energiepreisentwicklungen, die Verfügbarkeit von Technologien und Energie zur Transformation sowie die Sicherung der internationalen Wettbewerbsfähigkeit.
Das Projekt »IND-E« ist Teil des Leitthemas » Klimaneutrale Industrie«, in dessen Rahmen das Fraunhofer ISE Unternehmen bei der Umstellung auf eine CO2-neutrale Energieversorgung unterstützt.
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