Die chemische Industrie befindet sich in der größten Transformation ihrer Geschichte. Die EU will bis 2050 treibhausgasneutral werden. Dazu hat sie mit dem Green Deal die Rahmenbedingungen gesetzt. Seit der Verabschiedung des Klimaschutzgesetzes 2021 durch das Europäische Parlament und den Rat sind die Klimaziele auch gesetzlich verankert und das EU-Zwischenziel für die Emissionsminderung bis 2030 wurde von 40 % auf mindestens 55 % angehoben. Das unter dem Namen „Fit for 55“ bekannte Gesetzespaket umfasst Regelungen, die Europa auf diesen Weg bringen sollen. Damit hat die Politik also die Zielmarke gesetzt. Diese gilt es jetzt in den kommenden Jahren zu erreichen.
Achema 2024: Grüner Strom hat Schlüsselfunktion
Grüner Strom wird in diesem System eine Schlüsselfunktion einnehmen. Die direkte Nutzung von Wind- und Sonnenenergie ist sehr effizient, doch die beiden Energiequellen sind schlüpfrige Gesellen. Sie stehen nicht immer in ausreichender Form zur Verfügung. Wer möchte schon, dass im Stadion das Licht ausgeht, nur weil an diesem Abend kein Lüftchen weht? Es gilt also Wind- und Sonnenenergie für dunkle oder flaue Zeiten zu speichern. Neben den Klassikern wie Pumpspeicherkraftwerken gibt es mittlerweile verschiedene andere Möglichkeiten. Favorisiert werden derzeit Wasserstoff und Lithium-Ionen-Batterien.
Wasserstoff macht grüne Energie flexibel
Die Umwandlung grüner elektrischer Energie in grünen Wasserstoff findet in sogenannten Elektrolyseuren statt, allerdings mit einem deutlichen Energieverlust. Auch das Verflüssigen des leichten Elements kostet Energie, um es hinterher sinnvoll transportieren zu können. Ein Problem, das wohl in Kauf genommen werden muss, um erneuerbare Energien zeit- und ortsunabhängig zu nutzen.
Moderne Industriegesellschaften wie beispielsweise Deutschland benötigen sehr große Mengen erneuerbare Energien, die sich aufgrund der geografischen Lage nicht mit national vorhandenen Potenzialen decken lassen. Hier kommt der Wasserstoff ins Spiel: In ihm kann beispielsweise die Energie der Wüstensonne in chemischer Form gespeichert und über lange Zeiträume gelagert werden. Sie ist jederzeit verfügbar und kann über weite Strecken transportiert werden. Mit grünem Wasserstoff bleibt beim Fußballspiel im Stadion also das Licht an.
Wasserstoff defossiliert die chemische Industrie
In einem erneuerbaren Energiesystem lassen sich mit Wasserstoff-Kraftwerken (Gasturbinen) und Brennstoffzellen also Dunkelflauten überbrücken und Schwankungen ausgleichen. Grüner Wasserstoff kann aber mehr: In der chemischen Industrie trägt er erheblich zur Defossilierung der Prozesse bei. Die Basis für eine nachhaltige Düngemittelindustrie bildet grüner Ammoniak. Grüner Wasserstoff kann via Power-to-X in grüne Basischemikalien verwandelt werden, aus denen anschließend E-Fuels wie Flugbenzin oder Schiffsdiesel werden. Dazu sind allerdings enorme Mengen grünen Wasserstoffs notwendig. Der schnelle Ausbau der Wasserstoffproduktion und -infrastruktur ist somit eine der wichtigsten Voraussetzungen für eine erfolgreiche Energiewende.
Die Sonderschau Wasserstoff der Achema 2024 will genau die Akteure zusammenbringen, die an der sich schnell entwickelnden Wasserstoffwirtschaft mitgestalten wollen. Sie richtet sich an Entscheidungsträger aus Politik und Wirtschaft, Experten und Lösungsanbieter. Themen sind die Hochskalierung von Produktion und Infrastruktur, Innovationen für das Handling von Wasserstoff, Power-to-X sowie die Gestaltung eines Wasserstoff-Ökosystems.
Batterieproduktion befeuert mechanische Verfahren
Eine Alternative zu Wasserstoff als Speicherelement stellen Lithium-Ionen-Batterien dar. Grüne Energie, die beispielsweise von der Solaranlage auf dem Dach eines Hauses kommt, kann direkt in einem Energiespeicher für die Nacht gespeichert werden. Nach Sonnenuntergang wird der Haushalt aus dem Energiespeicher mit Strom versorgt. Kernelement der Energiespeicher sind Lithium-Ionen-Batterien. Auch die fortschreitende Elektromobilität verlangt nach immer besseren und länger haltbareren Lithium-Ionen-Batterien.
Die Kunst bei der Herstellung dieser Batterien ist, durch exakte Mischprozesse die Qualität der Batteriemassen am Optimum zu halten. Dadurch lässt sich die Lebensdauer der Batterien deutlich erhöhen. In den zahlenmäßig stark steigenden Batteriefertigungen werden große Mengen verfahrenstechnischer Apparate benötigt, die sich für das Handling und die Produktion der Batteriemassen eignen. Auf der Achema 2024 werden daher Handling- und Dosiersysteme, Contaimentsysteme und Mischer aller Art für die Herstellung von Batteriemassen zu sehen sein.
Kreislaufwirtschaft unverzichtbar
Ohne Kreislaufwirtschaft keine Nachhaltigkeit. Das gilt auch für die chemische Industrie. Lineare Produktionsketten müssen völlig neu gedacht werden. Produzieren, Nutzen, Wegwerfen: Das geht nicht mehr. Es gilt den Kohlenstoffkreislauf zu schließen. Am Ende darf nicht mehr der CO2-Ausstoß stehen, sondern die vollständige Kreislaufführung von Produkt- und Stoffströmen. Dazu müssen Produkte von Anfang an so designt werden, dass sie wieder gut zu recyceln sind. Kunststoffprodukte beispielsweise sollten möglichst sortenrein sein, sodass sie sich perfekt für ein mechanisches Recycling eignen. Lässt sich dies nicht verwirklichen, kann das chemische Recycling eine Lösung sein. Letztendlich geht es darum, die CO2-Neutralität der Prozessindustrie zu erreichen.
Das Thema Nachhaltigkeit ist ein branchenübergreifender Schmelztiegel, der sich wie ein grüner Faden durch alle Ausstellungsbereiche der Achema zieht. Nachhaltige Lösungen für die chemische Industrie finden sich daher in allen Hallen der Achema.
Achema 2024 zeigt: Digitalisierung schreitet voran
Die Digitalisierung in der Prozessindustrie schreitet weiter voran. Immer mehr verschmelzen IT und OT. Dadurch entstehen große Vorteile, aber auch erhebliche Nachteile. Die früher autarken und in sich abgeschlossenen Prozessleitsysteme waren für Hacker unerreichbar. Heute sieht das anders aus. Datenübertragung von einem Standort zum anderen, Big Data-Analysen und vieles mehr verbinden die OT-Welt mit der IT-Welt und machen diese angreifbar. Dabei entsteht so etwas wie ein Wettlauf zwischen Unternehmens-IT und den Hackern. Durch künstliche Intelligenz wird dieser Wettstreit noch weiter angefacht. Unternehmen der chemischen, aber auch der pharmazeutischen Industrie tun gut daran, ihre Prozesse möglichst gut abzusichern. Die Herausforderung für Unternehmen besteht darin, genau die richtige Lösung für ihren Betrieb zu finden. Auf der Achema bieten daher zahlreiche Hersteller Konzepte und Lösungen an, mit denen man die Vorteile der Digitalisierung nutzen kann, ohne den Hackern gleich ins offene Messer zu laufen.
Modularisierung nimmt Fahrt auf
Seit der letzen Achema 2022 ist klar, die modulare Produktion ist nicht mehr aufzuhalten. In diesem Punkt waren sich auch die Experten der cav-/phpro-Websession „MTP und modulare Produktion“ einig, die im vergangenen Herbst stattfand. Flexibel und günstig produzieren – das sind Argumente, denen sich kein Unternehmen der chemisch-pharmazeutischen Industrie entziehen kann. Dementsprechend gibt es auch schon viele Lösungen von der POL bis zu Automatisierungskomponenten einzelner Module, die sich in der modularen Produktion nutzen lassen. Zur Achema 2024 ist der Punkt gekommen, an dem der nächste Schritt erfolgen kann: der Sprung vom Pilotstatus in die flächendeckende Produktion. Die Basis ist vorhanden, zumal im Herbst 2024 die PNO die nächsten Standardisierungsschritte bei MTP geht. Plug & Produce wird somit Realität.
Aus dem Labor direkt in die Pharmaproduktion
Die Pharmaindustrie gehört derzeit zu den dynamischsten und spannendsten Branchen überhaupt. Neue und innovative Forschungs- und Produktionsmethoden verändern die Pharmaindustrie nachhaltig. Besonders deutlich wurde dies in der Covid-Pandemie: Die mRNA-Impfstoffe von Biontech-Pfizer und Moderna erfordern ausgeklügelte Verpackungs- und Logistikkonzepte, um beispielsweise Lagertemperaturen zwischen -60 und -80 °C sicherzustellen. Mit der Pharmaindustrie wächst auch der Pharmamaschinenbau. Dementsprechend präsentieren sich die Hersteller von Abfüll- und Verpackungsmaschinen auf der Achema 2024, um ihre neuesten Konzepte und Maschinen zu präsentieren.
Fazit
Die Achema 2024 bietet wieder einen bunten Strauß an Technologien für die Prozessindustrie. Von Anlagenbau über Pumpen und Armaturen bis hin zu Abfüll- und Verpackungsmaschinen für Pharmazeutika ist für jeden etwas dabei. Und die großen Trendthemen wie Digitalisierung, Wasserstoff und Nachhaltigkeit finden sich auch vor Ort wieder – zum Teil an den Ständen der Aussteller, zum Teil aber auch auf themenbezogenen Sonderflächen.
Dr. Bernd Rademacher
Redakteur
