Wir alle tragen die Verantwortung für unseren Planeten genauso wie für den Erhalt und die Entwicklungsmöglichkeiten der wirtschaftlichen Unternehmensbasis. Eine Voraussetzung dafür ist die Dekarbonisierung. Denn neben dem wachsenden politischen und regulatorischen Druck steigen die kurzfristigen Risiken, die sich aus dem Klimawandel ergeben, beispielsweise die Beeinträchtigung von Lieferketten durch Extremwetterereignisse. Zudem müssen Unternehmen sich auf einen zunehmend volatilen Energiemarkt einstellen. Mit einem klaren Weg zur Erreichung von Netto-Null-Emissionen ergeben sich neue Geschäftsmodelle, Märkte sowie Produktionsprozesse und somit auch eine spannende Perspektive für diese und kommende Generationen.
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Partner für die strategische Planung und Umsetzung
Die Unternehmen stehen dabei vor einer Vielzahl von Richtungsentscheidungen, die nicht in einzelnen Bereichen allein bewältigt werden können, sondern ein integraler Bestandteil des gesamten unternehmerischen Handelns sein müssen. Vor diesem Hintergrund ist es zielführend, für die Erarbeitung und Umsetzung einer Dekarbonisierungsstrategie eine Partnerschaft mit Experten wie Uniper aufzubauen, in deren Rahmen sowohl eine strategische Planung als auch die praktische Umsetzung stattfindet. Die Grundlage wird dabei durch ein systematisches Vorgehen gelegt, das bei den individuellen Unternehmenszielen und Voraussetzungen ansetzt.
Bei Uniper erfolgt dies mithilfe der sogenannten Decarb-Roadmap. Aufbauend auf der Analyse des Energieverbrauchs werden Schritte erarbeitet, diesen zu reduzieren bzw. zu optimieren – beispielsweise durch Energieeffizienzmaßnahmen, Nachfragesteuerung, Flexibilitätsdienste sowie eine Reihe von Überwachungs- und Diagnoseinstrumenten. So können zum Beispiel durch Energiemarktmodellierung Unsicherheiten reduziert und Investitionsentscheidungen erleichtert werden, während die Potenzialbewertung von Dekarbonisierungsmaßnahmen, CO2-Bilanzierung und Scope-Bewertungen zur Bewältigung der steigenden Volatilität und Komplexität der Energiethematik befähigen. Zudem kann die Decarb-Roadmap auch Schritte zur Umstellung auf kohlenstoffärmere Energiequellen wie Biomasse und Wasserstoff umfassen sowie andere Möglichkeiten – wie die Abfallverwertung – betrachten, um weitere Einspareffekte zu erzielen.
Dekarbonisierung mithilfe des digitalen Zwillings
Ein Industrieunternehmen hatte sich zum Ziel gesetzt, bis 2030 seine gesamten Emissionen in Deutschland zu halbieren. In diesem Rahmen wurde Uniper als Teil eines Projektteams, das für die Konzeption der technischen und wirtschaftlichen Lösungen zuständig war, gebeten, eine detaillierte Planung für einen Produktionsstandort zu erarbeiten. Bei diesem sollen – bei gleichzeitig gewährleisteter Versorgungsicherheit – mehr als 80 % der CO2-Emissionen durch die Einführung bzw. den Ausbau der Versorgung durch erneuerbare Energien und durch die Steigerung der Energieeffizienz eingespart werden.
Im ersten Schritt wurde die Anlage analysiert, um den Prozessbedarf und die Energieflüsse zu verstehen. Anschließend erstellte das Team einen digitalen Zwilling der realen Anlage, um mit dessen Hilfe alternative Anlagenkonfigurationen zu simulieren sowie verschiedene Szenarien zu untersuchen. So konnten die besten Optionen zur Erreichung der Dekarbonisierungsziele ermittelt werden. Im zweiten Schritt wurden diese Möglichkeiten im Rahmen einer Machbarkeitsstudie weiter unter die Lupe genommen und schließlich eine detaillierte Strategie sowie eine Umsetzungsplanung ausgearbeitet.
Der Weg dahin umfasst verschiedene Elemente, von denen manche bereits geplant oder im Betrieb sind, andere aber noch erstellt werden müssen. Ein Bestandteil, der bereits besteht, ist eine Photovoltaikanlage in der lokalen Umgebung, die zeitnah den Produktionsstandort beim Erreichen seiner Dekarbonisierungsziele unterstützen soll. Ein weiteres Puzzlestück ist eine Biogasanlage, die aktuell in der Nähe des Produktionsstandorts errichtet wird und die Reststoffe aus dem Herstellungsprozess nutzen soll. Damit trägt sie künftig nicht nur zur Verringerung der CO2-Emissionen, sondern auch zum Aufbau einer Kreislaufwirtschaft in der Fabrik bei.
Doch die Anbindung der Photovoltaik- und der Biogasanlage reicht allein nicht aus, um die angestrebte Kohlenstoffreduktion von gut 80 % zu erreichen. Hierfür ist die Errichtung einer weiteren, entscheidenden Anlage nötig. Dieses Schlüsselelement ist ein Biomassekraftwerk auf dem Fabrikgelände, betrieben mit regionalen Holzhackschnitzeln, die per Lkw angeliefert werden. Die Herausforderungen bei der Planung hatten ihrerseits Auswirkungen auf die Dimensionierung und Auslegung der Anlage. Zugleich sollten durch die Konfiguration und die Auswahl der verschiedenen technischen Optionen ein größtmöglicher Wirkungsgrad und eine hohe Flexibilität erzielt werden. Um dies zu erreichen, wurde für den Betrieb ein Wirbelschichtkessel in Kombination mit einer Entnahmekondensationsdampfturbine ausgewählt, da dieser mit unterschiedlichen Brennstoffqualitäten betrieben werden kann und größere Flexibilität bietet. So optimiert, trägt die Biomasseanlage entscheidend zur Erreichung der Dekarbonisierungsziele bei und sorgt gleichzeitig durch die Nutzung verschiedener lokaler Brennstoffqualitäten für eine hohe Versorgungssicherheit.
Projekt für grünen Wasserstoff
Ein weiteres Beispiel ist der Energiepark Bad Lauchstädt. Das Projekt Energiepark Bad Lauchstädt realisiert die Kombination aus Produktion, Transport, Speicherung und wirtschaftlicher Nutzung von grünem Wasserstoff im mitteldeutschen Chemiedreieck im industriellen Maßstab und gilt als zentraler Baustein für eine sichere, nachhaltige und wirtschaftliche Energieversorgung der Zukunft. Wie sieht die Vorgehensweise aus? Eine große Elektrolyseanlage mit einer Kapazität von bis zu 30 MW wird grünen Wasserstoff mit erneuerbarem Strom aus einem nahe gelegenen Windpark erzeugen. Der grüne Wasserstoff wird dann über eine umgerüstete Gaspipeline in das Wasserstoffnetz der in Mitteldeutschland ansässigen chemischen Industrie eingespeist und künftig für urbane Mobilitätslösungen genutzt. In einer späteren Phase des Projekts wird der grüne Wasserstoff in einer speziell ausgestatteten Salzkaverne gespeichert. Auf diese Weise werden im Energiepark Bad Lauchstädt alle Aspekte der intelligenten und wirtschaftlich optimalen Integration des Energieträgers grüner Wasserstoff – und damit eine großtechnische Demonstration der Sektorenkopplung – abgedeckt.
Gemeinsames Vorgehen erhöht Erfolgschancen
Die Erarbeitung und Umsetzung einer Dekarbonisierungsstrategie ist ein komplexer Prozess, in dem viele Aspekte berücksichtigt werden müssen. Hier ist es sinnvoll, auf das Expertenwissen von Energieversorgern wie Uniper zurückzugreifen, denn selten sind im eigenen Unternehmen genügend Know-how und Ressourcen vorhanden. Ein integriertes und gemeinschaftliches Vorgehen erhöht eine erfolgreiche Bewältigung der Energiewende.
Uniper SE, Düsseldorf
Autor: Johannes Pauly
Head of Commercial Asset Solutions Europe,
Uniper
