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Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag

Informationen zur Untersuchung

Alternative Technologiepfade für die Emissionsreduktion in der Grundstoffindustrie

Themenbereich: Energie, Ressourcen, Umwelt
Analyseansatz: TA-Projekt
Themeninitiative: Ausschuss für Wirtschaft und Energie
Status: laufend
Bearbeitungsstand: Start Anfang 2020
Laufzeit: 2020 bis 2021

Thematischer Hintergrund

Der Industriesektor ist nach dem Energiesektor mit rund 20 % der Gesamtemissionen der zweitgrößte Treibhausgasemittent (THG-Emittent) in Deutschland. Laut dem Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung sollen die Emissionen dieses Sektors bis 2030 um rund 50 % gegenüber 1990 (rund 22 % gegenüber 2014) reduziert werden, um das Ziel einer weitgehenden THG-Neutralität bis 2050 erreichen zu können.

Die dem Industriesektor zugerechneten THG-Emissionen sind aktuell zu rund zwei Dritteln energiebedingt (Verbrennung von fossilen Brennstoffen zur Bereitstellung von Prozesswärme, Dampf oder mechanischer Energie) und zu rund einem Drittel prozessbedingt (in der Zementindustrie beispielsweise durch das Brennen von Kalkstein zu Zementklinker). Nicht außer Acht zu lassen sind außerdem CO2-Emissionen, die nach der Nutzungsphase von Produkten aus fossilem Kohlenstoff (z. B. Kunststoffe) durch Verbrennung oder Abbauprozesse entstehen. Diese Emissionen werden zwar dem Abfallsektor zugerechnet, haben ihren Ursprung aber vor allem in der Industrie. Dies gilt gleichermaßen für die aus dem Fremdstrombezug verursachten CO2-Emissionen, die dem Energiesektor zugerechnet werden. Minderungsmaßnahmen im Industriesektor können ihre Wirkung daher auch in anderen Sektoren entfalten.

Wesentliche Ansätze zur Reduktion der energiebedingten Emissionen umfassen Effizienzsteigerungen sowie die Nutzung weitgehend CO2-neutraler Energieträger. Optionen zur Reduktion der abfallbedingten Emissionen sind die Verlängerung der Nutzungsdauern bzw. Erhöhung der Recyclingraten für kohlenstoffhaltige Produkte oder die Nutzung alternativer Kohlenstoffquellen, z. B. Biomasse oder aus der Luft abgeschiedenes CO2 (Carbon Capture and Utilization [CCU]). Die größte Herausforderung aber stellt die Reduktion der prozessbedingten THG-Emissionen dar, da hierzu grundlegende Umstellungen der konventionellen industriellen Prozesse und/oder die Substitution von Rohstoffen oder Produkten erforderlich sind.

Die Potenziale neuer THG-armer Technologiepfade hängen von vielen Faktoren ab, angefangen von der technischen Realisier- und Skalierbarkeit über die Wirtschaftlichkeit und – im Falle von Stoffsubstitutionen – die Rohstoffverfügbarkeiten bis hin zu den Eigenschaften der durch veränderte Prozesse oder Rohstoffe erzeugten Produkte. Schließlich haben Umstellungen in den konventionellen industriellen Herstellungsprozessen auch ökonomische Auswirkungen auf die Industrien selbst, auf die Abnehmerbranchen und nicht zuletzt auf die Technologieentwickler und Anlagenhersteller.

Ziel und Vorgehensweise

Der Untersuchungsfokus liegt auf alternativen THG-armen bzw. -freien Technologiepfaden in den emissionsintensiven Grundstoffindustrien (z. B. Kalk- und Zementindustrie, Eisen- und Stahlindustrie, chemische Grundstoffindustrie). Für diese Industriebereiche werden die aus technischer Perspektive aussichtsreichsten Optionen zur Reduktion der THG-Emissionen durch alternative Herstellungsprozesse oder Substitutionen von Rohstoffen oder Produkten erfasst und dargestellt (Stand von Wissenschaft und Technik, technische und industrielle Umsetzbarkeit und Skalierbarkeit etc.). Für Optionen mit hohem technischem Reduktionspotenzial wird – sofern nach dem gegenwärtigen Forschungs- und Entwicklungstand möglich – die Wirtschaftlichkeit gegenüber den konventionellen Verfahren abgeschätzt (Entwicklungs-, Investitions- und Betriebskosten etc.). Gegebenenfalls vorhandene Hemmnisse für die Realisierung von technisch und ökonomisch vielversprechende Optionen werden beleuchtet (z. B. regulatorische Hürden, Widerstände in der Wirtschaft) und politische Gestaltungsoptionen zum Abbau dieser Hemmnisse und zur Förderung der Diffusion in die industrielle Praxis abgeleitet (z. B. Anreizsysteme, Fördermaßnahmen, Forschungsnotwendigkeiten, regulatorische Rahmenbedingungen). Für die aussichtsreichsten Reduktionsoptionen werden sodann ökonomische Folgewirkungen herausgearbeitet. Hier relevante Untersuchungsfragen sind u. a. Auswirkungen auf die Wettbewerbsfähigkeit deutscher Unternehmen (in den o. g. Industrien, aber auch bei Technologieentwicklern und Anlagenherstellern), Auswirkungen auf die Industriebeschäftigten und – wenn sich durch Verfahrensumstellungen oder Stoffsubstitutionen auch die Produkteigenschaften ändern – gegebenenfalls Effekte auf die Abnehmerbranchen der Produkte.

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