Die Transformation hin zu einer klimaneutralen Industrie erfordert innovative Ansätze. Carbon Management (CCS/CCU) und Wasserstoff bieten entscheidende Lösungen zur Reduktion von CO₂-Emissionen – insbesondere für energieintensive Branchen. Technologische Innovation, wirtschaftliche Machbarkeit und verlässliche Rahmenbedingungen bestimmen den Erfolg der industriellen Dekarbonisierung.
1. Carbon Management: Technologien zur CO₂-Reduktion in der Industrie
Die Reduktion von CO₂-Emissionen stellt insbesondere für energieintensive Branchen wie Stahl, Chemie und Zement eine große Herausforderung dar. Carbon Capture and Storage (CCS) und Carbon Capture and Utilization (CCU) bieten Lösungsansätze, indem CO₂ direkt an der Quelle abgeschieden wird. „Zur Erfassung von CO₂ aus industriellen Prozessen gibt es mehrere effektive Technologien, die je nach Industrie, Anlagen, Abgaszusammensetzung, verfügbaren Energiequellen und Temperaturbedingungen eingesetzt werden“, erklärt Dr. Dennis Rendschmidt, Geschäftsführer VDMA Power Systems. „Daher empfiehlt es sich, für jede Anwendung und jeden Standort die effizienteste Variante zu ermitteln und einzusetzen.“
CCS ermöglicht die dauerhafte Speicherung von CO₂ in geologischen Formationen und kann signifikant zur Emissionsminderung beitragen, wie das Projekt Northern Lights in Norwegen zeigt. CCU hingegen nutzt CO₂ als Rohstoff für synthetische Kraftstoffe und Baustoffe, befindet sich jedoch noch in der Entwicklung und erfordert entsprechende Rahmenbedingungen sowie Investitionen in Infrastruktur wie CO₂-Pipelines.
Anwendungsbereiche von CCS und CCU
Besonders für Zement- und Stahlwerke bietet CCS kurzfristig wirksame Reduktionspotenziale, während CCU in der Chemieindustrie zunehmend an Bedeutung gewinnt. „CMR-Technologien sind ein Baustein zur Erreichung der Klimaziele, indem sie CO₂-Emissionen unmittelbar reduzieren“, beschreibt Rendschmidt. „Die Anwendung kann sowohl bei Neu- als auch bei Bestandsanlagen erfolgen.“
Industrieprozesse zählen zu den größten CO₂-Verursachern weltweit: Stahl verursacht rund sieben bis neun der Emissionen, Zement etwa acht Prozent durch die Kalzinierung von Kalkstein. In der Chemie entstehen Emissionen bei der Produktion von Ammoniak, Methanol und Kunststoffen. Unternehmen setzen verstärkt auf erneuerbare Energien, grünen Wasserstoff und Power-to-X-Technologien zur Verbesserung der CO₂-Bilanz.
CO₂-Speicherung und -Nutzung: Strategien des Carbon Managements
Neben der geologischen Speicherung bieten Technologien wie Mineralisierung, biologische Prozesse und innovative Speicherlösungen zusätzliche Optionen. Basaltformationen ermöglichen die Umwandlung von CO₂ in feste Karbonate, während moderne Überwachungsmethoden die langfristige Sicherheit der Lagerstätten gewährleisten. „Auch in absehbarer Zukunft werden viele industrielle Prozesse weiterhin erhebliche Mengen an CO₂ emittieren“, betont Rendschmidt. „Da sich diese Emissionen kurzfristig nicht vollständig vermeiden lassen, bieten Carbon Management und Removal-Technologien (CMR) eine sofort verfügbare, effiziente und praktikable Lösung.“
Neben der Speicherung gewinnt die Nutzung von CO₂ für Baustoffe und Biokraftstoffe an Bedeutung. Rendschmidt sieht hier wirtschaftliche Chancen: „Die Nutzung von abgeschiedenem CO₂ eröffnet neue wirtschaftliche Potenziale. Kohlenstoff ist ein unverzichtbarer Rohstoff – doch wird CO₂ aus industriellen Quellen bislang kaum genutzt.“ Ein Beispiel hierfür ist die Produktion synthetischer Kraftstoffe, die eine Win-Win-Situation schafft: Emissionen werden reduziert, während wertvolle Rohstoffe gewonnen werden.
Gesellschaftliche Akzeptanz als Schlüssel zum Erfolg
Die breite Umsetzung von CCS und CCU hängt allerdings maßgeblich von gesellschaftlicher Akzeptanz ab. „Wenn die Energiewende gelingen soll, müssen wir die Akzeptanz für das Management, den Transport und die Speicherung von CO₂ erreichen“, sagt Dr. Hans Dieter Hermes, Executive Vice President Hydrogen & Renewable Energies bei SEFE. Denn Vertrauen entsteht nur durch transparente Informationskampagnen, frühzeitige Einbindung der Bevölkerung sowie eine klare Kommunikation ökologischer Vorteile und wirtschaftlicher Chancen. Politische Maßnahmen wie Carbon Contracts for Difference (CCfD), höhere CO₂-Preise und klare Genehmigungsrichtlinien sind essenziell für Investitionssicherheit. „Carbon Management & Removal-Technologien stellen eine wichtige Technologie dar, um den Wirtschaftsstandort Deutschland zu sichern“, unterstreicht Rendschmidt.
Carbon Management als unternehmerische Pflicht
Eine präzise CO₂-Buchhaltung wird zunehmend zur strategischen Pflicht. Das Greenhouse Gas (GHG) Protocol unterscheidet Emissionen in:
- Scope 1: Direkte Emissionen
- Scope 2: Emissionen durch zugekaufte Energie
- Scope 3: Emissionen entlang der Lieferkette und Nutzung
Digitale Tools und KI erleichtern die Datenerfassung, während steigende CO₂-Preise Investitionen in Abscheidung, grüne Energie und Wasserstoff attraktiver machen. „Um die heimische Industrie zukunftsfähig zu gestalten, betrachten wir Carbon Management und Removal-Technologien als zentrale Instrumente“, erklärt Rendschmidt. „Der deutsche Maschinen- und Anlagenbau verfügt bereits heute über weltweit führende Technologien, die verstärkt auch im Inland genutzt werden sollten.“
Fazit: CO₂-Management wird zur strategischen Pflicht und zum globalen Wettbewerbsfaktor.
2. Wasserstoff als Industrielösung für die Energiewende
Wasserstoff ist entscheidend für die Dekarbonisierung von Stahl-, Chemieindustrie und Transport. In der Stahlproduktion ermöglicht er eine nahezu CO₂-freie Direktreduktion von Eisenerz, wie Projekte wie HYBRIT und H2 Green Steel zeigen. Allerdings gibt es Herausforderungen bei Elektrolysekapazitäten und Infrastruktur. Auch die Chemieindustrie kann mit grünem Wasserstoff nahezu emissionsfrei Ammoniak, Methanol und synthetische Kraftstoffe herstellen, vorausgesetzt, die Kapazitäten sind ausreichend.
„Der Wasserstoffhochlauf bietet Deutschland und Europa die Möglichkeit, eine globale Vorreiterrolle in einer der wichtigsten Zukunftstechnologien einzunehmen“, erklärt Dr. Uwe Lauber, Vorstandsvorsitzender der Everllence SE. „Zudem sichert eine heimische Produktion die Wirtschaft gegen externe Schocks ab.“ Im Schwerlastverkehr gewinnen Brennstoffzellen-Lkw an Bedeutung, da batterieelektrische Antriebe hier oft an ihre Grenzen stoßen. Auch die Schifffahrt setzt zunehmend auf wasserstoffbasierte Kraftstoffe wie grünes Methanol oder Ammoniak.
„In der Schifffahrt können Wasserstoff und seine Derivate ebenfalls zum Einsatz kommen, um Emissionen zu reduzieren“, erklärt Dr. Peter Müller-Baum, Geschäftsführer der VDMA-Plattform Power-to-X for Applications. „Für die hohe See sind künstliche Kraftstoffe ein zentraler Baustein, um CO₂-Neutralität zu ermöglichen.“ In der Luftfahrt werden eFuels auf Wasserstoffbasis getestet, und Airbus arbeitet an wasserstoffbetriebenen Flugzeugen.
„Nicht zu vergessen sind der Straßengüterverkehr und die vielfältigen mobilen Maschinen“, erinnert Müller-Baum. „Traktoren, Mähdrescher, Forstmaschinen, Bagger – überall dort werden eFuels dringend benötigt.“ Ein weiterer Vorteil wasserstoffbasierter Derivate liegt im einfacheren Transport. Müller-Baum betont: „Wasserstoff ist fast immer die Basis. Für einige Anwendungen wird jedoch eine höhere Energiedichte benötigt. Produkte wie Ammoniak oder Methanol lassen sich gut transportieren – so kommt grüne Energie aus anderen Weltregionen nach Europa.“
Grüner Wasserstoff: Innovationen und globale Kooperationen
Grüner Wasserstoff gilt als Schlüssel der Energiewende, erzeugt durch Elektrolyse mit erneuerbarem Strom. Dabei kommen verschiedene Verfahren wie AEL, PEM, AEM und SOEC zum Einsatz. „Bei den Elektrolyseverfahren unterscheidet man im Wesentlichen AEL, PEM und AEM. Alle drei haben ihre spezifischen Vor- und Nachteile“, erklärt Müller-Baum. „Gemeinsam ist ihnen, dass sie auf den Ausbau erneuerbarer Energien angewiesen sind.“
Für den Markthochlauf sind industrielle Großanlagen und Automatisierung essenziell. „Um den zukünftigen Bedarf zu decken, müssen leistungsfähige, kostengünstige Elektrolyseure in Serienfertigung hergestellt werden“, sagt Müller-Baum. Internationale Partnerschaften treiben die Produktion voran. „Deshalb starten wir mit globalen Projekten, um der deutschen Industrie kostengünstigen Wasserstoff bereitzustellen“, sagt Hermes. „Wir setzen auf Kooperationen, etwa mit ACWA Power in Saudi-Arabien oder Eletrobras in Brasilien.“
Aktuelle Meldungen aus der Industrie
Energiekrise, Lieferengpässe, Fachkräftemangel: Die Industrie steht vor vielen Herausforderungen. Alle Meldungen aus Maschinenbau und Co finden Sie in unserem News-Blog. Hier klicken!
Wasserstoffinfrastruktur als Rückgrat der Energiewende
Der Einsatz von Wasserstoff erfordert den Ausbau von Transportnetzen, Speichern und Importstrukturen. „Mit dem geplanten Wasserstoff-Kernnetz von rund 9.000 Kilometern setzt Deutschland sich an die Spitze in Europa“, betont Lauber. „Die schnelle Umsetzung ist eine Grundvoraussetzung für den erfolgreichen Markthochlauf.“ Maritimer Transport gewinne an Bedeutung, denn flüssiger Wasserstoff sowie Ammoniak oder Methanol ermöglichen den internationalen Handel. „Wasserstoff kann als Speichermedium für überschüssige erneuerbare Energie genutzt werden“, erklärt Müller-Baum. „Dies gleicht Schwankungen in der Stromproduktion aus.“ Sicher ist: Ohne Netze, Speicher und Importstrukturen bleibt der Wasserstoffhochlauf unmöglich. Staatliche Förderung, stabile Rahmenbedingungen und Innovation sind essenziell.
Wasserstoff, eFuels und Strom im Effizienzvergleich
Die Wettbewerbsfähigkeit von Wasserstoff hängt von Effizienz und Skalierbarkeit im Vergleich zu synthetischen Kraftstoffen (eFuels) und Direktstromnutzung ab. „Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe müssen zusammengedacht werden“, betont Lauber. „Für klimaneutrale Schifffahrt und Luftfahrt sind eFuels alternativlos.“ Grüner Wasserstoff bleibt dort konkurrenzfähig, wo direkte Elektrifizierung an Grenzen.
3. Regulatorische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen
Der Ausbau der Wasserstoffwirtschaft erfordert klare politische Vorgaben, Investitionssicherheit und pragmatische Regulierungen. In Deutschland bildet die Nationale Wasserstoffstrategie seit 2020 die Grundlage, unterstützt durch ein geplantes Wasserstoff-Kernnetz von 9.000 Kilometern bis 2032 und eine Importstrategie.Auf EU-Ebene fördert der Green Deal Wasserstoff mit Initiativen wie dem Net Zero Industry Act und der EU-Wasserstoffbank. Fördermaßnahmen wie Carbon Contracts for Difference (CCfD) und H2Global sichern Investitionen, während einheitliche Zertifizierungen Transparenz schaffen.
Carbon-Management-Technologien gewinnen an Bedeutung, unterstützt durch das Kohlendioxidspeichergesetz und die Carbon Management Strategie, die CO₂-Abscheidung und -Nutzung fördern. Industrie und Verbände fordern schnellere Genehmigungen, Finanzierungssicherheit für Infrastruktur und eigene CO₂-Speicher in Deutschland. Außerdem ist die Ratifizierung des London-Protokolls für den grenzüberschreitenden CO₂-Transport wichtig.
„Wir müssen endlich vom Planen ins Handeln kommen“, fordert Lauber. „Die Industrie ist startklar. Es fehlen aber verlässliche Märkte, regulatorische Sicherheit und marktkonforme Anreizsysteme, um faire Wettbewerbsbedingungen für europäische Unternehmen zu schaffen.“ Rendschmidt wiederum ergänzt dazu: „Es braucht ein abgestimmtes Zusammenspiel aller nationalen und europäischen Strategien. CCS und Direct Air Capture sind essenziell, um Negativemissionen zu ermöglichen.“
Finanzielle Anreize und marktgerechte Rahmenbedingungen
Förderinstrumente wie CCfD gleichen Produktionskosten und Marktpreise aus und minimieren Risiken. Großprojekte profitieren von EU-Initiativen wie IPCEI, der EU-Wasserstoffbank sowie steuerlichen Anreizen. Internationale Finanzierungsmodelle wie Public-Private-Partnerships (PPP) sind notwendig, um den globalen Ausbau zu stemmen. Handelsverträge sichern Importe aus sonnen- und windreichen Regionen.
„Ganz alleine werden wir den immensen Wasserstoffbedarf nicht decken können“, erklärt Lauber. „Frühzeitige Kooperationsverträge sind erforderlich, doch bisher gibt es zu wenig konkrete Aktivitäten.“ Marktmechanismen wie der EU-Emissionshandel (EU ETS) stärken die Wettbewerbsfähigkeit von grünem Wasserstoff. Zertifizierungen wie H2Global und das Carbon Removal Certification Framework schaffen Vertrauen. Allerdings sind Klimaschutzverträge noch ungewiss, und der CO₂-Preis bleibt zu niedrig für spürbare Steuerungseffekte.
„Ohne staatliche Unterstützung und klare regulatorische Rahmenbedingungen ist Carbon Management derzeit oft nicht wirtschaftlich“, bestätigt Rendschmidt. Nur mit günstiger erneuerbarer Energie lässt sich auch günstiger Wasserstoff produzieren. „Wir brauchen Investitionssicherheit und politische Maßnahmen zur Absicherung der Anfangsrisiken“, betont Müller-Baum.
Praktische Umsetzung und Unternehmensstrategien
SEFE setzt gezielt auf Dekarbonisierung. Hermes erklärt: „Wir haben das Ziel, unsere Scope-1- und Scope-2-Emissionen bis 2040 klimaneutral zu stellen, mit einer 50 Prozent-Reduktion bis 2030. Unsere Scope-3-Emissionen sollen bis 2030 um 15 Prozent sinken.“ Die Maßnahmen umfassen Energieeffizienz, Ökostrom, optimierten Betrieb von LNG-Schiffen und Lieferketten. Die Emissionsmessungen folgen dem GHG-Protokoll und unabhängigen Prüfverfahren.
4. Fazit und Handlungsempfehlungen
Die Dekarbonisierung der Industrie erfordert klare politische Rahmenbedingungen, wirksame Förderinstrumente wie CO₂-Bepreisung und CCfD sowie den Abbau regulatorischer Hürden. Notwendig sind der Ausbau von Elektrolyseanlagen, CCS/CCU-Technologien und Investitionen in Speicherlösungen. Internationale Kooperationen, Wasserstoffpipelines und Importverträge legen die Basis für einen globalen Wasserstoffmarkt, während einheitliche Zertifizierungssysteme Transparenz schaffen.
Wasserstoff und Carbon Management ergänzen sich: Blauer Wasserstoff mit CCS sichert kurzfristig die Versorgung, während CO₂ für synthetische Kraftstoffe genutzt wird. Besonders schwer elektrifizierbare Industrien profitieren. Langfristig sind sinkende Elektrolyseurpreise, technologieoffene Ansätze und stabile gesetzliche Rahmenbedingungen entscheidend.
Rendschmidt fasst zusammen: „Insgesamt sind CMR-Technologien ein zentraler Bestandteil des Übergangs zu einer klimaneutralen Wirtschaft. Sie verbinden Klimaschutz mit Innovationskraft und eröffnen neue Chancen für eine nachhaltige industrielle Wertschöpfung. Damit leisten sie einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der nationalen und globalen Klimaziele.“
überarbeitet von: Dietmar Poll
FAQ: Carbon Management und Wasserstoff zur Dekarbonisierung
Was versteht man unter Carbon Management?
Carbon Management umfasst Strategien zur Erfassung, Nutzung und Speicherung von CO₂-Emissionen aus industriellen Prozessen. Ziel ist es, Treibhausgase zu reduzieren und die Klimaziele zu erreichen.
Welche Technologien werden zur CO₂-Abscheidung eingesetzt?
Zu den wichtigsten Technologien zählen Carbon Capture and Storage (CCS) zur geologischen Speicherung und Carbon Capture and Utilization (CCU) zur stofflichen Nutzung des CO₂, etwa für synthetische Kraftstoffe oder Baustoffe.
Für welche Branchen sind CCS und CCU besonders relevant?
Energieintensive Industrien wie Zement, Stahl und Chemie profitieren besonders von diesen Technologien, da dort prozessbedingte CO₂-Emissionen nur schwer vermeidbar sind.
Wie wichtig ist Wasserstoff für die Industrie?
Grüner Wasserstoff gilt als zentraler Energieträger für eine klimaneutrale Industrie, insbesondere in der Stahl- und Chemieproduktion sowie im Schwerlastverkehr und der Schifffahrt.
Welche Rolle spielt die gesellschaftliche Akzeptanz?
Ohne Akzeptanz in der Bevölkerung sind Projekte zur CO₂-Speicherung und -Nutzung politisch schwer durchsetzbar. Transparente Kommunikation ist entscheidend für den Erfolg.
Was ist das Wasserstoff-Kernnetz?
Das geplante Wasserstoff-Kernnetz soll bis 2032 rund 9.000 Kilometer umfassen und Deutschland mit einer flächendeckenden Wasserstoffinfrastruktur versorgen.
Warum sind Investitionen in CO₂-Management und Wasserstofftechnologien notwendig?
Sie bieten nicht nur Klimaschutz, sondern stärken die Wettbewerbsfähigkeit, sichern industrielle Standorte und eröffnen neue Märkte für innovative Technologien.
Welche politischen Maßnahmen unterstützen den Hochlauf?
Förderinstrumente wie Carbon Contracts for Difference (CCfD), der EU-Emissionshandel, steuerliche Anreize sowie internationale Partnerschaften sorgen für Planungssicherheit.
Wie wird CO₂ für industrielle Zwecke genutzt?
Abgeschiedenes CO₂ kann in der Produktion von synthetischen Kraftstoffen, Kunststoffen oder Baustoffen wiederverwendet werden – ein Beitrag zur Kreislaufwirtschaft.
Wie kann CO₂ langfristig gespeichert werden?
Möglichkeiten umfassen geologische Lagerstätten, Mineralisierung in Basaltformationen oder biologische Prozesse – jeweils mit strengen Überwachungsmechanismen zur Sicherheit.
