Photovoltaikanlagen, Windkraftanlage und Energiespeicher

'Eigenerzeugte erneuerbare Energie' steht ganz oben auf der Agenda bei der Industrie. Aber auch Speichermedien sowie zu hebende Effizienzen haben die Unternehmen im Blick. Es gilt, sich von äußeren Unwägbarkeiten möglichst unabhängig zu machen. (Bild: Malp - stock.adobe.com)

In Zeiten wie diesen gilt es für die Industrie, Effizienzpotenziale entlang der Wertschöpfungskette zu heben. Darauf verweist Alexander Sauer vom Fraunhofer IPA und erklärt anhand einer Befragung von circa 1.000 Unternehmen, woran diese derzeit arbeiten, wenn es um das Thema Energie und Energieeffizienz geht: "Das Top-Thema ist 'Eigenerzeugte erneuerbare Energie', das derzeit am stärksten in der Industrie umgesetzt wird. Auf Platz zwei liegen die 'Energieverbrauchsdaten zur Systemoptimierung'. Dabei geht es darum, durch Analyse von Energieverbrauchsdaten eine Systemoptimierung des eigenen Energieverbrauchs beginnen zu können."

Das seien die derzeit beiden größten von der Industrie umgesetzten Bereiche - gefolgt von einem dritten Bereich, dem Thema 'Energiespeicherintegration' wie beispielsweise Strom, Wärme oder Kälte.

Wenig beachtet würden derzeit noch die Themen Gleichstromversorgung sowie Wasserstoffintegration, also Wasserstoff als Energieträger für die Fabrik. Für diese beiden Bereiche spiegele sich das auch in dem größten Informations- oder auch Unterstützungsbedarf für die Unternehmen laut Studie wider.

Alexander Sauer, Leiter Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA Direktor Institut für Energieeffizienz in der Produktion (EEP)
(Bild: Sauer)

"Das Top-Thema ist 'Eigenerzeugte erneuerbare Energie', das derzeit am stärksten in der Industrie umgesetzt wird", sagt Alexander Sauer vom Fraunhofer IPA.

Zur CO2-Neutralität leisten Energieeffizienz und Flexibilität ihren Beitrag. Dabei fallen laut Sauer die meisten CO2-Emissionen im Scope 3 an und bei der Forderung nach klimaneutralen Produkten gilt es zu unterscheiden, was denn eigentlich bilanziert werde. "Schaue ich auf mein Produkt, dann muss ich auch den Scope 3 betrachten. Da ist ein extrem großer Hebel, vor allem bei vielen klassischen verarbeitenden Unternehmen", erläutert Sauer.

Emissionsreduktion im Scope 1

"Zur Emissionsreduktion im Scope 1 arbeiten wir gerade in Freudenstadt mit der Uni Stuttgart an dem Thema, wie ein Unternehmen eine Wasserstoffwertschöpfungskette in seine traditionelle Wertschöpfung integriert. Das heißt, dass Strom oder Gas nicht aus der Dose oder Leitung kommen, sondern ich eigene Erneuerbare Energien vor Ort habe, die ich möglichst kosten- und energieeffizient in meine Energieversorgung am Standort einzubinden versuche", erklärt Sauer.

Dort werde gerade die Möglichkeit aufgebaut, neue Komponenten zu simulieren und zu testen, um solch eine Wasserstoffintegration in den normalen Produktionsbetrieb von heute oder auch von gestern zu integrieren und in einem vollständig erneuerbaren Energiesystem profitabel betreiben zu können.

Das versteht man unter Scope 1, 2 und 3

Man unterscheidet zwischen sogenannten Scope-1-Emissionen, das sind die direkten Emissionen des Unternehmens, Scope-2-Emissionen, das sind die mittelbaren Emissionen durch den Energiebezug, und den Scope-3-Emissionen, das sind die sonstigen Emissionen, die durch die Tätigkeit des Unternehmens verursacht werden. Zu letzterem zählen vor allem auch die Emissionsrucksäcke der eingekauften Rohstoffe und Güter, also jene Emissionen, die in der vorgelagerten Lieferkette erfolgen. (Quelle: https://www.solarify.eu)

Scope 2: Energie sinnvoll in eigenes Energiesystem integrieren

Beim Scope 2 gehe es darum, Energie, die aus dem Netz kommt, sinnvoll in das eigenen Energiesystem integrieren zu können. "So wie beispielsweise mittels DC-Technologie, die für die Industrie so weit gediehen ist, dass man nun weiß, was da machbar ist. Nun muss es auch tatsächlich an die Umsetzung gehen", fordert Sauer. Da sei momentan das Problem vorhanden, dass die Elektriker vor Ort sich viel besser mit AC-Technologie auskennen und es noch nicht das erfahrene Personal für die DC-Technologie gebe.

Scope 3: Produktverfolgung vom Zulieferer bis zum Kunden

Beim Scope 3 gehe es schließlich darum, das Produkt weiter zu verfolgen - vom Zulieferer bis zum Kunden. "Da ist natürlich das Thema Digitalisierung eine riesige Herausforderung, das Produkt komplett checken zu können, beispielsweise wie Verbräuche, die entstehen. Da gibt es viele Projektinitiativen. Eine ist das Catena X-Projekt aus der Automobilindustrie, um Informationsdefizite zu lösen und einen digitalen Produktpass zu etablieren", beschreibt Sauer.

Der digitale Produktpass

Zur Emissionsreduktion im Scope 3 soll ein 'digitaler Produktpass' für nachfolgende Punkte als Enabler dienen:

  • Transparenz entlang der Wertschöpfungskette (Herkunft, Rezyklat-/Sekundärmaterialanteil, Materialdeklaration)
  • Erfüllung gesetzlicher Vorgaben (z.B. Batterieverordnung EC2006/66/EC, 2019/1020) und Recyclingquoten
  • Entscheidungshilfe für die ökonomisch und ökologisch beste R-Strategie (Wiederverwendung, Remanufacturing, Recycling).

Mehrwert:

  • Beitrag zu den CO2-Minderungszielen
  • Ermöglicht ökonomische Kreislaufwirtschaft
Christoph Herrmann, Leiter Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST Leiter Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF)
(Bild: Fraunhofer)

"Wir sehen mehr und mehr Bereitschaft in der Industrie, die Fabriktransformation voranzutreiben und sich tatsächlich vor Ort klimaneutral aufzustellen", sagt Christoph Herrmann vom Fraunhofer IST.

Christoph Herrmann, Leiter Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST sowie Leiter Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF) wiederum stellt Wasserstoffprojekte in der Forschungslandschaft vor. So verfüge der Wasserstoffcampus Salzgitter über ein Reallabor. "In diesem Rahmen sind jetzt auch 700 Millionen Euro für die Transformation der Salzgitter AG bewilligt", sagt Herrmann. In nachfolgendem Kasten sind die wichtigsten Aspekte dessen zusammengefasst:

Projektbeispiel: H2 Campus Salzgitter

Forschung anhand einer vernetzten Wasserstoffproduktion

  • Steigerung der Resilienz durch dezentrale Versorgungsmethoden und Wasserstoff als Energiespeicher
  • Erprobung von großskaliger Versorgung einer Industrieregion mit grünem Wasserstoff
  • Koppelung von lokaler Energieerzeugung, Umwandlung und Speicherung mit Nutzung des Wasserstoffs in Industrieprozessen und Nutzfahrzeugen
  • Transformation zu einer CO2-neutralen Fabrik

Mehrwert

  • Dezentrale Wasserstoff-Wertschöpfung
  • Transformation zur CO2-neutralen Industrie

Beim nächsten Projekt geht es laut Herrmann um die Infrastruktur, nämlich das H2-Terminal in Braunschweig. "Auch hier steht die Erprobung von Technologien im Vordergrund. Diese Infrastruktur wird nahe am Forschungsflughafen entstehen. Dort soll die Wasserstoffinfrastruktur für das Thema Luftfahrt demonstriert werden. In den jetzigen Phasen sind derlei Forschungsinfrastrukturen interessant, um sich zu informieren oder Dinge letztendlich sichtbar zu machen", erläutert Herrmann das Forschungsvorhaben.

Eine Zusammenfassung dazu gibt es ebenfalls im nachfolgenden Kasten:

Projektbeispiel: H2-Terminal

Forschung anhand einer vernetzten Wasserstoffproduktion

  • Sektorkopplung von Energie, Wärme und
    Mobilität
  • Aufbau einer vernetzten Wasserstoff-
    Infrastruktur
    - 1 MW Elektrolyse
    - H2-Pipeline zu Forschungszentren
    - Erneuerbare vor Ort
    - Wasserstoff-Tankstelle
    - Nahwärme-Leitung

Mehrwert

  • Systemverständnis für den Wasserstoffeinsatz
  • Technologieerprobung und digitale Modelle

Beim dritten Projektbeispiel ('flexess') bezieht sich Herrmann auf das Thema 'Vernetzte Energieströme über unterschiedliche Sektoren'. "Bei diesem Projekt geht es um die 'all electric society', also die vollelektrische Umgebung. Dabei soll Gewerbe, Industrie und Verkehr auf die elektrische Stromversorgung umgestellt werden", erläutert Herrmann. Darauf könne man auch grundsätzlich neue Flexibilisierungspotenziale erschließen. Das Projekt soll in einem konkreten Quartier umgesetzt werden. In nachfolgendem Kasten gibt es mehr Details dazu:

Projektbeispiel: flexess

Vernetzte Energieströme über unterschiedliche Sektoren

  • Entwicklung von Strategien und Lösungen zur Ausschöpfung zukünftiger Flexibilitätspotentiale vollelektrischer Systeme und ihre Anwendung im Rahmen einer Strom-, Wärme- und Mobilitätswende
  • Privathaushalte, Gewerbe, Industrie und Verkehr werden als vernetztes Energienetz betrachtet
  • Entwicklung von Geschäftsmodellen um Anreize für Energieflexibilität zu setzen

Mehrwert

  • Rahmenbedingungen für Energieflexibilität
  • Vernetzung aller Beteiligten

Herrmann fasst zusammen, dass es nur wenig Hoffnung gebe, dass die Energieversorgung hierzulande kurzfristig besser werde. "Es gibt also viele Bemühungen, aber auch Chancen als Technologieland entlang aller drei Scopes. Wir sehen mehr und mehr Bereitschaft in der Industrie, die Fabriktransformation voranzutreiben und sich tatsächlich vor Ort klimaneutral aufzustellen. Das sind meiner Meinung nach auch große Chancen für den Mittelstand", schließt Hoffmann.

Alles Wissenswerte zum Thema CO2-neutrale Industrie

Sie wollen alles wissen zum Thema CO2-neutrale Industrie? Dann sind Sie hier richtig. Alles über den aktuellen Stand bei der klimaneutralen Industrie, welche technischen Innovationen es gibt, wie der Maschinenbau reagiert und wie die Rechtslage ist erfahren Sie in dem Beitrag "Der große Überblick zur CO2-neutralen Industrie".

Um die klimaneutrale Industrie auch  real werden zu lassen, benötigt es regenerative Energien. Welche Erneuerbaren Energien es gibt und wie deren Nutzen in der Industrie am höchsten ist, lesen Sie hier.

Oder interessieren Sie sich mehr für das Thema Wasserstoff? Viele Infos dazu gibt es hier.

Fachkonferenz: Die CO2-neutrale Fabrik

Weltkugel mit Elementen zur Erneuerbaren Energie
(Bild: lassedesignen - stock.adobe.com)

Am 11. und 12. Oktober 2022 trafen sich Experten aus Wissenschaft, Forschung und Industrie in Augsburg, um alle relevanten Themen zur Erreichung der Klimaziele für produzierende Unternehmen zu besprechen. Infos zum nächsten Kongress in dieser Reihe gibt es weiter unten.

 

Um diese Themen ging es unter anderem:

  • Energieversorger und ihr Beitrag zur CO2-Neutralität von Fabriken
  • Umsetzungsbeispiele zur CO2-Neutralität
  • Scope 3
  • Sektorkopplung

Basis des vorliegenden Beitrags war ein Vortrag des Redners auf dem Kongress.

 

Alle weiteren Informationen und die Anmeldung finden Sie hier: Fachkonferenz CO2-neutrale Fabrik

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