Mit Veröffentlichung der EU-Taxonomie (Verordnung 2020/852) im Juni 2020, den Veränderungen in der CO₂-Bepreisung / Besteuerung und den steigenden Kosten für CO₂ nehmen die Anforderungen nach wirksamen Konzepten zur CO₂-Reduktion oder CO₂-Vermeidung rapide zu.

Wir verbinden die in der EU-Taxonomie verankerten grundsätzlichen Zielsetzungen zum Klimaschutz mit den schon lange bestehenden Zielsetzungen der Unternehmen betreffend Optimierung, Reduktion von Brennstoffeinsatz oder auch Reduktion von Emissionen.

Im Fokus steht die Energieintensive Industrie und ihre entsprechenden Erfordernisse und wirtschaftlichen Hebel.

Das verdichtete Motiv für die CO₂ Reduktion: die steigenden CO₂-Kosten

Die Wirtschaftlichkeitsberechnungen zugrundeliegenden Annahmen über die Kostenprognose für CO₂ Emissionen bis 2040 sind grob und beruhen auf folgenden Aspekten:

• Die aktuelle mittlere Prognose internationaler Analysten für den Preis pro Tonne CO₂ im EU-ETS liegt bei ca. 50 – 70 EUR im Jahr 2021. Eine Ausweitung des Zertifikathandels auf derzeit nicht verpflichtete Bereiche ist wahrscheinlich.
• In mehr als 12 EU-Staaten gibt es bereits eine direkte oder indirekte CO₂-Steuer, teilweise über Brennstoff- und Treibhausabgaben, teilweise über direkte Steuern. Österreich wird 2022 nachziehen.
• Die Höhe dieser Abgaben liegt derzeit bei 13 EUR/t (Spanien), 25 EUR/t (Deutschland), 40 EUR/t (Frankreich), 42 EUR/t (Norwegen) 55 EUR/t (Finnland), 80 EUR/t (Schweiz) und derzeit maximal 100 EUR/t (Schweden).
• Neben den effektiv zu erwartenden Abgaben wird es Anreize bzw. Zuschüsse auf einen Umstieg geben (Belohnungssystem).

Auf Basis dieser Aspekte kann eine – wie immer gestaltete – virtuelle CO₂-Bepreisung von 150 EUR/tCO₂ im Jahr 2030 angenommen werden.

Konzepte und deren Umsetzung betreffen im ersten Zugang die Verbesserung bestehender Anlagen. Das erfolgt entweder über verfahrenstechnische Adaptierungen (z.B. Änderungen Brennstoff) und Optimierungen oder über regelungstechnische Optimierungen. Wir gestalten hier Lösungen zur CO₂ Reduktion „from coal to biomass“ oder auch „from gas to biomass“.

Beispiel: from gas2biomass

Dieses Beispiel zeigt die Aufgabenstellung, eine gasbasierte Dampfproduktion für einen Industriellen Fertigungsprozess (Mehrschichtbetrieb mit Pause am Wochenende) optional auf Biomasse umzustellen. Der Leistungsverlauf der Wochen zeigt die Herausforderung der Wochenenden. In fundierter Analyse wird auf Basis von Ist-Daten die Konzeption umgesetzt.

Aus über den Zeitraum eines Jahres verfügbaren Ist-Daten zum täglichen Gasbedarf der Anlage werden Verbrauchskurven aggregiert und anschließend analysiert. Diese Analyse der Leistungsverläufe aller Betriebswochen veranschaulicht die täglichen Leistungsänderungen zwischen Tag- und Nachtschicht sowie die Herausforderung der Wochenenden.

Die Darstellung zeigt, dass der zukünftige Leistungsverlauf letztendlich durch ein bivalentes System Biomassekessel-Gaskessel abgedeckt werden soll.

Die aus der Simulation abgeleitete Grob-Dimensionierung der vom Biomassekessel abdeckbaren Dampfproduktion liegt bei einer Nennlast-Auslegung von 5 t/h Sattdampf-Nennleistung, wie die folgende Grafik veranschaulicht. Da bei diesem bivalenten System zur Dampfproduktion ein großer Teil des Bedarfs mit Biomasse anstelle von fossilem Gas gedeckt wird, reduziert das das emittierte CO2 massiv.