Carbon Management als Beitrag zum Klimaschutz

Klimaschutz ist fest in unserem Unternehmenszweck „We create chemistry for a sustainable future“ verankert und elementarer Bestandteil unserer Strategie. Wir bekennen uns zum Pariser Klimaschutzabkommen und dem Ziel, die Erderwärmung auf unter zwei Grad zu beschränken. Hierzu tragen zum einen unsere innovativen Klimaschutzprodukte wie Dämmstoffe für Gebäude oder Batteriematerialien für die Elektromobilität bei. Zum anderen arbeiten wir kontinuierlich daran, unseren eigenen CO₂-Ausstoß zu reduzieren. Durch Verbesserung von Prozessen und Abläufen haben wir unsere CO₂-Emissionen seit 1990 bereits annähernd halbiert – bei gleichzeitiger Verdopplung der Verkaufsproduktmenge.

Prozess- und Energieeffizienz weiter verbessern

Wir wollen unsere Anlagen noch effizienter betreiben und unsere Prozesse noch ressourcenschonender gestalten. Bei Investitionen in unsere Standorte nutzen wir unser Know-how sowie innovative Technologien, um Rohstoffe bestmöglich zu verwerten und dadurch CO₂-Emissionen zu reduzieren. So wird zum Beispiel unser Gas- und-Dampfkraftwerk am Standort Schwarzheide derzeit für 73 Millionen € modernisiert. Nach Inbetriebnahme im Jahr 2022 wird es eine um 10 % gesteigerte elektrische Leistung erreichen und durch einen höheren Brennstoffnutzungsgrad einen um rund 10 % reduzierten CO₂-Emissionsfaktor für den erzeugten Strom aufweisen.

Von zentraler Bedeutung für Effizienzsteigerungen ist zudem das BASF-Verbundkonzept. Es hilft uns, Synergien über alle Segmente hinweg zu realisieren und Wertschöpfungsketten effizient zu steuern. Durch die intelligente Verknüpfung von Produktion und Energiebedarf verbrauchen wir weniger Ressourcen und reduzieren unsere Emissionen. Die Kombination von Strom- und Dampferzeugung sowie der kontinuierlich weiterentwickelte Energieverbund führten 2020 zu einer Vermeidung von insgesamt 6,2 Millionen Tonnen CO₂. Wir werden daher weiterhin in den Aufbau und die Weiterentwicklung von Verbundstrukturen investieren und die Konsolidierung der Produktion an hocheffizienten Standorten vorantreiben.

Einsatz von erneuerbaren Energien stärken

Mit unserem Carbon Management wollen wir den Anteil erneuerbarer Energien bei unserer Energieversorgung erhöhen. 19 Standorte in Europa und Nordamerika werden bereits anteilig oder vollständig mit emissionsfreiem Strom von Lieferanten versorgt.

Beim Bau von Anlagen sowie bei der Weiterentwicklung bestehender und der Errichtung neuer Standorte beziehen wir nach Möglichkeit regenerative Energien ein. So haben wir zum Beispiel für den Bau unserer neuen Anlage für Batteriematerialien in Harjavalta/Finnland (geplante Inbetriebnahme: 2022) im Jahr 2020 ausschließlich Strom aus Wasserkraft genutzt. Wir planen, dort auch in der Betriebsphase einen weitaus überwiegenden Teil lokal erzeugter erneuerbare Energien zu nutzen. Hierdurch werden wir Kathodenmaterialien mit einem niedrigeren CO₂-Fußabdruck anbieten können. Zudem haben wir im Jahr 2020 beispielsweise in China an den Standorten Caojing und Pudong Photovoltaik-Anlagen mit einer Nennleistung von rund 1.300 Kilowatt-Peak (kWp) in Betrieb genommen.

Klimafreundliche Technologien entwickeln

Die meisten unserer Produktionsprozesse und -verfahren sind bereits hochoptimiert, weshalb weitere Verbesserungen im Bestand immer schwieriger werden. Um Treibhausgasemissionen langfristig und in großem Umfang zu verringern, werden daher grundlegend neue Technologien benötigt. Daran arbeiten BASF-Forscher mit Hochdruck in unserem Carbon Management F&E-Programm, das sich auf die Produktion von Basischemikalien konzentriert. Diese sind Grundlage vieler Wertschöpfungsketten und verursachen rund 70 % der Treibhausgasemissionen der Chemieindustrie in Europa.

Im Rahmen dieses F&E-Programms entwickeln wir zum Beispiel in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie ein innovatives Verfahren zur klimafreundlichen Produktion von Wasserstoff, die sogenannte Methanpyrolyse. Wasserstoff wird in zahlreichen chemischen Prozessen, etwa der Ammoniaksynthese, als Reaktionspartner benötigt. Bisherige Verfahren zur Wasserstoff-Herstellung auf Basis von Methan, wie die Dampfreformierung, sind allerdings sehr CO₂-intensiv. Bei der Methanpyrolyse hingegen wird Methan direkt in Wasserstoff und Kohlenstoff gespalten. Das anfallende Kohlenstoffprodukt könnte künftig zur Herstellung zum Beispiel von Aluminium eingesetzt werden. Der Prozess der Methanpyrolyse erfordert rund 80 % weniger Strom als die alternative Wasserstoffherstellung mittels Wasserelektrolyse. Stammt dieser Strom aus erneuerbaren Quellen, könnte ein CO₂-freies Verfahren erreicht werden. Nach umfangreichen Vorarbeiten, etwa Untersuchungen zur Reaktionskinetik des Pyrolyseprozesses oder Analysen zur technischen Machbarkeit, haben wir am Standort Ludwigshafen im Jahr 2020 eine Testanlage zur Methanpyrolyse in Betrieb genommen. Sie soll Aufschluss über das Beheizungskonzept, aber auch den Einsatz neuartiger, hochtemperaturfester Materialien geben.

Ein weiterer Schwerpunkt des F&E-Programms liegt auf alternativen Heizkonzepten für unsere Steamcracker. Diese großtechnischen Anlagen werden in der Chemieindustrie genutzt, um Rohbenzin in Olefine und Aromaten aufzuspalten. Hierfür braucht es Temperaturen von 850 Grad Celsius und höher. Die Spaltöfen werden üblicherweise mit Erdgas betrieben. Ein interdisziplinäres Team arbeitet gegenwärtig an der Entwicklung eines grundlegend neuen Ofenkonzepts, basierend auf einer elektrischen Widerstandsheizung (E-Furnace). Versorgt man diese mit regenerativen Energien, wäre eine CO₂-Vermeidung von bis zu 90 % möglich.

Ein weiteres Beispiel aus unserem Carbon Management F&E-Programm, das seit Mitte 2019 in Kooperation mit dem Unternehmen Linde vermarktet wird, ist die sogenannte Trockenreformierung von Methan mit CO₂ zur Herstellung von Synthesegas. Mithilfe des neu entwickelten BASF-Katalysators SYNSPIRE™ in Verbindung mit einer innovativen Verfahrenstechnik von Linde wird bei der Synthesegasherstellung weniger Wasserdampf benötigt und CO₂ im Prozess als Rohstoff verwertet. Die DRYREF™-Technologie verbessert damit die Energie- und Kohlenstoffbilanz der Anlagen.

Rahmenbedingungen für den Wandel

Der Wandel hin zu einer klimafreundlichen Gesellschaft ist eine zentrale Herausforderung des 21. Jahrhunderts. Die Chemieindustrie kann auf vielfältige Weise hierzu beitragen. Entscheidend für die Entwicklung und den großindustriellen Einsatz grundlegend neuer Produktionsverfahren sind auch die politischen und regulatorischen Rahmenbedingungen. Denn mit innovativen, klimafreundlicheren Technologien wird der Bedarf an Ökostrom stark ansteigen. So würden wir allein am Standort Ludwigshafen bei vollständiger Implementierung neuer, CO₂-armer strombasierter Produktionsverfahren künftig etwa drei bis vier Mal so viel Strom benötigen wie heute (2020: 6,0 TWh). Erfolgskritisch ist neben der verfügbaren Menge an Ökostrom auch dessen Preis. Hohe Preise erschweren schon heute die breitere Nutzung von Ökostrom und beeinträchtigen die Wirtschaftlichkeit künftiger neuer Produktionsverfahren. Branchen wie die chemische Industrie, die im internationalen Wettbewerb stehen, können durch CO₂-arme Technologien verursachte Mehrkosten nicht an ihre Kunden weitergeben, sofern es keine global – mindestens jedoch auf G20-Ebene – vergleichbare CO₂-Bepreisung gibt. Bis dies der Fall ist, sind staatliche Maßnahmen erforderlich, um die Wettbewerbsfähigkeit klimafreundlicher Verfahren sicherzustellen.

Methanpyrolyse