Nur eine Industrie kann ohne fossile Brennstoffe nicht überleben

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In den letzten Monaten habe ich mich mit dem CO2-Grenzausgleichsmechanismus der EU beschäftigt. Ich werde regelmäßig danach gefragt, unter anderem während einer Präsentation chinesischer Unternehmensleiter in Dalian über Europas Wege zur CO2-Neutralität. Zuletzt habe ich eine Bewertung der Auswirkungen auf drei Rohstoffe veröffentlicht – Zement, Methanol und Strom.

Wie immer gab es viele Kommentare und Fragen. Das Beste war vielleicht auf LinkedIn von Richard Payne, Leiter des Rohstoff- und Energiehandels bei Afry, einem weltweit tätigen schwedischen Ingenieur-, Beratungs- und Designunternehmen mit 17.000 und über 100 Standorten, das aus seinen Anfängen in den 1890er Jahren als Dampferzeugungsunternehmen hervorgegangen ist. Payne fragte:

„Was raten Sie Petrochemie- oder Düngemittelherstellern, die nur fossile Rohstoffe verwenden können? Wenn sie schnell Geschäfte verlieren, bedeutet das logischerweise, dass die Emissionspreise weitergegeben wurden und die europäischen Verbraucher ihren Kauf von Plastik und Lebensmitteln reduziert haben und/oder diese Produkte durch Importe ersetzt wurden. Es wäre großartig zu verstehen, welche Branchen keine fossilen Brennstoffe/Rohstoffe in ihren Wertschöpfungsketten haben.“

Mit dieser Frage sind eine Reihe von Implikationen und Nuancen verbunden, daher lohnt es sich, sie auseinanderzunehmen und ausführlicher zu beantworten. Was folgt, sind meine Antworten im Thread, gesammelt und leicht bearbeitet.

Dünger

Düngemittelhersteller benötigen keine petrochemischen Rohstoffe. Die primäre Petrochemikalie, die in Düngemitteln auf Ammoniakbasis verwendet wird, ist Wasserstoff, der aus Gas oder Kohle hergestellt wird. Für Kalium- und Phosphatdünger gilt diese Anforderung nicht.

In der Düngemittelfabrik kann Wasserstoff durchaus aus Wasser und Ökostrom hergestellt werden und ersetzt die Dampf-Methan-Reformierungsanlage (SMR). Das Wasser fließt bereits zur SMR-Anlage, ebenso wie zweifellos auch Strom, der verstärkt werden wird. Nicht billig, aber andererseits waren die meisten Düngemittelfabriken in Europa trotzdem stark von den steigenden Erdgaspreisen betroffen.

Ammoniakbasierter Dünger wird heutzutage häufig verwendet. Die höheren Kosten für grünen Dünger auf Ammoniakbasis werden die Effizienz in der Landwirtschaft steigern. Dazu gehören agrigenetische Stickstofffixierungslösungen wie Pivot-Bio‘s Mikroben, Präzisions-Drohnenlösungen zum Sprühen von Pflanzen wie Hylio‘s und Landwirtschaft mit geringer Bodenbearbeitung.

Substitution importieren

Schauen wir uns als Nächstes den Teil „Ersetzt durch Importe“ an. Dafür gibt es den CO2-Grenzausgleichsmechanismus. Für Importe wird der gleiche CO2-Preis erhoben wie für im Inland hergestellte Waren. Die drittgrößte Volkswirtschaft der Welt wird CO2-Preise für alle Importe aus allen Volkswirtschaften festlegen. Dadurch wird sichergestellt, dass inländische Unternehmen auf Augenhöhe mitspielen und nicht nur von ausländischen Unternehmen unterboten werden.

Eine Substitution von im Inland hergestellten kohlenstoffreichen Produkten durch ausländische kohlenstoffreiche Produkte wird nicht in nennenswertem Umfang stattfinden. Was passieren könnte, ist, dass ausländische Organisationen, die besser in der Lage sind, auf kohlenstoffarme Produkte umzusteigen, europäische Organisationen übertreffen könnten, die sich nur langsam umstellen.

Ein anderer Kommentar wies darauf hin, dass Zement in Europa beispielsweise größtenteils mit Kohle und Öl als Energiequellen hergestellt werde. Sie fallen nicht einmal in die „saubere“ Kategorie der Verwendung von Erdgas. Das ist ein Beweis für eine sterbende Industrie. Ich weiß, dass Holcim an einer kohlenstoffarmen Anlage arbeitet, aber ehrlich gesagt sind die Statistiken zu EU-Zement miserabel.

Für einen großen ausländischen Hersteller wäre es ziemlich einfach, auf elektrifizierten Zement mit CCS für Branntkalk-CO2 umzusteigen – einer der wenigen Bereiche, in denen ich sehe, dass CCS potenzielle Vorteile hat – und gut mit Importen konkurriert.

Fossile Energie vs. Rohstoffe

Ich schrieb in dem LinkedIn-Beitrag, in dem ich den Artikel zusammenfasste: „Wenn irgendetwas in Ihrem Wertstrom fossile Brennstoffe verwendet und Sie mit Unternehmen konkurrieren, deren Wertströme keine fossilen Brennstoffe haben, werden Sie in Zukunft schnell Geschäfte verlieren.“ Jahre.”

Ich hätte sagen sollen: „Wenn irgendetwas in Ihrem Wertstrom fossile Brennstoffe zur Energiegewinnung nutzt oder viel Methan ausstößt …“

Petrochemikalien sind nicht grundsätzlich schlecht. Öl, Gas und Kohle sind nicht zwangsläufig Klimaprobleme. Sie zur Energiegewinnung zu verbrennen, ist und wir müssen damit aufhören. Das ist die bei weitem größte Verwendung, nämlich über 15 Milliarden Tonnen Einwegmüll pro Jahr, der vor allem auf den Landtransport und die Stromerzeugung entfällt. Das wird verschwinden.

Aber wir werden weiterhin geologische Kohlenwasserstoffreserven für chemische Rohstoffe fördern, verarbeiten und raffinieren. Stattdessen werden wir den Strom mit regenerativ erzeugtem Strom betreiben und uns nicht um die energieintensivsten Reserven wie die Ölsande kümmern.

Wir werden auch die Methanemissionen bepreisen, sodass diese Petrochemikalien unter gleichen Wettbewerbsbedingungen mit biologischen Pfaden konkurrieren müssen.

Aber Petrochemikalien werden noch lange als industrieller Rohstoff bestehen bleiben.

Stahl

Schauen wir uns das Beispiel Stahl an. Es handelt sich derzeit um ein massives Klimaproblem, vor allem weil der Großteil des Stahls derzeit aus Roheisenerz in kohlebefeuerten Hochöfen und offenen Herzöfen hergestellt wird.

Aber wir stellen bereits 100 Millionen Tonnen Stahl pro Jahr mithilfe von Direktreduktionsansätzen mit synthetischen Gasen her, und Hybrit stellt bereits vollständig umweltfreundlichen Stahl her, indem es grünen Wasserstoff als Direktreduktionsmittel verwendet, etwa 55 kg pro Tonne Stahl.

Die Synthesegas-DRI-Ansätze verwenden derzeit größtenteils Erd- oder Kohlegas, können aber stattdessen auch Biomethan verwenden. Biomethan stellt ebenfalls ein Klimaproblem dar, aber eine gut integrierte anaerobe Vergärung zu Synthesegas für die DRI-Anlage würde die Bedenken hier verringern. Der Bedarf an Synthesegas-DRI-Energie kann problemlos auch mit Ökostrom gedeckt werden.

Darüber hinaus werden 70 % des Stahls in den USA aus Schrott in Elektrolichtbogenöfen hergestellt. Das ist natürlich durchaus möglich, wenn man es mit kohlenstoffarmem Strom betreibt. Nur 40 % des EU-Stahls werden aus Schrott hergestellt, das ist also eine offensichtliche Lücke, die geschlossen werden kann.

Der Sinn dieses Beispiels besteht darin, dass es in jeder Branche mehrere Wege zu den gleichen Produkten gibt und diejenigen, die kohlenstoffarm sind, viel wettbewerbsfähiger sein werden.

Industrielle Wärme

Der Großteil der Energiedienstleistungen in der Industrie betrifft Wärme. Der gesamte mechanische Kram wurde schon vor langer Zeit auf Elektrizität umgestellt. Lediglich Wärme hat sich als nicht elektrifizierter Prozess erhalten, einfach weil nichts billiger ist, als fossile Brennstoffe zu verbrennen und die Atmosphäre als offenen Abwasserkanal zu nutzen.

Bei Industriewärme entfallen etwa 45 % des Energiebedarfs auf Wärme unter 200° Celsius. Die aktuelle Wärmepumpentechnologie kann all das leisten.

Oberhalb von 200° Celsius verfügen wir über eine Vielzahl elektrifizierter Heizlösungen. Dazu gehören Mikrowellen-, Infrarot- und andere EMF-Lösungen. Dazu gehören Induktions-, Konvektions- und Widerstandsheizgeräte. Wir verfügen über elektrische Gasplasmen, die für großvolumige Keramik geeignet sind. Wir verfügen über Wärmespeicher und Wärmetauscher, die Abwärme aufnehmen und sofort oder Stunden später produktiv nutzen können.

Diese sind fast alle effizienter darin, Energie in Wärme der richtigen Qualität und des richtigen Standorts umzuwandeln. Was wir nicht hatten, ist eine Kostenrechtfertigung für ihren Einsatz in großem Maßstab, da fossile Brennstoffe spottbillig waren.

Die Elektrifizierung der gesamten Wärme in der Industrie ist durchaus möglich und das EU-EHS und der CO2-Grenzausgleich werden die Kosten rechtfertigen.

Methan

Lassen Sie uns kurz über anthropogenes Biomethan sprechen. Es ist ein großes Klimaproblem. Es liegt im gleichen Ausmaß wie alle Methanemissionen der fossilen Kohlenwasserstoffindustrie. Dabei handelt es sich größtenteils um Abfallbiomasse aus der Landwirtschaft, Viehmist, Forstwirtschaft und Lebensmittelverarbeitung. Wir verschwenden jährlich 2,5 Milliarden Tonnen Lebensmittel, ein ganzes Drittel der Produktion, und der größte Teil davon landet auf Mülldeponien, wo viel anthropogenes Biomethan freigesetzt wird.

Das wird preislich sein.

Jede Lösung, die Abfallbiomasse in chemische Rohstoffe oder Biokraftstoffe für die wenigen Orte umwandelt, an denen sie tatsächlich benötigt wird – Langstreckenluftfahrt und -schifffahrt – wird sehr vorteilhafte Preise haben, weil sie für den Bezug ihrer Rohstoffe den CO2-Preis oder einen ähnlichen Preis erhalten. Die Entsorgung von Abfällen, deren Entsorgung heute Geld kostet, wird in Zukunft viel mehr kosten, so dass Anreize für die Umleitung geschaffen werden.

Jede Lösung, die auf fossilen Kohlenwasserstoff-Rohstoffen basiert, wird den CO2-Preis für Methanemissionen aus der Öl-, Gas- und Kohleförderung, -verarbeitung, -raffinierung und -verteilung zahlen müssen, die undichte Stellen darstellen. Bei der Kohleförderung kommt es zu einer großen Methanleckage, da Kohleflöze aufgerissen und Berggipfel abgetragen werden. Bei der Ölförderung, insbesondere durch Fracking, kommt es zu einer großen Methanleckage. Es überrascht nicht, dass bei der Gewinnung von Erdgas – bei dem es sich größtenteils um Methan handelt – eine Menge Methan austritt.

Dieser Methanaustritt kann aus dem Weltraum quantifiziert werden, wie ich besprochen mit dem Gründer und CEO von Orbital Sidekick, Dan Katz kürzlich. Sie haben bereits mehrere Satelliten in Betrieb und weitere sind im Startplan, die genau das mit hyperspektraler Bildgebung tun. Das Verschweigen und Untermelden von Methanemissionen ist nicht mehr wirklich möglich.

Die Nutzung von Abfallbiomasse für Kohlenwasserstoffe anstelle fossiler Kohlenwasserstoffe wird einen großen wirtschaftlichen Vorteil mit sich bringen, der derzeit nicht besteht.

Verdienstorden

„Es wäre großartig zu verstehen, welche Branchen keine fossilen Brennstoffe/Rohstoffe in ihren Wertschöpfungsketten haben.“

Ja es würde. Und viele Organisationen arbeiten an so etwas. Die Auswirkungen des EU-EHS und CBAM werden von vielen Branchen und Analysten wie mir und den Leuten bei uns nur sehr unzureichend verstanden Wood Mackenzie schreiben ziemlich regelmäßig Analysen und Berichte.

Allerdings gibt es für jede spezifische Lösung oder Investition eine relativ einfache Merit Order, die berücksichtigt werden kann.

• Verbrennt es fossile Brennstoffe? Wenn ja, sehr geringer Bestellwert.
• Wird im Business Case dargelegt, ob der Preis für Methanlecks berücksichtigt wird? Wenn nicht, niedriger Wert.
• Lässt sich aus dem Geschäftsszenario ableiten, ob die Preise für petrochemische Rohstoffe erheblich steigen (da die derzeitige Wirtschaftlichkeit bei Gewinnung, Verarbeitung und Raffinierung stark von spottbilligen fossilen Brennstoffen abhängt und die Atmosphäre ein offener Abwasserkanal ist)? Wenn nicht, niedriger Wert.
• Gibt es offensichtliche Alternativen, die elektrifiziert sind und keine CO2e-Prozessemissionen verursachen? Wenn ja, niedriger Wert.

Das EU-EHS und CBAM lassen alle kohlenstoffarmen Boote gleichermaßen schwimmen. Wenn – und wenn – fossile Kohlenwasserstoffpfade kohlenstoffärmer gestaltet werden als Alternativen, dann werden sie bestehen bleiben. Aber viele werden es nicht tun. Die einzige Industrie, die verschwinden wird, ist die Industrie für fossile Brennstoffe, auch wenn eine weitaus kleinere Industrie für fossile Kohlenwasserstoff-Rohstoffe fortbesteht.