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Technologiebericht 4.3 Power-to-liquids/-chemicals innerhalb des Forschungsprojekts TF_Energiewende
(2018)
Im Rahmen des Forschungsclusters "Transformation Industrieller Infrastrukturen" des Virtuellen Instituts "Transformation - Energiewende NRW" haben sich Helena Mölter, Georg Kobiela, Daniel Vallentin und Timon Wehnert vom Wuppertal Institut mit Formaten zur Unterstützung von Transformations- und Innovationsprozessen in Unternehmen beschäftigt. Die Energiewende stellt nicht nur eine Herausforderung für Unternehmen dar, sondern bietet auch die Möglichkeit, zu Vorreitern der Dekarbonisierung zu werden. CO2-arme Produkte, Produktionsprozesse und Geschäftsmodelle können die Konkurrenzfähigkeit stärken. Doch was können Unternehmen tun, um die notwendigen Innovationen - auch in Kooperationen mit anderen - voranzutreiben? Dieser Frage nehmen sich die Autorinnen und Autoren in ihrer Studie an.
Im Forschungsprojekt "Landscaping" untersuchte das Wuppertal Institut die für Nordrhein-Westfalen aus heutiger Sicht denkbaren Technologieansätze, die dafür nötigen politischen Rahmenbedingungen sowie mögliche Innovationen entlang der Wertschöpfungsketten. Bestandteil des Berichts sind Steckbriefe, in denen die möglichen Technologien für treibhausgasneutrale Industrieprozesse samt offener Forschungsfragen und Infrastrukturbedarfe dargestellt sind. Das Projekt entstand im Auftrag des Ministeriums für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen.
Zur Realisierung der europäischen Klimaschutzziele muss der Industriesektor, besonders die energieintensive Grundstoffindustrie, seine Treibhausgasemissionen stark reduzieren. Obwohl in der Vergangenheit bereits große Fortschritte erzielt wurden, sind in Zukunft weitere, teils bahnbrechende Innovationen und der Aufbau der dafür benötigten Infrastruktur erforderlich. Im Rahmen dieses Projekts stellt das Wuppertal Institut für die "European Climate Foundation" den aktuellen Wissensstand zum Thema zusammen, diskutiert diesen vor dem Hintergrund der aktuellen Situation für Nordrhein-Westfalen (NRW), erstellt konsistente mögliche Zukunftsszenarien für NRW und leitet Schlüsselfragen und weiteren Forschungsbedarf für die Region ab.
The Port of Rotterdam is one of the pioneers in the reduction of greenhouse gas emissions. It is the largest port in Europe and extends over 40 kilometres to the North Sea coast. Its ambitious goal: the port wants to reduce greenhouse gas emissions from its industrial cluster as well as from freight traffic to a large extent. For the study "Deep Decarbonisation Pathways for Transport and Logistics Related to the Port of Rotterdam" the Wuppertal Institute analysed available options for the maritime as well was hinterland transports on behalf of the Rotterdam Port Authority.
The 2050 scenarios by the Wuppertal Institute show that decarbonisation will significantly change both, volume and structure of the transported goods - which add to the on-going trend from bulk to container transport. This will have considerable structural effects on port operations and in particular on hinterland traffic. A comprehensive decarbonisation (>95 per cent) will require significant efficiency improvements through operational and technical measures and the switch to non-fossil fuels, as well as a strong shift of container transport from road transport to rail and inland navigation. For maritime shipping to and from Rotterdam two feasible pathways towards full decarbonisation by 2050 are presented. Both include a stepwise shift towards renewable electricity based energy carriers for ships (liquids and gaseous for long distances and hydrogen and electricity for shorter distances).
Finally the report derives a set of recommendations for the Port Authority as well as the Dutch, German and European policymakers to support the transition towards a drastic reduction of greenhouse gase (GHG) emissions from in the transport sector and for using this as a strategy for a sustainable economic development.
Aufgrund der perspektivisch insbesondere mit dem benötigten weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien verbundenen weiter zunehmenden Auswirkungen der Energiesystemtransformation auf Landschaft und Ökosysteme erscheint es angemessen, dass Politik und Gesellschaft die Naturverträglichkeit der Energiewende bzw. ihrer konkreten Ausgestaltung stärker in den Blick nehmen als bisher. Denn eine angemessene Berücksichtigung und darauf aufbauende weitest mögliche Minderung der negativen Einflüsse von Energiewende-Maßnahmen auf die Natur ist aus verschiedenen Gründen von Bedeutung: Zum einen ist die gesellschaftliche Akzeptanz für das Gelingen der Energiewende entscheidend und eine weitgehend naturverträgliche Ausgestaltung der Energiewende kann diese Akzeptanz befördern. Zum anderen sind intakte Ökosysteme für das menschliche Wohlergehen von hoher Bedeutung und es kann darüberhinaus argumentiert werden, dass ihnen unabhängig vom Wert für den Menschen auch ein intrinsischer Wert zugesprochen werden sollte. (Zusätzliche) Ökosystemstörungen sollten folglich so weit wie möglich vermieden werden.
Vor diesem Hintergrund hat der Naturschutzbund Deutschland e.V. das Wuppertal Institut beauftragt, in dem vorliegenden Bericht mögliche Maßnahmen zu identifizieren und zu beschreiben, die sowohl wesentliche Beiträge zur Erreichung der Ziele der Energiewende leisten können, deren Umsetzung gleichzeitig aber nach derzeitigem Wissensstand keine oder nur geringe negative Auswirkungen auf die Natur hätte. Der Bericht soll dabei helfen, die Aufmerksamkeit auf gegenwärtig nicht ausgeschöpfte, von der Energiepolitik und auch von vielen vorliegenden Energiewende-Studien nicht oder wenig beachtete aber wahrscheinlich naturschutzgerechtere Klimaschutzoptionen zu richten und diese Optionen besser zu verstehen.
Im Zuge der Energiewende steht die Industrie in NRW vor der substantiellen Herausforderung großer infrastruktureller Veränderungen. Dies bezieht sich auf den Energiebedarf, die Treibhausgasemissionen und den allgemeinen Ressourcenbedarf.
Hierzu ist ein Zusammenspiel der industriellen mit den öffentlichen Akteuren vonnöten. Dies umfasst neben politischer Unterstützung und dem Nutzen von Marktmechanismen ist auch Regulierung, um diese Transformation zu unterstützen und voranzubringen. Die Steuerbarkeit solcher Prozesse hängt jedoch auch stark davon ab, in welchem Umfang die entlang der oftmals komplexen Wertschöpfungsketten ablaufenden industriellen Prozesse innerhalb NRWs angesiedelt sind. Hierzu muss neben dem technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten einer solchen Veränderung der Grad der Geschlossenheit der entsprechenden Wertschöpfungsketten betrachtet werden.
Hierzu werden hier exemplarisch drei Wertschöpfungsketten betrachtet: Eisen- und Stahlproduktion, Chemie mit dem Fokus auf polymere Faserverbundwerkstoffe, und der Anlagenbau für die erneuerbare Energiewirtschaft. Diese wurden so ausgewählt, dass sie sowohl eine große strategische, wirtschaftliche bzw. seitens des Energiebedarfs und der Treibhausgasemissionen quantitative Relevanz für die Energiewende speziell in NRW haben, als auch unterschiedliche Arten der äußeren Anbindung, der internationalen Konkurrenz und der internen Governancestruktur aufweisen.
Alle drei betrachteten Wertschöpfungsketten weisen eine ungenügende Geschlossenheit auf. Dies impliziert die Notwendigkeit einer Einbindung weiterer Regionen und höherer politischer Ebenen in den Transformationsprozess. NRW kann somit als eine Schlüsselregion verstanden werden, die zum Gelingen der Energiewende entscheidende Beiträge leisten kann - jedoch ist eine enge Kooperation mit weiteren deutschen Bundesländern wie auch den umgebenden Industrieregionen des europäischen Auslands notwendig.
