Elektrifizierung der Industrie: Der Weg zur Dekarbonisierung der Prozesswärme

In dieser Studie werden die Energieeinsparungen untersucht, die in industriellen Druckluftsystemen (CAS) möglich sind. Sie hebt häufige Ineffizienzen wie Leckagen, unsachgemäße Lagerung und suboptimale Kompressorstandorte hervor. Die Umsetzung bewährter Verfahren kann den Energieverbrauch um 20-60 % senken, was erhebliche Kosten- und Umweltvorteile mit sich bringt.

Pumpensysteme verursachen einen erheblichen Energie- und Kostenaufwand in industriellen Betrieben. Eine gründliche Analyse der Lebenszykluskosten (LCC) kann zu erheblichen Einsparungen führen, da alle Betriebskosten von der Anschaffung bis zur Stilllegung berücksichtigt werden. Korrektes Design, Vermeidung von Überdimensionierung und Wartung sind entscheidende Strategien.

Der 4E TCP-Bericht zeigt, wie digitale Lösungen in industriellen Motorensystemen die Energieeffizienz verbessern. Fallstudien belegen Vorteile wie einen geringeren Stromverbrauch, eine höhere betriebliche Flexibilität und niedrigere Wartungskosten. Moderne Steuerungssysteme, Echtzeit-Datenüberwachung und IoT-Technologien führen in verschiedenen Sektoren zu erheblichen Energie- und CO2-Einsparungen, trotz anfänglicher Investitions- und Implementierungsprobleme.

Das Papier hebt die Revolution der Motorsysteme durch digitale Technologien hervor, die die Effizienz steigern, trotz Herausforderungen wie mangelnder Standardisierung und Cybersicherheitsrisiken. Zu den Innovationen gehören intelligente Sensoren, IoT und KI-gesteuerte Analysen, wobei Fallstudien erhebliche Energieeinsparungen belegen. Für Fachleute in den Bereichen Datenwissenschaft und Cybersicherheit bieten sich hier Chancen.

Die EU-Energieeffizienz-Richtlinie setzt verbindliche Ziele für die Verringerung des Energieverbrauchs bis 2030 und führt sektorübergreifende Maßnahmen für Energieeinsparungen ein, wobei Effizienz, Nachhaltigkeit und verbesserte Energiesicherheit für die europäischen Bürger und Unternehmen im Vordergrund stehen, und verpflichtet die Mitgliedstaaten zur Umsetzung verschiedener Effizienzstrategien und Berichtsmechanismen.

Der IEA-Bericht "Energieeffizienz 2023" fordert eine Verdoppelung der weltweiten Effizienzanstrengungen auf 4 % pro Jahr, um die Netto-Null-Ziele zu erreichen, und verweist auf erhebliche regionale Fortschritte, das Potenzial zur Schaffung von Arbeitsplätzen und die Notwendigkeit eines transformativen Wandels in der Industrie, der durch solide politische Maßnahmen und Investitionen unterstützt wird.

Die globale Energielandschaft verlagert sich hin zu erneuerbaren Energien, wobei Wind- und Solarenergie die am schnellsten wachsenden Quellen sind. Innovationen in den Bereichen Effizienz, Speicherung und intelligente Netze treiben diesen Wandel voran. Trotz Herausforderungen wie Netzintegration und Politikentwicklung sind erneuerbare Energien entscheidend für die Schaffung von Arbeitsplätzen, Energieunabhängigkeit und den Kampf gegen den Klimawandel und bieten vielfältige Karrieremöglichkeiten.

Die aktualisierte "Net Zero Roadmap 2023" der IEA skizziert Schritte für eine auf 1,5°C ausgerichtete Energiewende, wobei der Schwerpunkt auf dem schnellen Einsatz sauberer Energien und Innovationen liegt. Darin werden wichtige Meilensteine für 2030 festgelegt, darunter die Verdreifachung der erneuerbaren Energien, die Verbesserung der Effizienz, die Steigerung des Absatzes von Elektrofahrzeugen und die Reduzierung der Methanemissionen. Globale Zusammenarbeit und Investitionen sind entscheidend.

Die katalytische Methanzersetzung (CMD) bietet eine CO2-freie Wasserstoffproduktion unter Verwendung von Übergangsmetallkatalysatoren, wobei die Herausforderungen der Katalysatordeaktivierung durch Strategien wie bimetallische Katalysatoren und innovative Reaktordesigns überwunden werden. Sie ist wirtschaftlich wettbewerbsfähig und ermöglicht potenziell kohlenstoffnegativen Wasserstoff über Biogas mit wertvollen Kohlenstoffnebenprodukten.