36 Neue Technologien für Energieeffizienz und THG-Emissionsreduzierung in der Zellstoff- und Papierindustrie

Die Zellstoff- und Papierindustrie ist für etwa 5 Prozent des gesamten industriellen Endenergieverbrauchs und 2 Prozent der direkten Kohlendioxid (CO2)-Emissionen des Industriesektors weltweit verantwortlich (IEA 2011). (Anmerkung: Direkte CO2-Emissionen sind Emissionen aus der Nutzung fossiler Brennstoffe und chemischen Reaktionen, die vor Ort erzeugt werden, und beinhalten nicht die Emissionen im Zusammenhang mit zugekauftem Dampf und Strom). Die weltweite Nachfrage und Produktion von Papier und Pappe steigt; es wird erwartet, dass die jährliche Produktion von ca. 365 Mio. Tonnen (Mt) im Jahr 2006 auf zwischen 700 Mt (niedrige Schätzung) und 900 Mt (hohe Schätzung) im Jahr 2050 ansteigen wird. Der größte Anteil an diesem Wachstum wird in China, Indien und anderen Entwicklungsländern stattfinden (siehe Abbildung unten). Dieser signifikante Anstieg der Papierproduktion wird einen entsprechenden signifikanten Anstieg des absoluten Energieverbrauchs und der Treibhausgasemissionen (THG) der Zellstoff- und Papierindustrie verursachen.

Anmerkung: OECD ist ein Akronym für die Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung

Abbildung 1: Jährliche Weltproduktion von Papier und Pappe (IEA 2009)

Studien haben das Potenzial zur Energieeinsparung durch die Umsetzung kommerziell verfügbarer Energieeffizienztechnologien und -maßnahmen in der Zellstoff- und Papierindustrie weltweit dokumentiert. Angesichts des prognostizierten anhaltenden Anstiegs der absoluten Papierproduktion werden zukünftige Reduzierungen (z. B. bis 2030 oder 2050) des absoluten Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen jedoch weitere Innovationen in dieser Branche erfordern. Zu den Innovationen wird wahrscheinlich die Entwicklung anderer Prozesse und Materialien für die Papierherstellung oder Technologien gehören, die die CO2-Emissionen der Branche wirtschaftlich abfangen und speichern können. Die Entwicklung dieser neu entstehenden Technologien und ihr Einsatz auf dem Markt werden ein Schlüsselfaktor für die mittel- und langfristigen Strategien der Zellstoff- und Papierindustrie zur Eindämmung des Klimawandels sein.

Viele Studien aus aller Welt haben branchenspezifische und -übergreifende Energieeffizienztechnologien für die Zellstoff- und Papierindustrie identifiziert, die bereits kommerzialisiert wurden (siehe Abbildung unten). Es gibt jedoch nur wenige und verstreute Informationen über neue oder fortschrittliche Energieeffizienz- und kohlenstoffarme Technologien für die Zellstoff- und Papierindustrie, die noch nicht kommerzialisiert wurden.

Abbildung: Kommerzialisierte Energieeffizienztechnologien und -maßnahmen für die Zellstoff- und Papierindustrie (Quelle: IIP, 2012)

Meine Kollegen vom Lawrence Berkeley National Laboratory und ich haben einen Bericht verfasst, der die verfügbaren Informationen über aufkommende Technologien für die Zellstoff- und Papierindustrie zusammenfasst, mit dem Ziel, Ingenieuren, Forschern, Investoren, Papierunternehmen, politischen Entscheidungsträgern und anderen interessierten Parteien einen einfachen Zugang zu einer gut strukturierten Datenbank mit Informationen zu diesem Thema zu ermöglichen.

Die Informationen über die 36 aufkommenden Technologien für die Zellstoff- und Papierindustrie wurden in dem Bericht erfasst und unter Verwendung einer Standardstruktur für jede Technologie dargestellt. Die folgende Tabelle zeigt die Liste der behandelten Technologien.

Tabelle. Aufstrebende Technologien zur Energieeffizienz und CO2-Emissionsreduzierung für die Zellstoff- und Papierindustrie (Kong und Hasanbeigi, et al. 2013 und 2015)

Die Abkehr von konventionellen Prozessen und Produkten erfordert eine Reihe von Entwicklungen, darunter: Aufklärung von Herstellern und Verbrauchern; neue Standards; aggressive Forschung und Entwicklung, um die Probleme und Hindernisse, mit denen aufkommende Technologien konfrontiert sind, anzugehen; staatliche Unterstützung und Finanzierung für die Entwicklung und den Einsatz aufkommender Technologien; Regeln, um die Fragen des geistigen Eigentums im Zusammenhang mit der Verbreitung neuer Technologien anzugehen; und finanzielle Anreize (z. B. durch Mechanismen des Kohlenstoffhandels), um aufkommende kohlenstoffarme Technologien, die möglicherweise höhere Anfangskosten haben, wettbewerbsfähig gegenüber konventionellen Prozessen und Produkten zu machen.

Unser Bericht ist auf der Website des LBNL veröffentlicht und kann unter diesemLink heruntergeladen werden. Bitte zögern Sie nicht, mich zu kontaktieren, wenn Sie irgendwelche Fragen haben.

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Einige unserer verwandten Publikationen sind:

1. Kong, Lingbo; Hasanbeigi, Ali; Price, Lynn, Huanbin Liu (2015). Energiespar- und CO2-Minderungspotenziale in der chinesischen Zellstoff- und Papierindustrie. Resource Conservation and Recycling (Angenommen - In Press. Online verfügbar am 29. Mai 2015).
2. Kong, Lingbo; Price, Lynn; Hasanbeigi, Ali; Liu, Huanbin; Li, Jigeng. (2013) Potential for Reducing Paper Mill Energy Use and Carbon Dioxide Emissions through Plant-wide Energy Audits: A Case Study in China. Applied Energy, Band 102, Februar 2013, Seiten 1334-1342
3. Kong, Lingbo; Hasanbeigi, Ali; Price, Lynn, Huanbin Liu (2013). Analysis of Energy-Efficiency Opportunities for the Pulp and Paper Industry in China. Berkeley, CA: Lawrence Berkeley National Laboratory. LBNL-6107E

Referenzen:

• Kong, Lingbo; Hasanbeigi, Ali; Price, Lynn (2015). Assessment of emerging energy-efficiency technologies for the pulp and paper industry: A technical review. Journal of Cleaner Production. Band 122, 20. Mai 2016, Seiten 5-28
• Kong, Lingbo; Hasanbeigi, Ali; Price, Lynn (2013). Emerging Energy Efficiency and Greenhouse Gas Mitigation Technologies for the Pulp and Paper Industry. Berkeley, CA: Lawrence Berkeley National Laboratory. LBNL-5956E.
• Institute for Industrial Productivity, 2012. Zellstoff- und Papier-Energieeffizienztechnologien.
• Internationale Energieagentur (IEA). 2011. Energy Transition for Industry: India and the Global Context. Paris, Frankreich.
• Internationale Energieagentur (IEA). 2009. Energy Technology Transitions for Industry - Strategies for the Next Industrial Revolution. Paris, Frankreich.

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