Kostenanalyse von Alternativen zu Erdgas in der Lebensmittel-, Chemie- und Glasindustrie

Der europäische Erdgasmarkt stand im letzten Jahr im Zusammenhang mit der wirtschaftlichen Erholung nach der Covid-Krise und dem Krieg in der Ukraine unter Spannung. Dadurch wurde das Bewusstsein dafür geschärft, dass Europa seine Abhängigkeit von Erdgaseinfuhren, insbesondere aus Russland, verringern muss. Die insgesamt 155 Mrd. m³ Erdgas, die aus Russland importiert werden, machten im Jahr 2021 etwa 45 % der Gaseinfuhren der EU und fast 40 % ihres gesamten Gasverbrauchs aus. Dies ist zwar eine große Herausforderung, bietet aber auch die Chance, den Übergang zu einem effizienteren Energiesystem mit sauberer Energie zu beschleunigen.

In diesem Zusammenhang wurde Climact gebeten

(i) die Hotspots des Erdgasverbrauchs in der EU-Industrie zu identifizieren

(ii) für diese Hotspots die besten kurzfristigen Alternativen zu Erdgas zu untersuchen, d.h. solche, die eine schnelle und signifikante Reduzierung des Erdgasverbrauchs ermöglichen, sei es durch Prozessänderungen, Energieeffizienz oder Brennstoffwechsel.

(iii) Bewertung der Kosten und des Nutzens dieser Alternativen

Die Teile (i) und (ii) wurden in einem früheren Artikel behandelt , in dem vier Industriesektoren ermittelt wurden, die zusammen zwei Drittel des Erdgasbedarfs der EU-Industrie ausmachen: der Chemiesektor (Erdgas als Energieträger und als Ausgangsstoff), die Lebensmittel- und Getränkeindustrie, die Glas- und die Keramikindustrie. Für diese vier Sektoren wurden die besten kurzfristigen Alternativen zu Erdgas und ihr Potenzial zur Verringerung des Erdgasverbrauchs ermittelt, und es wurde geschätzt, dass etwa ein Viertel des derzeitigen Verbrauchs in den nächsten fünf Jahren verringert werden könnte.

In Teil (iii) werden die Kosten und der Nutzen der besten Alternative (mit dem höchsten kurzfristigen Potenzial zur Verringerung des Erdgasverbrauchs) bewertet.

Hier die wichtigsten Ergebnisse

Chemie- und Lebensmittelindustrie

• Die Chemie- und Lebensmittelbranche wurde als Hauptverbraucher von Erdgas in der EU-Industrie ermittelt und ist für 52 % des Erdgasverbrauchs verantwortlich.
• Die wichtigsten Alternativen zu Gas in der Chemie- und Lebensmittelbranche sind Wärmepumpen und elektrische Heizkessel.
• Elektrokessel sind in Bezug auf die Investitionen mit Gaskesseln vergleichbar, haben aber höhere Betriebskosten für einen gemeinsamen Netzanschluss. Die dezentrale Stromerzeugung (z. B. durch Photovoltaik) kann eine Möglichkeit sein, die Stromrechnung im Vergleich zu netzgebundenem Strom zu senken.
• Wärmepumpen, insbesondere solche mit hohem T°-Wert, haben hohe Investitionskosten, was teilweise auf die geringe Marktdurchdringung und Standardisierung zurückzuführen ist. Im Durchschnitt ist eine Wärmepumpe mit niedrigem T°-Wert dreimal so teuer wie ein Gaskessel (8-mal so teuer bei hohem T°-Wert).
• Dank einer höheren Energieleistung verbrauchen Wärmepumpen bei gleicher Nutzleistung etwa viermal weniger Primärenergie als ein Heizkessel. Dies ermöglicht niedrige und beständigere Betriebskosten. Daher ist der Ersatz von Gaskesseln durch Wärmepumpen bei niedrigem T°-Bedarf schon nach wenigen Jahren rentabel, selbst wenn der Gaskessel noch nicht das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat.
• Es gibt verschiedene Mechanismen und Subventionen (auf EU- und nationaler Ebene), um Unternehmen bei solchen Investitionen zu unterstützen. Diese können dazu beitragen, solche Investitionen rentabel zu machen.
• Das "Worst-Case"-Szenario eines konstant hohen Energiepreises im Laufe des Jahrzehnts macht die Wärmepumpe aufgrund ihres geringeren Primärenergieverbrauchs vergleichsweise interessanter als den Gaskessel. In einem solchen Szenario werden Hoch-T°-Wärmepumpen sogar wettbewerbsfähig mit Gaskesseln.
• Zahlreiche Pilotprojekte für Niedertemperatur-Wärmepumpen haben bereits ihre Wirtschaftlichkeit bewiesen. Investitionen in Hochtemperatur-Wärmepumpenprojekte müssen in größerem Umfang getätigt werden, wobei einige große Akteure (z. B. BASF) den Weg in diese Richtung weisen.

Glasindustrie

• Die Glasindustrie gehört zu den Großverbrauchern von Erdgas in der EU-Industrie und ist für etwa 7 % des Erdgasverbrauchs verantwortlich.
• Die wichtigsten Alternativen zum Gas für die Glasindustrie sind vollelektrische und hybride Öfen.
• Bei der Glasherstellung können Elektroden leicht in bestehende Produktionslinien integriert werden, was zu einem Hybridofen führt. Diese elektrische Verstärkung ist eine relativ leicht umsetzbare Lösung für die Gasreduzierung und kurzfristig realisierbar.
• Vollelektrische Wannen können zu Qualitätseinbußen führen (kein Problem für Behälter- und Glasfasern, die den Großteil der Glasproduktion ausmachen) und sind stromintensiv, was eine zuverlässige Stromversorgung erfordert.
• Es gibt verschiedene Mechanismen und Subventionen (auf EU- und nationaler Ebene), die Unternehmen bei der Investition und dem Betrieb solcher Anlagen unterstützen.
• Da die Energieeffizienz nicht wesentlich gesteigert werden kann, sind die Betriebskosten für Elektroheizungen höher als für Gasheizungen. Um ihre Klimaziele zu erreichen, haben einige Akteure (z. B. AGC) bereits damit begonnen, den Anteil von Strom an ihrem Primärenergiemix für Produktionsanlagen zu erhöhen. Sie könnten von beträchtlichen nationalen Subventionen für ihre Kapitalinvestitionen profitieren.

Sie können den vollständigen Bericht auf climact.com hier lesen