Energiewende

Hot stuff

smanetsch — Mon, 04 Mar 2024 12:02:00 +0000

Heiße Sache smanetsch Mo., 04.03.2024 - 13:19

Technologie+Innovation

Heiße Sache

Hilfskreisläufe sind für den Betrieb industrieller Anlagen unerlässlich. Doch viel Prozessenergie verpufft ungenutzt. Um das zu ändern, müssen die richtigen Stellschrauben gedreht werden. Das gelingt nur mit der passenden Messtechnik.

Text: Christine Böhringer

Fotografie: Andreas Mader, Shutterstock, Heizkraftwerk Zwickau Süd

OPTIMIERUNG

Wenn Oliver Seifert von Hilfskreisläufen spricht, benutzt er dafür gern die englische Abkürzung: WAGES. Das Wort setzt sich aus den Anfangsbuchstaben der Energieträger Wasser, Druckluft, Gas, Strom und Dampf (auf Englisch Water, Air, Gas, Electricity, Steam) zusammen – und steht zugleich für Arbeitslöhne. Das passt für den Experten für Wirbelzähler und Dampfmanagement bei Endress+Hauser: „Hilfskreisläufe sind wie Dienstleister: Sie halten die Kernprozesse einer Anlage am Laufen.“ Zugleich lohnt sich für mehr Nachhaltigkeit gerade hier ein genauer Blick: „Da Hilfskreisläufe zu den größten Energieverbrauchern in der Industrie gehören, ist das Dekarbonisierungspotenzial riesig – und trotzdem wird es häufig noch übersehen“, betont Oliver Seifert.

Den größten Hebel bietet die Prozesswärme. Sie wird meist aus Gas, Kohle oder Öl erzeugt. In Europa macht sie zwei Drittel des gesamten Energieverbrauchs der Industrie aus – und davon wiederum entfällt geschätzt fast ein Viertel auf Prozessdampf. Wollen Anlagenbetreiber ihre Emissionen mindern, können sie die Dampferzeugung auf nicht-fossile Technologien wie E-Heizkessel oder industrielle Wärmepumpen umstellen, die bislang verschwendete Abwärme nutzen. Doch das erfordert oft hohe Investitionen; zuvor muss sich zudem die technische Machbarkeit zeigen. „In bestehenden Anlagen ist es meist einfacher, die Energieeffizienz zu steigern“, hält Oliver Seifert fest. Die Installation moderner und präziser Messtechnik an den entscheidenden Stellen hilft, die Kosten zu senken – und erhöht zudem die Sicherheit.

Sparen mit System: Das Erzeugen, Verteilen und Nutzen von Dampf kann in bestehenden Anlagen einfach optimiert werden.

40%

der fossilen Energie werden in der Prozessindustrie allein für das Erzeugen von Dampf in Kesseln aufgewendet.

NASSDAMPF KEINE CHANCE GEBEN

Ein entscheidender Punkt ist dabei die Dampfqualität. „Ein optimaler Wirkungsgrad wird erreicht, wenn es sich um zu 100 Prozent trockenen, gesättigten Dampf handelt“, sagt Oliver Seifert. Auf dem Weg vom Kesselhaus zu den Verbrauchern kann der Dampf kondensieren und sich Nassdampf bilden, etwa durch mangelhafte Isolation der Rohre, defekte Kondensatableiter oder Druckund Temperaturschwankungen. Dieser Feuchteanteil führt nicht nur zu Energieverlusten, sondern oft zu gefährlichen Dampf- und Wasserschlägen. „Endress+Hauser Prowirl 200 kann als weltweit erster Wirbelzähler die Dampfqualität direkt im Rohr genau erfassen und schlägt bei Nassdampf Alarm“, sagt Oliver Seifert. So lassen sich bei Bedarf schnell Gegenmaßnahmen ergreifen.

Wichtig ist auch die Qualität des Speisewassers. „Stimmt diese nicht, gibt es Korrosion oder Ablagerungen im Kessel, was dessen Effizienz beeinträchtigt und seine Lebensdauer reduziert“, erklärt Oliver Seifert. Oft nehmen Anlagenbetreiber noch manuelle Proben, um die relevanten Paramater im Labor zu analysieren, und dies nur alle paar Tage. Speziell für industrielle Dampferzeuger hat Endress+Hauser ein platzsparendes, anschlussfertiges Analysesystem entwickelt. Das zieht kontinuierlich Proben, kühlt diese und misst pH-Wert, Leitfähigkeit und gelösten Sauerstoff. „Durch die ausgefeilte Geometrie kommt unsere Lösung mit einem Bruchteil der Probenmenge herkömmlicher Systeme aus“, erläutert Oliver Seifert. Entsprechend reduziert sich der Kühlwasser- und Energieverbrauch.

Noch mehr können Anlagenbetreiber herausholen, wenn sie die Standardmesstechnik des Kessels ganz gegen moderne Instrumente austauschen. „So können wir den spezifischen Energieverbrauch und den Wirkungsgrad des Kessels überwachen und in der Folge den Brennstoffverbrauch minimieren“, sagt Oliver Seifert. Wichtig ist dabei, Durchfluss, Druck und Temperatur präzise zu messen. Auch hier spielt unter anderem der Wirbelzähler Prowirl 200 wieder seine Stärken aus: Er arbeitet hochgenau, wo sich andere Geräte bei Vorhandensein von Nassdampf typischerweise Messfehler von fünf Prozent und mehr erlauben. Das ganze Potenzial erschließt sich, wer die Daten sammelt, auswertet und richtig analysiert, betont Oliver Seifert: „Ein umfassendes Energiemonitoring kann den Energieverbrauch bei Dampfprozessen um bis zu 15 Prozent senken.“

SUPERSTAR DAMPF

Dampf wird unter anderem in der Chemie-, der Lebensmittel- und der Pharmaindustrie in großem Umfang als idealer Wärmeträger verwendet. Er kann fünf- bis sechsmal mehr thermische Energie als die vergleichbare Masse Wasser aufnehmen. Da er selbstständig durch die Leitungen strömt, lässt er sich effektiv über weite Strecken verteilen und leicht in Fertigungsprozessen einsetzen, die eine direkte oder indirekte Erwärmung benötigen, etwa zum Bierbrauen, zur Sterilisation oder zur Destillation.

Nachhaltigkeit Energiewende

Measuring what counts

llang — Fri, 16 Feb 2024 11:07:59 +0000

Zeigen, was zählt mjitaru Mo., 26.02.2024 - 16:25

Technologie+Innovation

Zeigen, was zählt

Wer Energie sparen will, muss wissen, was verbraucht wird. Der Wärmemengenzähler EngyCal RH33 leistet genau das seit Jahren. Angesichts steigender Energiepreise und strengerer Emissionsvorgaben erfreut sich der Dauerbrenner immer größerer Beliebtheit.

Text: Robert Habi

Grafik: 3st

Wärme und Kälte sind in der industriellen Produktion unerlässlich. Oft müssen Prozesse in Kesseln, Behältern und Rohrsystemen bei einer bestimmten Temperatur ablaufen, Gebäude geheizt oder gekühlt werden. Ganze 60 Prozent des Stromverbrauchs werden quer über alle Industriezweige für Heizen und Kühlen verwendet. Allein diese Zahl zeigt, dass das Potenzial groß ist – und jede gesparte Kilowattstunde hilft, wenn Energie knapp und teuer ist und Klimaziele erreicht werden müssen. Das größte Einsparpotenzial sieht Joachim Hajek bei der Wärmeenergie. „Es gibt unzählige Erhitzungsprozesse in der Industrie – für Warmwasser und für Dampf“, sagt der Global Product Manager System Components von Endress+Hauser. Doch dazu braucht es klare Daten. Genau dafür bietet Endress+Hauser seit Jahren ein erprobtes Produkt: den Wärme- und Kältezähler EngyCal RH33.

Das eichfähige Gerät wird zum Beispiel in Kombination mit zwei Widerstandsthermometern und einem Durchflussmessgerät eingesetzt. Im EngyCal fließen die Temperatur- und Durchflusswerte zusammen und werden dort verrechnet, so wie man es vom Hauszähler im Keller kennt. „Die Geräte sparen selbst keine Energie, aber sie zeigen, wo gespart werden kann. Genau darum geht es den Kunden. Sie brauchen eine Grundlage, um Maßnahmen abzuleiten“, sagt Joachim Hajek. Aus der Kombination von Energieverbrauch, Spitzenlast und Nutzungszeit in Bezug zur Anlagengröße können Kunden weitere Zusammenhänge herstellen. Energieerzeuger können auf dieser Grundlage abrechnen, Energiemanager den Verbrauch in einem ganzen Industriepark überwachen. „Wenn man unsere Lösung an vielen Stellen einer Prozessanlage installiert, erhält man eine sehr präzise Übersicht über die Energiemengen.“

Energie

Die Grafik zeigt ein Kraftwerk, in dem Wärmeenergie erzeugt und mit Wasser als Wärmeträger an eine Industrieanlage geliefert wird.

Durchfluss

In Wärmekreisläufen fließt meist Wasser. Daher nutzen Kunden häufig Ultraschalltechnik zur Durchflussmessung. In Kühlkreisläufen ist das magnetisch-induktive Verfahren besser geeignet, da es Wasser-Glykol-Gemische erfassen kann.

Temperatur

Zwei Widerstandsthermometer am Ein- und Auslauf erfassen die Temperaturwerte, die EngyCal als Grundlage zur Berechnung der Wärmemenge dienen.

Verbrauch

Die Wärmeenergie wird in Behältern, Kesseln, Anlagen oder Gebäuden genutzt. Entsprechend sind die Temperaturen am Auslauf niedriger als am Einlauf.

Herzstück

In EngyCal RH33 laufen die Werte der Temperatursensoren und des Durchflussmessgeräts zusammen. Eine Standardformel berechnet eichgenau die Wärmemenge und speichert die Werte. Mit zusätzlicher Software lassen sich Einsparmöglichkeiten aufzeigen

EngyCal RH33

Eichfähiger Wärme- und Kältezähler für flüssige Energieträger wie Wasser, Wasser-Glykol-Gemische oder Thermoöle
Hilft beim Erfassen und Abrechnen der Wärme- und Kältemengen in Kühl- und Heizkreisläufen
Speichert detailliert Zählerwerte und Fehlermeldungen oder Grenzwertverletzungen
Geeignet für den Anschluss und die Stromversorgung gängiger Durchfluss-, Druck- und Temperaturmessstellen
Liest die Werte aus der Ferne über Ethernet und Feldbus aus und kann in das Endress+Hauser IIoT-Ökosystem Netilion eingebunden werden
Für Anwendungen mit Dampf gibt es EngyCal RS33; der Dampfrechner ermittelt Dampfmasse und Energiefluss über Volumenfluss, Temperatur und/oder Druck

Energiewende Nachhaltigkeit #005979 #fff

Less is more

smanetsch — Wed, 31 Jan 2024 14:12:06 +0000

Weniger ist mehr smanetsch Mi., 31.01.2024 - 15:22

Menschen+Kultur

Weniger ist mehr

Simon Weidenbruch hat es geschafft, Hochspannung ganz neu zu erzeugen. Weshalb das ein radiometrisches Füllstandsmessgerät nachhaltiger gemacht hat, erklärt er hier.

Aufgezeichnet von Christine Böhringer

Fotografie: Christoph Fein

Kann man das mit weniger Energie hinbekommen? Der Satz eines Kunden ging mir nicht mehr aus dem Kopf. Das war 2008. Die Frage hatte sich auf Gammapilot bezogen, unser radiometrisches Füllstandsmessgerät, das prinzipbedingt nur funktioniert, wenn im Gerät Hochspannung erzeugt wird. 800 Milliwatt waren dafür nötig. Das klingt nach wenig, ist aber in explosionsgefährdeten Bereichen viel. Denn dort muss die Energie sicher abgetrennt werden von der Umgebung. Zudem ist eine eigene Stromspeisung nötig; zwei weitere Kabel müssen in Rohren zum Gerät gelegt werden – ein erheblicher Aufwand. Ich begann der Frage als Freitagnachmittags-Projekt nachzugehen. Das ist ein wöchentliches Zeitfenster, das wir für freies Arbeiten haben. Ich wertete den Stand der Forschung aus, probierte Schaltungen aus, überlegte, wie sich Hochspannung gut erhalten lässt. Nach zwei Jahren gelang mir der Durchbruch: 2010 präsentierte ich einen Prototyp, der Hochspannung mit nur 40 Mikrowatt erzeugt.

Simon Weidenbruch

Simon Weidenbruch ist Elektronikingenieur und arbeitet seit 2004 bei Endress+Hauser. Aktuell beschäftigt er sich als Systemarchitekt mit der Entwicklung neuer Füllstandssensoren.

Erst wollte niemand glauben, dass das möglich ist: Radiometrie mit Zweileiter-Kompakttransmitter! Wir arbeiteten weiter an meinem Ansatz; 2016 kam das Gerät in die reguläre Entwicklung, 2019 auf den Markt. Gammapilot FMG50 ist mit der patentierten neuen Hochspannungserzeugung viel nachhaltiger: Unser neues Gerät braucht gegenüber dem Vorgänger deutlich weniger Strom, nur ein Drittel der Elektronik-Bauteile, einige Kilo weniger Stahl und keine teure Zusatzverkabelung mehr. Ich bin froh, dass ich damals drangeblieben bin. Und der Kunde? Er hat die neuen Geräte gleich verbaut – und kauft diese Art Messtechnik heute nur noch bei uns.

Simon Weidenbruch hat es geschafft, Hochspannung ganz neu zu erzeugen. Weshalb das ein radiometrisches Füllstandsmessgerät nachhaltiger gemacht hat, erklärt er hier. 4 Min. Weniger ist mehr

Energiewende Nachhaltigkeit Innovation

All for One

llang — Tue, 30 Jan 2024 08:43:48 +0000

Alle für einen mjitaru Mi., 31.01.2024 - 14:07

Technologie+Innovation

Alle für einen

Wasserstoff gilt als Schlüssel zur Energiewende und Klimaneutralität ganzer Industrien. Entlang der gesamten Wertschöpfungskette arbeiten Unternehmen an Technologien und Applikationen, um dem neuen Energieträger zum Durchbruch zu verhelfen. Drei Beispiele.

1. Plasmalyse erschließt neue Wasserstoffquellen

Bei der Herstellung von klimaneutralem Wasserstoff steht im Augenblick Wasser (H₂O) als Rohstoff im Fokus. Per Elektrolyse wird es mit Ökostrom in Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O) gespalten. Allerdings kommt Wasserstoff nicht nur in Wasser vor. Er ist auch Teil etlicher Kohlenwasserstoff- und Stickstoffverbindungen in Abwässern, Gülle oder Gasen. Das Berliner Unternehmen Graforce möchte ihn aus solchen Reststoffen herausholen: Es hat ein Verfahren zur Plasma-Elektrolyse („Plasmalyse“) entwickelt, bei dem mit erneuerbarer Energie ein hochfrequentes Plasmafeld erzeugt wird. Dieses spaltet dann in Schmutzwasser enthaltene Ammoniak-Moleküle (NH₃) oder Methan-Moleküle (CH₄) aus Erd- oder Biogas in ihre Komponenten. „H₂ ist in Wasser fester gebunden als in anderen chemischen Verbindungen. Deshalb benötigt die Methan-Plasmalyse im Vergleich zur Wasserelektrolyse nur ein Fünftel der elektrischen Energie, um die gleiche Menge an Wasserstoff zu erzeugen“, erläutert Dr. Jens Hanke, Geschäftsführer von Graforce. Das senkt die Herstellungskosten erheblich. Beim Einsatz von Methan entsteht durch die Plasmalyse zudem auch fester Kohlenstoff, der zum Beispiel in der Bau- oder Stahlindustrie genutzt werden kann; wird Biomethan verwendet, kommt es sogar zu negativen CO₂-Emissionen, da hier das CO₂ dem natürlichen Kreislauf entzogen wird. Bei Erdgas als Ausgangsstoff könnte die Öl- und Gasindustrie die Technologie auch nutzen, um dessen Abfacklung zu vermeiden und damit ihre Klimaziele zu erreichen. Die modularen Anlagen von Graforce sind bereits marktreif. Endress+Hauser liefert die Messtechnik für die Methan-Plasmalyse. „Pluspunkte sind unser großes Portfolio, unser Anwendungswissen, die online verfügbare technische Dokumentation – und die Betreuung vor Ort, die wir überall auf der Welt anbieten können“, erklärt Mathias Christ, technischer Vertriebsmitarbeiter von Endress+Hauser in Berlin.

2. Innovative Träger vereinfachen die Logistik

Grüner Wasserstoff lässt sich häufig nicht dort wirtschaftlich produzieren, wo er benötigt wird. Doch wie soll er transportiert werden? Im Gasnetz ist der Wasserstoff nur eingeschränkt dem Erdgas beimischbar. Für die Logistik per Schiff muss das hochentzündliche Gas bei –250 °C verflüssigt werden; Kühlung und Kompression kosten viel Energie. Eine neue Lösung bieten nun flüssige organische Wasserstoffträger (Liquid Organic Hydrogen Carriers – LOHCs): Das sind ungesättigte, meist aromatische Kohlenwasserstoffverbindungen, die durch eine katalytische Reaktion in der Lage sind, Wasserstoff aufzunehmen. So gebunden, kann das H₂ ganz einfach unter Umgebungsbedingungen ohne Druck- oder Kryobehälter gelagert und bewegt werden. Für den Transport lässt sich die bestehende Logistik-Infrastruktur für Flüssigbrennstoffe wie Tankschiffe, Tankwagen und Eisenbahn-Kesselwagen nutzen. Am Verbrauchsort wird der Wasserstoff schließlich wieder aus dem Flüssigträger freigesetzt. „Messtechnik ist sowohl für die Hydrierung zu Beginn als auch die Dehydrierung nach dem Transport unerlässlich: Sie hilft, die chemischen Reaktionen zu überwachen und zu kontrollieren“, sagt Jens Hundrieser, europäischer Branchenmanager Energie bei Endress+Hauser. „Prozessphotometer machen zudem durch eine Inline-Farbmessung eine Qualitätskontrolle und Reinheitsüberwachung von LOHCs möglich.“

3. Koksgas macht Hochöfen transformationsfit

Die Zukunft der Stahlproduktion liegt in der Nutzung von Wasserstoff. Er soll künftig in neuen Produktionsverfahren wie der Direktreduktion zum Einsatz kommen und damit die klassische kohlenstoffbasierte Hochofenroute ersetzen. Aufgrund der langen Investitionszyklen für Hochöfen und weil für die Direktreduktion sehr viel grüner Wasserstoff zur Verfügung stehen muss, braucht es jedoch Etappen-Technologien auf dem Weg zum klimaneutralen Stahl. „Eine Möglichkeit besteht darin, Koksgas in die Hochöfen einzudüsen“, sagt Jens Hundrieser. Koksgas besteht zu 55 Prozent aus Wasserstoff, dieser ersetzt dann im Prozess Kohle als Reduktionsmittel und Energieträger. Der Vorteil: Hersteller können auf diese Weise ihre Emissionen sofort senken und schaffen gleichzeitig die Voraussetzung, um ihre Hochöfen künftig mit grünem H2 zu betreiben. In Deutschland nutzen Dillinger und Saarstahl bereits seit 2020 die neue Technik; die Eindüsungssysteme stammen vom Anlagenbauer Paul Wurth. Aufgrund der langjährigen, partnerschaftlichen Kundenbeziehungen haben beide Unternehmen ihre Anlagen mit Endress+Hauser Messtechnik ausgerüstet, darunter 200 Cerabar-Drucksensoren.

Innovation Energiewende #6e293e #FFF

From problem to product

smanetsch — Wed, 20 Dec 2023 08:03:08 +0000

Vom Problem zum Produkt smanetsch Mi., 20.12.2023 - 09:12

Kunden+Märkte

Vom Problem zum Produkt

Treibhausgasemissionen lassen sich in der Zementindustrie nicht vermeiden. Ein Nachteil? Nicht für Holcim Deutschland. Der Baustoffproduzent sieht darin eine große Chance für die Zukunft.

Text: Christine Böhringer

Fotografie: Matthias Haslauer, Holcim

CARBON CAPTURE

Wer einen Blick in die Zukunft der Zementindustrie werfen will, muss zu Holcim nach Lägerdorf in Schleswig-Holstein fahren. Dort wird seit über 160 Jahren aus den reichhaltigen Kreidevorkommen rund um die Uhr das begehrte Bindemittel für Beton produziert. 1,5 Millionen Tonnen sind es jährlich; 1,2 Millionen Tonnen CO2 gelangen dabei in die Atmosphäre. Die Zementindustrie ist einer der größten Treibhausgas-Emittenten der Welt. Doch zumindest in Lägerdorf soll sich dies ändern. „Als eines der ersten Zementwerke überhaupt wollen wir in sechs Jahren klimaneutral sein“, sagt Arne Stecher.

Arne Stecher leitet die Dekarbonisierung bei Holcim Deutschland. Er ist dort seit 25 Jahren in Führungsrollen, aber solche Zeiten hat er noch nie erlebt. „Wir befinden uns in einer globalen Transformation: Fossile Wertschöpfungsketten verschwinden, neue, grüne entstehen. Alle Unternehmen müssen sich verändern“, sagt Arne Stecher. Nicht nur, um das Klima zu retten; auch, um die eigene Zukunft zu sichern. Doch während viele Industrien durch Brennstoff- oder Prozesswechsel grün werden können, klappt das bei der Zementherstellung nicht: Zwei Drittel der Emissionen entstehen beim Brennen des Zementklinkers im Ofen. Dabei zerfällt Kreide als Calciumcarbonat (CaCO3) in Calciumoxid (CaO) und CO2. „Zement wird es nie ohne CO2 geben“, sagt der Verfahrensingenieur.

Im Jahr 2016, das Pariser Klimaschutzabkommen war gerade in Kraft getreten, stellten sich die Verantwortlichen des weltweit führenden Baustoffkonzerns Holcim deshalb zwei Fragen: Wie können wir Millionen Tonnen unvermeidbares CO2 wirtschaftlich auffangen? Und was machen wir dann damit? „Wir haben den Markt und die Forschung für Carbon-Capture-Technologien gescannt, 80 interessante Ansätze identifiziert und 50 Pilotprojekte weltweit aufgesetzt“, sagt Arne Stecher. „Daraus werden vielleicht 25 reale industrielle Projekte entstehen und sich am Ende eine Handvoll Technologien herauskristallisieren.“

In Deutschland sind alle drei Werke Pilotwerke. In Lägerdorf wird ab 2024 eine neue Ofenlinie mit dem innovativen Oxyfuel-Verfahren gebaut. Dabei wird reiner Sauerstoff statt der bisher üblichen Umgebungsluft in den Verbrennungsprozess der Klinkerherstellung geblasen. Im Ergebnis entsteht ein Abgasstrom aus fast komplett hochreinem Kohlendioxid, das so einfach eingesammelt und genutzt werden kann. „Wegen der Um- und Neubauten und der Investitionen im mittleren dreistelligen Millionenbereich ist dieser integrierte Ansatz jedoch nur an groß strukturierten Standorten umsetzbar, die noch eine lange Rohstoffverfügbarkeit haben“, sagt Arne Stecher.

Arne Stecher leitet die Dekarbonisierung bei Holcim Deutschland.

In Beckum ist Endress+Hauser Messtechnik beim Test neuester Aminwäsche-Technologie dabei.

„CO2 wird in Zukunft ein begehrter Rohstoff sein.“

Arne Stecher

Leiter Dekarbonisierung Holcim Deutschland

WIRTSCHAFTLICHER EINSATZ

Andernorts sollen deshalb End-of-Pipe-Technologien nachgerüstet werden: Der Prozess bleibt unverändert, das CO2 wird nachgeschaltet aus dem Rauchgasstrom abgeschieden. Dafür entwickelt Holcim mit Forschungs- und Technologiepartnern in den beiden anderen Werken neue Aminwäsche- und Membrantechnologien. Hier ist Endress+Hauser mit Geräten zur effizienten und sicheren Steuerung der Prozesse dabei. „Carbon Capture ist als Thema für uns nicht neu. In der Öl- und Gasindustrie wird Kohlendioxid schon lange zur Stimulierung von Lagerstätten abgeschieden. Wir verfügen hier über großes Anwendungswissen“, erklärt Frederik Effenberger, Branchenmanager Dekarbonisierung bei Endress+Hauser. Bei den Tests geht es darum, möglichst hohe Abscheideraten mit hoher Reinheit bei geringem Ressourceneinsatz zu erzielen.

Ist die Dekarbonisierung für Holcim also vor allem ein Technologiethema? „Nein“, sagt Arne Stecher. „Der große Wandel findet jenseits des Werkzaunes statt: Denn um das CO2 zu nutzen, müssen wir neue Wertschöpfungsketten aufbauen und in Stoffkreisläufen denken. Dafür brauchen wir Partnerschaften.“ Beispiel Lägerdorf: Der Sauerstoff für den Oxyfuel-Prozess soll aus Elektrolyseuren anderer Unternehmen stammen, die Wasser mit Ökostrom in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten. Das CO2 will Holcim mit seinen Partnern unter anderem für die Petrochemie aufbereiten, die daraus wiederum mit Wasserstoff E-Fuels, E-Chemicals und E-Methanol herstellt, oder es direkt als Grundstoff an die chemische Industrie abgeben. Es braucht

Logistik, Infrastruktur, Abnehmer sowie Kohlendioxid in diversen Reinheitsgraden. Und: „Die Stoffströme müssen kontinuierlich fließen“, sagt Arne Stecher, der elf Jahre Einkaufsleiter bei Holcim war. „Lieferantenpartnerschaften gehören daher auch jetzt wieder zu meinen Hauptthemen.“

der weltweiten CO2-Emissionen verursacht die Zementindustrie.

BEGEHRTER ROHSTOFF

Holcim Deutschland, sagt der Dekarbonisierungs-Experte, sei in Sachen Carbon Capture and Utilization (CCU) im Konzern, aber auch in der Branche ein First Mover. Arne Stecher ist überzeugt, dass sich die Vorreiterrolle lohnt: Damals, als er anfing, sich mit CCU zu beschäftigen, kostete eine Tonne CO2 im europäischen Emissionsrechtehandel 20 Euro; 2022 lag der Preis bei 80 Euro. „Schon heute ist der Zeitpunkt gekommen, an dem es Sinn macht, in Vermeidungstechnologien zu investieren“, betont er. Zugleich besetzt Holcim als First Mover einen entstehenden Markt – den für CO2. „Die neuen grünen Wertschöpfungsketten werden nicht ohne CO2 funktionieren, allein die chemische Industrie wird immer eine Kohlenstoffquelle brauchen“, sagt der Dekarbonisierungs-Experte. Holcim kann sie in den benötigten riesigen Mengen liefern. CO2 wird vom Problem zum Produkt. „Ich gehe davon aus, dass CO2 in Zukunft ein begehrter Rohstoff sein wird“, sagt Arne Stecher.

Treibhausgasemissionen lassen sich in der Zementindustrie nicht vermeiden. Ein Nachteil? Nicht für Holcim Deutschland. Der Baustoffproduzent sieht darin eine große Chance für die Zukunft.
8 Min. Vom Problem zum Produkt

Nachhaltigkeit Kundenbeziehung Energiewende

Shrinking the footprint

smanetsch — Wed, 20 Dec 2023 07:32:06 +0000

Den Fußabdruck verkleinern smanetsch Mi., 20.12.2023 - 08:44

Technologie+Innovation

Den Fußabdruck verkleinern

Endress+Hauser möchte sein Portfolio über die nächsten Jahre Schritt für Schritt dekarbonisieren. Wie soll das gelingen bei Messgeräten, die ohne Stahl nicht auskommen?

Text: Christine Böhringer

Fotografie: Andreas Mader

PORTFOLIO

Wer mit produzierenden Unternehmen über ihre Klimaschutzstrategien spricht, der hört immer wieder diesen Satz: Die meisten der CO2-Emissionen fallen entlang unserer Lieferkette an! „Auch bei Endress+Hauser ist es so. Da wir viel Stahl und auch Aluminium in unseren Messgeräten verbauen, geht der größte Teil unseres Umwelt-Fußabdrucks darauf zurück“, erklärt Hans Joachim Fröhlich, Director Technology & Portfolio. Gemeinsam mit den Product Centern möchte er diese Emissionslast verringern – und das Portfolio von Endress+Hauser bis 2050 dekarbonisieren.

Die einfachste Lösung existiert nur in der Theorie. „Gäbe es in absehbarer Zeit einen wirtschaftlich interessanten Weltmarkt für grünen Stahl, könnten wir unsere Produktion sofort umstellen“, sagt Hans Joachim Fröhlich. Doch der Rohstoff wird erst in Pilotprojekten klimaneutral erzeugt. Und wie schnell die Kapazitäten hochgefahren werden können, hängt auch von der Verfügbarkeit von grünem Strom und Wasserstoff ab. „Deshalb suchen wir nach weiteren Möglichkeiten, die Klimabilanz unserer Produkte zu verbessern – Dinge, die wir selbst schnell gestalten und umsetzen können“, so Hans Joachim Fröhlich.

Einige Überlegungen drehen sich um konstruktive Materialeinsparungen. Um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten, sind Änderungen an der Sensorik selbst kaum möglich. „Bei Messgeräten, die sich kabellos bedienen lassen, könnte man jedoch aufs Display verzichten. Auch die weitere Miniaturisierung der Elektronik, die ein eigenes Gehäuse besitzt, bleibt ein Handlungsfeld“, sagt Hans Joachim Fröhlich. Schon länger setzt Endress+Hauser für Durchfluss- und Füllstandsmessung zunehmend auf Zweileiter-Technik, die im Betrieb weniger Strom verbraucht und mit weniger Elektronikbauteilen auskommt als Vierdrahtgeräte.

Das Ganze im Blick: Hans Joachim Fröhlich, Director Technology & Portfolio, verfolgt verschiedene Wege, um die Klimabilanz von Messgeräten zu verbessern.

HIN ZU MODULAREN BAUWEISEN

Zudem beschäftigt sich Endress+Hauser mit dem Thema Kreislaufwirtschaft. „Hier geht es vor allem darum, die ohnehin lange Lebensdauer unserer Messtechnik von 15 bis 20 Jahren weiter zu optimieren“, sagt Hans Joachim Fröhlich. Auch in diesem Fall bietet die Elektronik einen Ansatzpunkt, denn im Vergleich zur Sensorik oder Mechanik ist sie weniger beständig und technologisch schneller überholt. Die neueste Generation etwa der Proline 300/500 Messumformer-Familie für die Durchflussmessung wurde deshalb so gestaltet, dass die Hauptelektronik- und Kommunikationsmodule ohne viel Aufwand austauschbar sind. Damit können künftige Kommunikationsstandards und neue Funktionalitäten einfach integriert werden.

Dem Aufarbeiten und Wiederverwenden von Messgeräten sind hingegen Grenzen gesetzt. „Aufgrund der Vielzahl an Varianten ist fast jedes unserer jährlich drei Millionen produzierten Instrumente ein Einzelstück“, erklärt Hans Joachim Fröhlich. Die fehlende Standardisierung der Messtechnik in Anlagen, spezifische Industriestandards, individuelle Prozessanforderungen und die Kritikalität vieler Messstellen stehen dem Refurbishment ebenfalls entgegen. Potenzial zum Verkleinern des produktbezogenen CO2-Fußabdrucks birgt jedoch der Betrieb: „Die meisten neuen Feldgeräte von Endress+Hauser verfügen heute über Heartbeat Technology mit Diagnose-, Verifikations- und Monitoringfunktionen. Damit können Kalibrierzyklen optimiert und Serviceeinsätze genau geplant werden“, erklärt Hans Joachim Fröhlich.

Für ihn steht fest: Die Dekarbonisierung des Portfolios wird das Innovationsgeschehen bei Endress+Hauser prägen – und sie ist nur in enger Zusammenarbeit mit den Kunden möglich. Diese haben in ihren Anlagen derweil zuerst größere Emissionstreiber im Blick, wie die Energiebereitstellung, Maschinen, Pumpen oder Rohrleitungen. „In der Chemieindustrie macht die Messtechnik an einem großen Standort lediglich ein halbes Prozent des CO2-Fußabdrucks aus“, verdeutlicht Hans Joachim Fröhlich.

Endress+Hauser möchte sein Portfolio über die nächsten Jahre Schritt für Schritt dekarbonisieren. Wie soll das gelingen bei Messgeräten, die ohne Stahl nicht auskommen? 6 Min. Den Fußabdruck verkleinern

Nachhaltigkeit Branchenkompetenz Energiewende

Step by step

smanetsch — Wed, 29 Nov 2023 13:56:09 +0000

Schritt für Schritt smanetsch Mi., 29.11.2023 - 15:13

Technologie+Innovation

Schritt für Schritt

Energie- und Ressourceneffizienz, Dekarbonisierung, Kreislaufwirtschaft: Die grüne Wende fordert Unternehmen weltweit heraus. Endress+Hauser begleitet Kunden auf diesem Weg – als zuverlässiger Partner, mit präziser Messtechnik und einem Gespür für nachhaltige Ideen.

Fragen: Christine Böhringer

Fotografie: Andreas Mader

Ein starker Hebel

Klima- und Umweltschutz sind derzeit die großen Treiber der industriellen Produktion in Europa. Wie Endress+Hauser den erfolgreichen Wandel zu mehr ökologischer Nachhaltigkeit in allen Branchen unterstützt, erklärt Michael Sinz, der Leiter des strategischen Geschäfts.

TRANSFORMATION

Sie entwickeln das Geschäft der Endress+Hauser Gruppe mit Schlüsselkunden aus allen Branchen. Welchen Stellenwert hat Nachhaltigkeit für diese Kundengruppe?

Einen sehr großen! Alle, wirklich alle Unternehmen beschäftigen sich mit dem Thema. Im Zentrum stehen klar ökologische Aspekte, seit der Klimakonferenz in Glasgow noch einmal verstärkt die Dekarbonisierung. Weltweit gehen alle Branchen die Energiewende mit voller Kraft an. Aber auch Ressourcenschonung und Kreislaufwirtschaft nehmen als weitere Kernthemen Fahrt auf.

Weshalb geht es jetzt so schnell voran?

Es gibt ein breites Commitment zum Klimaschutz, von der Gesellschaft, den Investoren und den Regierungen. Parallel sind speziell bei der Dekarbonisierung die für Unternehmen notwendigen gesetzlichen Rahmenbedingungen und Formalisierungen geschaffen worden. CO2-Reduktion ist quasi jetzt schon intrinsisch ins Wirtschaftssystem integriert: Legen sich Unternehmen auf Klimaziele fest, müssen sie gemeinsam mit ihrer ganzen Lieferkette daran arbeiten, um sie zu erreichen. Alle müssen sich also wandeln. Ich bin überzeugt: Dieser Effekt wird sich auch bei anderen Umweltthemen einstellen.

Wo liegen aktuell die größten Herausforderungen für die Kunden auf dem Weg zur nachhaltigen Transformation?

Sie alle müssen Produktionsprozesse anpassen, optimieren oder ganz neu etablieren, zugleich aber weiterhin wirtschaftlich für steigende Bedarfe produzieren. Das erfordert massive Investitionen und die schnelle Adaption neuer Technologien. Die Dimensionen der Veränderung und die Schwerpunkte der Maßnahmen unterscheiden sich natürlich, auch ausgehend von der Abhängigkeit von fossilem Kohlenstoff: Die Öl- und Gasindustrie muss sich neu erfinden, die Stahlindustrie auf wasserstoffbetriebene Direktreduktionsanlagen umrüsten, die Zementindustrie ihre größtenteils prozessbedingten Emissionen abscheiden. Die Chemieindustrie muss alternative Rohstoffquellen finden, Plastik recyceln, neue Produkte entwickeln. Bei der Pharma-, der Lebensmittel- und der Life-Sciences-Industrie liegt das Augenmerk auf Energieund Ressourceneffizienz; hier ist auch das Einsparen von Wasser ein großes Thema.

MICHAEL SINZ

Michael Sinz entwickelt als Director Strategic Business das globale Geschäft der Firmengruppe mit Schlüsselkunden, die eng mit Endress+Hauser zusammenarbeiten. Der Physiker arbeitet seit über 25 Jahren in der Unternehmensgruppe. Nach einer Station in der Produktentwicklung für Füllstandsmesstechnik war er für Endress+Hauser elf Jahre in China tätig, zuletzt als Marketing-Direktor. Seit seiner Rückkehr in die Schweiz liegt sein Fokus auf dem strategischen Geschäft. Zudem kümmert er sich von Vertriebsseite um Nachhaltigkeitsaudits.

Wie unterstützt Endress+Hauser die Kunden bei diesem Wandel?

Präzise und verlässliche Messungen sind grundlegend, um diese Herausforderungen zu meistern. Messungen liefern Einblicke in Prozesse und helfen, diese sicher, energieeffizient und ressourcenschonend zu gestalten. Kunden können dadurch mit unseren Geräten und Lösungen gezielt ihren ökologischen Fußabdruck verkleinern sowie gleichzeitig ihre Kosten auf Anlagenebene verringern. Messtechnik ist also ein starker Hebel. Und wenn Sie Schlagworte wie Wasserstoff, CO2-Abscheidung und -Nutzung oder E-Auto-Batterien hören, können Sie ebenfalls ganz sicher sein, dass hier unsere Geräte mit im Spiel sind: Durch unsere Nähe zu den Kunden, unsere Bereitschaft, langfristig mit ihnen zusammenzuarbeiten, von ihnen zu lernen und ihre spezifischen Herausforderungen so gut wie nur möglich zusammen zu bewältigen, haben wir uns diese Bereiche früh erschlossen und diese neuen Gebiete von Anfang an begleitet.

Werden Partnerschaften in Zukunft noch wichtiger werden?

Auf jeden Fall, denn nur durch Kollaboration lässt sich Nachhaltigkeit mit Wachstum verbinden. Um bis Mitte des Jahrhunderts Klimaneutralität zu erreichen, aber ebenso für eine erfolgreiche Digitalisierung, das andere große Zukunftsthema unserer Industrie, braucht es langfristige und zuverlässige Partnerschaften. Alle Beteiligten tragen im Zusammenspiel Puzzleteile zur Lösung bei, die perfekt ins Gesamtgefüge passen müssen. Kunden erwarten heute neben Qualität, Liefertreue, Anwendungskompetenz, Innovationsfähigkeit und globaler Reichweite als weiteres Kriterium Nachhaltigkeit auf allen Ebenen. Gemeinsame Visionen und Werte werden wichtiger.

Wie beeinflussen die sich verändernden Bedürfnisse die Entwicklung von Endress+Hauser?

Auf Produktseite haben wir in den vergangenen Jahren das Analysegeschäft mit Inline- und Online-Messverfahren gestärkt. Kunden überwachen damit qualitätsrelevante Parameter, um ihre Prozesse in Echtzeit zu optimieren und effizienter zu machen. Natürlich beschäftigen wir uns auch mit IIoT-Lösungen. Die digitale Vernetzung schafft noch mehr Transparenz, und zwar im gesamten Wertschöpfungsnetzwerk. Mit Hilfe Digitaler Zwillinge lassen sich Prozesse bereits beim Engineering simulieren und dadurch ressourcen- und energieeffizient auslegen. Auch ins Produktdesign fließen Nachhaltigkeitsaspekte verstärkt ein: Für die Biotechnologie mit ihren Single-Use-Systemen entwickeln wir zum Beispiel Geräte, bei denen Teile recycelt werden können. Und natürlich machen wir uns Gedanken, wie wir unser Portfolio in Zukunft sinnvoll dekarbonisieren können. Nachhaltigkeit treibt also auch uns zu Innovationen an!

Nachhaltigkeit Energiewende

Sustainability = opportunity

llang — Tue, 17 Oct 2023 15:49:15 +0000

Nachhaltigkeit als Chance llang Mo., 23.10.2023 - 09:11

Kunden+Märkte

Nachhaltigkeit als Chance

Die Zukunft der Prozessindustrie steht unter dem Zeichen der Klimaneutralität. Die Herausforderungen auf dem Weg dorthin sind groß. Doch wer sie meistert, wird mit qualitativem Wachstum belohnt.

Text: Kirsten Wörnle

Illustration: Selman Hoşgör

Es sind intensive Jahre für die Industrie: Geopolitische Spannungen und gestörte Lieferketten, steigende Energiepreise und Rohstoffknappheit, Inflation und Fachkräftemangel fordern die Unternehmen heraus. Gleichwohl schiebt sich in diesem dynamischen Umfeld ein Thema immer wieder nach oben auf die Tagesordnung: Führungskräfte weltweit sehen den Klimawandel laut Deloitte als eines der derzeit drängendsten Probleme. Denn damit das 1,5-Grad-Ziel von Paris erreicht wird und unser Planet für alle lebenswert bleibt, müssen alle wirtschaftlichen Aktivitäten in nachhaltige Bahnen gelenkt, müssen Prozesse, Produkte und Sektoren dekarbonisiert werden. Dabei kommt der Prozessindustrie eine Schlüsselrolle zu, umspannt sie doch die gesamte Produktionskette von der Ressourcenbeschaffung bis zum Endprodukt. Rund um den Globus wird daher nach Wegen für eine Wirtschaft gesucht, die nicht weiter auf den Verzehr fossiler Energien baut.

„Wir werden in den kommenden Jahren einen kompletten Wandel der Wirtschaft erleben.“

Gauri Singh

stellvertretende Generaldirektorin der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien

Handlungsdruck von vielen Seiten

„Die Frage, die sich jedes Unternehmen heute stellen muss, ist: Gewinnt oder verliert die Welt durch mein Geschäft?“, sagt Oliver Hahn von Bosch Climate Solutions, der Top-Manager berät. Wer jetzt die Rechnung mache, ohne Auswirkungen auf Umwelt, Gesellschaft und Unternehmensführung einzukalkulieren, riskiere, in zehn Jahren nicht mehr am Markt zu sein. Zur Trias „Preis – Leistung – Verfügbarkeit“ kommt der Wert der Nachhaltigkeit hinzu; allein schon, weil Gesetzgeber das inzwischen vorschreiben und umfassende Berichtspflichten auferlegen. Doch auch Investoren orientieren sich immer stärker an Nachhaltigkeitsaspekten. Entsprechend fließen Kapitalströme jenen Unternehmen zu, die sich hier gut positionieren. Darüber hinaus spüren insbesondere Unternehmen in den OECD-Ländern, dass mehr und mehr Arbeitnehmer eine Aufgabe mit Sinn suchen und Verbraucher ethisch hergestellte Waren verlangen.

Mittlerweile ist der Transformationsdruck größer denn je. „Nicht verändern geht nicht“, sagt Michael Sinz, der als Director Strategic Business bei Endress+Hauser das globale Geschäft der Firmengruppe mit Schlüsselkunden vorantreibt. Sich auf den langen Weg der Dekarbonisierung zu begeben, bedeutet jedoch, eine Mammutaufgabe mit vielen Unbekannten Schritt für Schritt zu lösen: Fossile Energieträger durch erneuerbare zu ersetzen, zusammen mit grünem Wasserstoff als Energiespeicher und als Rohstoff für die Chemie- und Stahlindustrie; graue Wertschöpfungsketten herunterzufahren und neue grüne aufzubauen. Das alles erfordert Investitionen, Innovationskraft, einen langen Atem sowie schnell umsetzbare Lösungen, um den Übergang in die neue Zukunft klug zu gestalten.

„Wir brauchen Effizienzverbesserungen mehr denn je.“

Mike Berners-Lee

Hochschullehrer und Experte für CO2-Fußabdrücke

Im Zeichen der Nachhaltigkeit

Beim ersten Endress+Hauser Global Forum haben sich aus Anlass des 70. Geburtstages der Firmengruppe über 800 Kunden und Experten in Basel mit der Frage beschäftigt, wie die nachhaltige Transformation der Prozessindustrie gelingen kann. Es zeigte sich: Unternehmen können durch die Einführung umweltfreundlicherer Verfahren und Technologien sowie mehr Energie- und Ressourceneffizienz heute schon einen wertvollen Beitrag im Kampf gegen die globale Erwärmung leisten – und gleichzeitig profitabler arbeiten. Messtechnik hilft dabei, aus den Prozessen die richtigen Erkenntnisse zu gewinnen und nachhaltige Entscheidungen zu treffen.

Langfristige Projekte und schnelle Resultate

Wie der Weg zu Netto-Null genau verlaufen kann, hat die Internationale Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) vorgerechnet: Stärkste Hebel sind der Einsatz erneuerbarer Energien und die substanzielle Verbesserung der Energieeffizienz. Beides könnte jeweils ein Viertel der bis 2050 einzusparenden Treibhausgase abdecken. Ein knappes Fünftel ließe sich über die Elektrifizierung des Endverbraucher-Sektors einsparen, mehr als ein Zehntel über sauberen Wasserstoff und entsprechende Derivate sowie ein weiteres Fünftel durch das Abscheiden, Nutzen und Speichern von CO2 (Carbon Capture, Use and Storage, CCUS).

Wie viel hier getan wird, vor allem im Stromsektor, zeigt der Rekordzubau an globaler erneuerbarer Kapazität von 300 Gigawatt im Jahr 2022. Gleichwohl müsste jährlich mehr als dreimal so viel neu installiert werden, um das 1,5-Grad-Ziel zu halten, zumal der Energiehunger rund um die Erde kontinuierlich wächst. Außerdem braucht der Aufbau der Wasserstoffindustrie mehr Tempo. Doch das erfordert neue Standorte, die über große Mengen an erneuerbaren Energien verfügen und den kostengünstigen Betrieb von Elektrolyseuren erlauben. Infrastrukturen für Transport und Speicherung des Wasserstoffs und seiner Derivate müssen aufgebaut werden – und alle Elemente zusammen müssen massiv hochskaliert werden.

Während die Energiewende ein Projekt für Generationen ist, lassen sich im Bereich der Energie- und Ressourceneffizienz leichter schnelle Erfolge fürs Klima und damit einhergehend Kostenvorteile erzielen – schließlich sind die Maßnahmen meist in den bestehenden Anlagen umsetzbar. „Wir brauchen Effizienzverbesserungen mehr denn je“, sagt der Hochschullehrer und Nachhaltigkeitsexperte Mike Berners-Lee, der zum Thema CO2-Fußabdruck forscht. Die Umstellung auf erneuerbare Energien alleine reiche nicht aus.

Insbesondere bei der Prozesswärme könnte die Industrie durch energetische Optimierung eine Menge Energie sparen, im Schnitt 15 Prozent. Doch das Gesamtpotenzial ist weitaus höher, wie eine Berechnung aus Deutschland zeigt: Knapp die Hälfte des industriellen Endenergiebedarfs von 2021 wäre mit verfügbaren Energieeffizienz-Technologien vermeidbar gewesen. Das entspricht der Stromproduktion von acht großen Kern- oder Kohlekraftwerken. Fast zwei Drittel dieser Effizienzpotenziale wurden einzig deshalb nicht erschlossen, weil sie sich nicht innerhalb von drei Jahren amortisieren. Über längere Zeit gerechnet wären diese Maßnahmen durchaus wirtschaftlich.

„Der Schutz der Umwelt ist nicht langweilig und teuer, sondern aufregend und profitabel.“

Bertrand Piccard

Solarflug-Rekordhalter und Öko-Pionier

Zirkulare statt linearer Wertschöpfung

Ein weiterer Ansatz, um die Kosten der Transformation zu senken und schneller in Richtung Netto-Null voranzukommen, bietet die Kreislaufwirtschaft. Laut dem Think-Tank Agora, hinter dem unter anderem die European Climate Foundation steht, könnte eine bessere Nutzung von Werkstoffen allein in Europa bis 2030 etwa 70 Millionen Tonnen CO2 einsparen, bis 2050 sogar bis zu 239 Millionen Tonnen. Das entspricht bis zu einem Drittel der nötigen industriellen Emissionsreduktion in der Europäischen Union. Das Recycling von Stahl-, Aluminium- oder Polyethylen-Produkten reduziert je nach Verfahren den Energiebedarf im Vergleich zur heutigen Primärproduktion um einen Faktor zwischen 5 und 12. Mit Blick auf die Zukunft würde eine Kreislaufwirtschaft bei diesen Stoffen auch den Gesamtbedarf an erneuerbarem Strom merklich verringern – und zwar um 400 Terawattstunden jährlich; das entspricht dem Output von 60.000 Windrädern.

„In zehn Jahren werden wir Abfall nicht mehr als Abfall, sondern als Rohstoff sehen.“

Julia Binder

Professorin für nachhaltige Innovation und Unternehmenstransformation

„In zehn Jahren werden wir Abfall nicht mehr als Abfall, sondern als Rohstoff sehen“, ist sich Julia Binder sicher, Professorin für nachhaltige Innovation und Unternehmenstransformation an der privaten Wirtschaftshochschule IMD im schweizerischen Lausanne. Das mache auch Lieferketten stabiler und wirke der zunehmenden Rohstoffknappheit entgegen. Dazu kommt: Eine Kreislaufwirtschaft lässt Kunden, Lieferanten, Unternehmen und Forschung enger zusammenrücken, weil gangbare Lösungen nur gemeinsam entwickelt werden können. „Führungskräfte bevorzugen heute Kooperation und Transparenz gegenüber dem Wettbewerb und betrachten die Dekarbonisierung zunehmend als eine Win-Win-Lösung, die nicht zwangsläufig mit zusätzlichen Kosten verbunden ist“, urteilt das World Economic Forum.

Energiewende, Energie- und Ressourceneffizienz sowie Kreislaufwirtschaft als Kernelemente eines nachhaltigen Wirtschaftsmodells versprechen darüber hinaus stärkere Unabhängigkeit von globalen Erschütterungen und damit langfristige Wettbewerbsfähigkeit. „Wir werden in den kommenden Jahren einen kompletten Wandel der Wirtschaft erleben“, ist etwa Gauri Singh überzeugt, die stellvertretende Generaldirektorin der IRENA. „Energieeffizienz in Verbindung mit Erneuerbaren macht Länder unabhängiger von Importen und entkoppelt Volkswirtschaften von volatilen internationalen Ölpreisen.“

Vom Nachteil zum Vorteil

Damit die grüne Wende wirklich gelingt, braucht es allerdings auch den richtigen politischen und wirtschaftspolitischen Rahmen. Immer wieder als ideales Instrument wird ein weltweit einheitlicher Mindestpreis für CO2 diskutiert, um entsprechende Anreize für Akteure zu setzen und die klimapolitischen Anstrengungen zu koordinieren. Welche Hebelwirkung ein solcher Schritt haben könnte, zeigt der Blick nach Europa: Diejenigen Sektoren der europäischen Wirtschaft, die mit CO2-Zertifikaten handeln, haben ihre Emissionen in den letzten Jahren deutlich stärker reduziert als andere Bereiche. Doch auch Subventionen der öffentlichen Hand sind nötig, um Schlüsseltechnologien wie Wasserstoff zum Durchbruch zu verhelfen, sei es, um neue Verfahren zur Marktreife zu bringen oder grundlegende Infrastrukturen aufzubauen. Schließlich muss sichergestellt werden, dass erneuerbare Energien so schnell wie möglich in den benötigten riesigen Mengen günstig zur Verfügung stehen und so auch grüner Wasserstoff wettbewerbsfähig wird.

Unabhängig von der Politik erkennen immer mehr Unternehmen Nachhaltigkeit als Chance für ihr eigenes Geschäft. Damit scheint sich die Vision des Öko-Pioniers Bertrand Piccard zu verwirklichen, der 2016 die Erde in einem Solarflugzeug umrundet hat – nur mit der Kraft der Sonne, ohne fossile Energien. Er sieht das Übereinkommen von Paris auch als „Startschuss für eine Revolution der sauberen Technologien“. Nach seinem Rekordflug rief er eine Allianz ins Leben, um 1.000 rentable Lösungen für den Umwelt- und Klimaschutz zu fördern. „Bisher denken wir, es zerstört die wirtschaftliche Entwicklung, wenn wir die Umwelt schützen. Ich wollte zeigen, dass es ein ökonomischer Vorteil ist, die Umwelt zu schützen, energieeffizient zu sein“, sagt der Gründer. Inzwischen sind es bereits über 1.500 Lösungen – „Geräte, Materialien, Prozesse oder Systeme, die den Menschen und dem Planeten nutzen“. Piccard ist überzeugt: „Wenn wir die Ökologie in den Mittelpunkt der ökonomischen Entwicklung stellen, werden wir viel erfolgreicher sein!“

Starke Stimmen

Renommierte Rednerinnen und Redner beschäftigten sich auf dem Endress+Hauser Global Forum mit Lösungen für eine nachhaltige Zukunft. Mike Berners-Lee, Experte für CO₂-Fußabdrücke, sprach darüber, was notwendig ist, um das Überleben der Menschheit zu sichern. Gauri Singh von der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien widmete sich der nachhaltigen Energieversorgung. Wissenschaftlerin Julia Binder ging auf Ansätze für eine Kreislaufwirtschaft ein. Der Solarflug-Pionier Bertrand Piccard stellte Ressourcen- und Energieeffizienz in den Mittelpunkt.

Mehr in den Video-Interviews auf changes.endress.com.

Die Zukunft der Prozessindustrie steht unter dem Zeichen der Klimaneutralität. Die Herausforderungen auf dem Weg dorthin sind groß. Doch wer sie meistert, wird mit qualitativem Wachstum belohnt. 14 Min. Nachhaltigkeit als Chance

Nachhaltigkeit Energiewende Branchenkompetenz Ausbildung

Pioneering green spirit

smanetsch — Tue, 25 Jul 2023 09:27:59 +0000

Grüner Pioniergeist smanetsch Di., 25.07.2023 - 11:43

Technologie+Innovation

Grüner Pioniergeist

Long Ridge Energy mischt als einer der weltweit ersten Kraftwerksbetreiber dem Erdgas in großem Stil Wasserstoff bei. Die Messtechnik spielt eine Schlüsselrolle, um der Energiewirtschaft den Weg zur Dekarbonisierung zu ebnen.

Text: Christine Böhringer

Fotografie: Endress+Hauser

GASANALYSE

Die Energiewende macht es Gaskraftwerken nicht leicht: Einerseits sollen sie die Stromund Wärmeversorgung absichern, wenn gerade kein Wind weht oder die Sonne nicht scheint. Andererseits setzen sie durch das Verbrennen des fossilen Energieträgers selbst schädliches Kohlendioxid frei. „Betreiber wollen ihre Anlagen daher bereit für Wasserstoff machen. Das Gas soll in immer größeren Mengen dem Erdgas beigemischt werden, um den Gesamt-Kohlenstoffgehalt des Brennstoffs zu senken“, erklärt Cory Marcon, Branchenmanager für Kraftwerke und Energie bei Endress+Hauser.

Ein Vorreiter auf diesem Weg zur Klimaneutralität ist das Gas- und Dampf-Kombikraftwerk von Long Ridge Energy in Hannibal im US-Bundesstaat Ohio. Die 485-Megawatt-Anlage wurde als erste der Welt mit dem Ziel gebaut, reinen Wasserstoff in Verbindung mit Erdgas zu nutzen. Für die Umstellung braucht es vor allem eine gute Prozesssteuerung: Denn Wasserstoff hat andere physikalische Eigenschaften als Erdgas und verbrennt daher auf unterschiedliche Weise. Außerdem hat Wasserstoff einen geringeren volumetrischen Energiegehalt. Daher muss die Mischung exakt gesteuert werden, um die Anlage sicher und wirtschaftlich zu betreiben.

Long Ridge Energy vertraut an diesem Punkt auf Endress+Hauser. Die Lösung stützt sich auf gleich zwei innovative Technologien: Das Coriolis-Durchflussmessgerät Promass Q misst selbst bei schwankenden Prozessbedingungen höchstgenau Massefluss, Dichte und Volumenstrom. Damit wird sichergestellt, den Wasserstoff gleichmäßig einzuspritzen. Ein Raman-Analysator Rxn5 bestimmt gleichzeitig inline die Zusammensetzung des Gasgemischs und damit indirekt dessen Energiegehalt. So lässt sich der Brennstoff-Mix beinahe in Echtzeit validieren.

Teil der Anlage für die Fallstudie Long Ridge Energy in den Vereinigten Staaten

Mit einem Raman-Analysator (im Gehäuse rechts) lässt sich die Wasserstoff-Einspeisung überwachen und exakt steuern.

INNOVATION AUS DEM REGAL

Mittlerweile hat Long Ridge Energy dem Erdgas schon mehrmals erfolgreich fünf Prozent Wasserstoff beigemengt. Erfahrungen und Erkenntnisse aus dieser Installation sind in die Entwicklung eines Skids eingeflossen, das Endress+Hauser für das Beimischen von Wasserstoff in Brennstoffsysteme und Pipelines anbietet. Es ermöglicht, den Prozess zu automatisieren. Der Pioniergeist des Kraftwerksbetreibers bleibt derweil weiter lebendig: Long Ridge Energy will bis zum Jahr 2030 das Kraftwerk komplett mit Wasserstoff befeuern.

Innovation Energiewende Öl+Gas

A solid bond

smanetsch — Tue, 25 Jul 2023 06:17:17 +0000

Eine gute Verbindung smanetsch Di., 25.07.2023 - 08:43

Kunden+Märkte

Eine gute Verbindung

Die Raffinerie Heide und Endress+Hauser sind schon seit über 20 Jahren Partner. Beide verbindet der Wille, sich ständig weiterzuentwickeln und selbst für die kniffligsten Prozesse immer bessere Lösungen zu finden.

Text: Christine Böhringer

Fotografie: Heide Raffinerie, Endress+Hauser

PARTNERSCHAFT

Wer in Hamburg in ein Flugzeug steigt, kann sich fast sicher sein, dass es mit Kerosin der Raffinerie Heide abhebt: Nicht weit entfernt in Hemmingstedt an der Nordsee produziert das Unternehmen jährlich für ganz Norddeutschland aus vier Millionen Tonnen Rohöl viele Treibstoffe und petrochemische Produkte. Obwohl mehr als 80 Jahre alt, ist der Standort heute eine der modernsten und flexibelsten Raffinerien Deutschlands. „Wir investieren immer wieder stark in Anlagen und Verfahren, um uns Neuerungen anzupassen, zudem optimieren wir kontinuierlich unsere Prozesse“, erklärt der technische Gesamtleiter Klaus Behrens.

Eine wesentliche Weiche für die Zukunft wurde dabei im Jahr 2000 gestellt: Damals wurde der Standort komplett modernisiert und ein neuer Hydrocracker errichtet. Dieser Cracker ist das Herzstück der Raffinerie. In ihm wird mit Hilfe von Wasserstoff und Katalysatoren unter Drücken bis 200 Bar und Temperaturen bis 430 Grad Celsius das Rohöl in Vorprodukte für Treibstoffe umgewandelt. Im Vergleich zu anderen europäischen Raffinerien wird in Hemmingstedt mit diesem Verfahren eine besonders hohe Produktausbeute erzielt.

Dass dem so ist, liegt mit an Endress+Hauser. „Bei der Modernisierung haben wir mehrere tausend Messstellen ausgerüstet, vor allem für Durchfluss, Druck und Füllstand“, sagt Torsten Hoppe, der als technischer Vertriebsmitarbeiter die Raffinerie betreut. 2010 kam das Unternehmen auch mit Multipoint-Thermometern beim Cracker ins Spiel. „Bei seinem Bau war Endress+Hauser noch neu im Temperaturgeschäft“, sagt Sönke Lahann, Mess-, Steuerungs- und Regelungstechniker für den Hydrocracker. „Daher haben wir das Unternehmen erst später ins Boot geholt. Mit ausschlaggebend dafür war, dass Endress+Hauser auch in unserer Region Support bietet.“

DOPPELT GESCHÜTZTE SENSOREN

Multipoints erfassen mit einzeln in Kabelsonden eingebrachten Thermoelementen die Temperaturen in den Reaktorbetten des Hydrocrackers dreidimensional. Damit lässt sich der Prozess überwachen und optimal steuern. Doch ein Jahr nach dem Einbau gab es ein Problem: Prozessgas war in die Diagnosekammer eines der Systeme gedrungen. „Wir waren schnell vor Ort“, erinnert sich Peter Prokesch, Bereichsleiter Marketing Technik bei Endress+Hauser.

Gemeinsam wurde eine Sofortlösung gefunden. Aber dabei blieb es nicht. „Danach haben wir mit der Raffinerie ein anderes Sensordesign entwickelt und beim nächsten geplanten Stillstand des Hydrocrackers die neuen Systeme eingebaut“, sagt Peter Prokesch. Die enge Zusammenarbeit auf diesem Gebiet hält bis heute an: Nach einem Feldtest über zweieinhalb Jahre nutzt die Raffinerie Heide seit kurzem die innovative iTherm ProfileSens-Technologie. „Sie ermöglicht es, in einer Kabelsonde mehrere Thermoelemente zu kombinieren und bietet zudem eine zweite Schutzschicht für die Elemente“, erklärt Produktmanager Pietro Miceli. Dadurch gibt es mehr Platz für den Katalysator in den Reaktoren und vor allem steigt die Zuverlässigkeit der Sensoren.

Weshalb die Raffinerie diesen Weg mit Endress+Hauser gegangen ist? „Wir haben das gemeinsam weiterverfolgt, weil Endress+Hauser sehr interessiert war, die Dinge anzupacken und Lösungen zu finden“, erklärt Sönke Lahann. „Gerade die Messungen im Hydrocracker sind nicht einfach. Es herrschen dort schwierige Prozessbedingungen.“ Außerdem sind die Partner auch in den anderen Bereichen ein eingespieltes Team. „Endress+Hauser kümmert sich, wir sind immer eng im Austausch“, sagt der für Tanklager und Verladung verantwortliche Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik-Ingenieur Steffen Raabe. „Wenn es eine neue oder generelle Fragestellung gibt, erkundigen wir uns, ob eine Lösung angeboten oder zusammen erarbeitet werden kann.“ Umgekehrt treten die Vertriebsleute, die den Standort sehr gut kennen, mit Weiterentwicklungen an die Raffinerie heran. „Wir erreichen die Ziele gemeinsam“, sagt Steffen Raabe.

Herzstück des Standortes ist ein hochmoderner Hydrocracker.

Um den Prozess im Hydrocracker besser zu fahren, haben Endress+Hauser und die Raffinerie die Multipoint-Thermometer gemeinsam weiterentwickelt. Für den Einbau wurden geplante Stillstände genutzt.

DIE RICHTIGEN EIGENSCHAFTEN

Für Klaus Behrens sind Partnerschaften wie die mit Endress+Hauser bei der erfolgreichen Zukunftsgestaltung der Raffinerie mitentscheidend. „Da unsere Anlagen jahrelang ohne Unterbrechung laufen, ist uns bei der Technik Qualität, Langlebigkeit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit wichtig. Doch es muss auch menschlich stimmen und wir erwarten von unseren Lieferanten, dass sie uns kompetent beraten – hinsichtlich dessen, was momentan machbar, aber auch künftig mit Innovationen möglich ist“, sagt er.

Gerade treiben die großen Themen Digitalisierung und Energiewende die Verantwortlichen der Raffinerie um. „Zur weiteren Automatisierung möchten wir verstärkt Daten aus dem Feld nutzen. Um auch weit verteilte Anlagenbereiche zu erschließen, verwenden wir zur Übertragung aus der Bestandsinstallation insbesondere Feldmultiplexer oder Technologien wie Wireless-HART“, sagt Steffen Raabe. Zudem beteiligt sich der Standort an dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt Westküste 100 zur Umsetzung einer regionalen Wasserstoffwirtschaft: Auf dem Raffineriegelände soll künftig ein 30-Megawatt-Elektrolyseur mit Strom aus erneuerbaren Energien grünen Wasserstoff produzieren. Dieser geht unmittelbar in den Hydrocracker und soll so das Herz der Raffinerie ein Stück weit dekarbonisieren. „Auch hier kennt Endress+Hauser unsere Bedürfnisse genau und kann uns vor Ort optimal unterstützen“, ist Steffen Raabe überzeugt.

Kundenbeziehung Branchenkompetenz Energiewende