Cluster Chemie/Kunststoffe Mitteldeutschland

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1 Cluster Chemie/Kunststoffe Mitteldeutschland Technologien zur stofflichen Kohlenutzung , 17. Brandenburger Energietag in Cottbus Dr. Christoph Mühlhaus, Clustersprecher

2 INHALT A B C Das Cluster Chemie/Kunststoffe Mitteldeutschland Erreichen der Wirtschaftlichkeit mit Power-to-X Einbindung der Kohleinitiativen 2

3 A Das Cluster Chemie/Kunststoffe Mitteldeutschland 3

4 Ausgangssituation Umsatz, Betriebe, Beschäftigte und Exportquote im Jahr 2012 Chemische Industrie Kunststoffindustrie Umsatz 12,2 Mrd. 8,2 Mrd. Betriebe Beschäftigte Exportquote 44 % 31 % Quelle: Statistisches Bundesamt; Berechnungen und Darstellung isw GmbH. Anmerkungen: Mitteldeutschland: Sachsen-Anhalt, Sachsen, Thüringen, Brandenburg, Betriebe mit 20 und mehr Beschäftigten. 4

5 Das Mitteldeutsche Chemiedreieck - Hohe Standortattraktivität: Daten und Fakten Über 600 Unternehmen haben sich seit Mitte der 90er Jahre auf den Standorten angesiedelt Ca Arbeitsplätze an den 6 Chemiestandorten mit über ha Chemieparkfläche Seit 1990: mehr als 17 Mrd. Euro Investitionen für Sanierung und Neuerrichtung der Infrastruktur und Produktionsanlagen 5

6 B Erreichen der Wirtschaftlichkeit mit Power-to-X 6

7 Erreichen der Wirtschaftlichkeit mit Power-to-X Erneuerbarer Strom ist nur fluktuierend verfügbar und die Anlagentechnik ist nur zeitweise genutzt Wasserstoff oder Methanol sind zu speichern Schrittweise Substitution des Wasserstoffbedarfs von Chemieindustrie oder Raffinerie ermöglicht das Scale-up Weitere Nutzungen für Mobilität und Energie können dann eigenständige Deckungsbeiträge leisten 7

8 Projektergebnisse als Basis Vorleistungen des Projektes HYPOS Erfolgreiches Betreiben einer Fraunhofer Demoanlage Wasserelektrolyse am Chemiestandort Leuna Verfahren und Anlagentechnik zur wirtschaftlichen Wasserstoffherstellung auf Basis des erneuerbaren Stromes in Großelektrolysen Abgeschlossene Untersuchungen zur Machbarkeit und Genehmigungsfähigkeit einer Großkaverne zur Speicherung von Wasserstoff Wirtschaftliche Bewertung der Wertschöpfung Power-to-X durch die Studie H2-Index Grundlegende Untersuchungen zur Sicherheit und insbesondere zur gesellschaftlichen Akzeptanz der Wasserstofftechnik 8

9 Bestätigung des Geschäftsmodells Grüner Wasserstoff als Rohstoff für die Chemieindustrie Kopernikus bietet die einzigartige Chance, im Zeitraum 2020 bis 2030/2050 die einseitige Rohstoffabhängigkeit der mitteldeutschen Chemieindustrie von Öl und Gas aufzulösen. Herausforderungen der Energiewende: Deutschland muss zeigen, dass die energieintensive Industrie auch mit der Energiewende wirtschaftlich wettbewerbsfähig bleibt Herausforderungen der Rohstoffabhängigkeit: Deutschland muss Wege finden, die einseitige Rohstoffabhängigkeit von Öl und Gas und damit das Investment Leakage zu überwinden 9

10 Situation im Mitteldeutschen Chemiedreieck Steigende Verfügbarkeit der erneuerbaren Energie bis 2030 können Großinvestitionen zur Wasserstoffherstellung auslösen Wasserstoffbedarf für Hydrierungen, Düngemittelherstellung und andere Verfahren der Chemieindustrie von ca Nm³ pro Stunde, der zurzeit durch Steamreforming von Erdgas abgedeckt wird Zur Ablösung dieses Bedarfs wäre eine Elektrolyseleistung von 450 MW erforderlich, die wegen der fluktuierenden Verfügbarkeit der erneuerbaren Energien Großelektrolysen von 1000 bis 1200 MW erfordern würden Der derzeitige Strombedarf der Chemieindustrie von ca. 4 TWh/a würde sich mit diesen Großelektrolysen in etwa verdoppeln und damit entsprechend den Stromexport aus Mitteldeutschland reduzieren Darüber hinaus hat die Raffinerie einschließlich ihrer Methanolproduktion einen internen Wasserstoffbedarf in der Größenordnung der mitteldeutschen Chemieindustrie 10

11 Situation im Mitteldeutschen Chemiedreieck Infrastruktur des Chemiedreiecks bietet beste Voraussetzungen Erfahrenes Sicherheitsmanagement für Wasserstofferzeugung und -nutzung sowie für Großelektrolysen Wasserstoffpipeline der Fa. Linde, die bereits jetzt die wichtigsten Chemiestandorten von Zeitz über Böhlen, Leuna, Schkopau, Bitterfeld-Wolfen bis Rodleben verbindet und die für den derzeitigen Bedarf ausreichend ist Großkavernen für Erdgas der Fa. VNG Gasspeicher im Raum Bad Lauchstädt, bei denen eine Kaverne bei der Nutzung für Wasserstoff für 10 bis 14 Tage Windstromflaute ausreichend wäre Netzknoten des Stromnetzes mit den Umspannwerken in Marke/Raguhn, Bad Lauchstädt und Pulgar jeweils in unmittelbarer Nähe und mit leistungsfähigen Einspeisungen für die Chemiestandorte Bitterfeld/ Wolfen, Schkopau, Leuna und Böhlen 11

12 Situation im Mitteldeutschen Chemiedreieck Pipelinesystem im mitteldeutschen Chemiedreieck Bad Lauchstädt - Kavernenspeicher Quelle: LINDE AG 12

13 Bestätigung des Geschäftsmodells Geschäftsmodelle zur industriellen Umsetzung der Ergebnisse Tradierte Muster der industriellen Geschäftsverteilung von Energieproduktion, Energieverteilung und Energienutzung sind nicht zukunftsfähig Die Vernetzung der Erzeugung von Erneuerbarer Energie, die Bereitstellung von Rohstoffen und ihrer Speicherung, die Produkterzeugung auf neuen Pfaden und die Nutzung des Wasserstoffs oder Methanols für Mobilität und Energieerzeugung erfordern neue Geschäftsmodelle Neue Methodik der Kostenbewertung und Kostenzuordnung erforderlich Finanzierbarkeit, Rechtssicherheit und Verknüpfung der neuen Wertschöpfung sollten mit begleitenden Untersuchungen der Wirtschafts- und Rechtswissenschaften gestaltet werden 13

14 Investitionen Investitionen mit Unterstützung eines Kopernikus- Großprojektes Im nächsten Jahrzehnt sollte mit einem Kopernikus- Großprojekt das Geschäftsmodell Power-to-Hydrogen seine Bestätigung finden Mit einer Großelektrolyse und einer Großkaverne wäre der Schritt zur Wirtschaftlichkeit zu vollziehen Es könnte nachgewiesen werden, dass in Deutschland mit oder trotz Energiewende die energieintensive Chemieindustrie die Chance der Dekarbonisierung nutzt 14

15 Vision 2030 bis 2050 Vision für das mitteldeutsche Chemiedreieck im Zeitraum 2030 bis 2050 Für den Zeitraum 2030 bis 2050 wird der Stromüberschuss der erneuerbaren Energie eine Größenordnung erreichen, dass es wirtschaftlich möglich sein sollte, mit dem erzeugten Wasserstoff eine neue Phase der C1-Chemie (Methanolchemie) anzugehen Weitere Produktgruppen ließen sich auf dieser Basis ohne Öl und Gas aus dem gegebenen CO 2 -Aufkommen der Raffinerie erzeugen Die Kombination mit einer neuen Kohlechemie könnte bei CO 2 -Vermeidung den für die organische Chemie unverzichtbaren Kohlenstoff liefern. Das Projekt Innovative Braunkohlen Integration in Mitteldeutschland ( ibi ) weist den Weg, wie aus der bitumenreichen mitteldeutschen Braunkohle die wertvollen Kohlenwasserstoffe, aber auch der Kohlenstoff als Rohstoffe gewonnen werden können 15

16 C Einbindung der Kohleinitiativen 16

17 Innovative Braunkohlen Integration in Mitteldeutschland (ibi) 17

18 Innovative Braunkohlen Integration in Mitteldeutschland (ibi) Inhaltliche Schwerpunkte für Fortführung ibi Ressourcensicherung durch Braunkohle für die stoffliche Nutzung in der Chemischen Industrie Nutzung des Innovations- und Know-how Vorsprungs als Marktchance für den Anlagenbau Extraktion zur Gewinnung von Montanwachsen aus Braunkohle Synthesegas Niedertemperaturkonversion Verbindung von Gasgewinnung und energetische Verwertung der Braunkohle zur Verbesserung der Effizienz von Kraftwerken (Integrierte Kohle-Vergasung (IGCC) Kombination der Kohlechemie in Verbindung mit Aufarbeitung eines Crackers (Verbesserung der Effizienz des Crackers durch Vorschalten einer Niedertemperaturkonversion) Kokse u. a. für metallurgische Anwendung, Abluft und Abwasser CO 2 -Nutzung u. a. in Verbindung mit Wasserstoff Betrachtung der Rohstoffe bei der energetischen und stofflichen Verwertung von Braunkohle 18

19 Innovative Braunkohlen Integration in Mitteldeutschland (ibi) 19

20 Kostengünstiger Wasserstoff als Chance für die Kohleinitiativen Die Kohleinitiativen mit dem Kohlenstofftransformationszentrum der Lausitz, mit dem Projekt Innovative Braunkohlenintegration in Mitteldeutschland ( ibi ) und mit dem Annex- Konzept der RWE in NRW könnten die Fortschritte beim Erreichen der Wirtschaftlichkeit der Wasserstoffherstellung auf Basis des Erneuerbaren Stromes aufgreifen und für ihr Konzept die Wirkungen zur Kohlenutzung bewerten Der Cluster Chemie/Kunststoffe bietet sich an, die Mitwirkung seiner Industriepartner für die Marktbewertung und -erschließung der Kohlenutzung mit einzubringen Die Kohleinitiativen sind berechtigt regional unterschiedlich aufgestellt: Ganz unterschiedliche Kohlequalitäten Unterschiedliche Größe der Tagebaue, der vorhandenen Fördertechnik sowie der verfügbaren Kraftwerke und ihrer Technik Spezifische Infrastruktur der Tagebaue und Kraftwerksstandorte sowie der benachbarten Chemie- und Industriestandorte Damit ist aus Sicht des Kopernikus-Projektes kein Wettbewerb, sondern vielmehr eine Ergänzung durch die Kohleinitiativen gegeben 20

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Christoph Mühlhaus Sprecher Cluster Chemie/Kunststoffe Mitteldeutschland