Chemierohstoffe der Zukunft Bedeutung der Kohle
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- Inge Krause
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1 13. Juni 2013 Chemierohstoffe der Zukunft Bedeutung der Kohle Tilman Benzing, 2. ibi-fachsymposium am in Halle an der Saale
2 Rohstoffeinsatz in der chemischen Industrie: Grundlagen und Prinzipien Die Rohstoffe, die als Kohlenstoffquelle für die Chemieproduktion dienen, sind grundsätzlich austauschbar. Unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich: Technischer Machbarkeit der Verarbeitung Effizienz der Verarbeitung (Rohstoffmengen, Energieaufwand ) Umweltauswirkungen, z. B. Treibhausgasbilanz Kosten und Wirtschaftlichkeit Qualität und Eigenschaften der Produkte Ziel ist größtmögliche Ressourceneffizienz d.h. jeweils aus der Gesamtsicht optimale Lösungen zu entwickeln, um die verschiedenen Rohstoffe so effizient und wirtschaftlich wie möglich einzusetzen Verbreiterung der Rohstoffbasis als strategisches Ziel 2
3 Vom Rohstoff zum Chemieprodukt: Vielfältige Synthesewege Wertschöpfungsketten Nachwachsende Rohstoffe Syngas Kohle Gas Öl Olefine Acetylen Aromaten und als mögliche weitere Kohlenstoffquelle: CO 2 3
4 Heutiger Rohstoffmix in der organischen Chemieproduktion Deutschland, 2011 Kohle 2 % Nachwachsende Rohstoffe 13 % Erdgas 14 % insgesamt: 21,4 Mio. Tonnen Naphtha und andere Erdölderivate 71 % 4 Quelle: VCI, FNR Teilweise auf Schätzungen beruhend, Basis Tonnen Rohstoff
5 Ausbau der Petrochemie in den 1960er/1970er Jahren Verbrauch von Primärchemikalien zur Herstellung organischer Folgeprodukte in t, Bundesrepublik Deutschland auf Erdöl-/Erdgasbasis auf Kohlebasis 95 % 5 % Quelle: Falbe, J.: Chemierohstoffe aus Kohle, Stuttgart 1977 Erdöl- und Erdgas sind relativ einfach zu verarbeiten, der Feststoff Kohle muss verfahrenstechnisch aufwendig umgewandelt werden 5
6 Rohstoffeinsatz in der chemischen Industrie hängt von verschiedenen Faktoren ab Rohstoffangebot: Preise, Verfügbarkeiten Verfahren und Technologie Rohstoffmix Politische Rahmenbedingungen 6 Nachfrage nach Chemieprodukten
7 Globaler Wettbewerb als Herausforderung für die deutsche chemische Industrie: 60% des Umsatzes werden exportiert Nordamerika: Neue Situation durch Schiefergas Niedrige Rohstoffkosten Umfangreiche Investitionen in neue Produktionsanlagen Chemie in Deutschland Asien rasante Marktentwicklung Starke Kapazitätszuwächse Zunehmender Export 7 Mittlerer Osten Traditionell niedrige Rohstoff- und Energiekosten Erheblicher Aufbau von Produktionskapazitäten (Noch) Fehlende Vorwärtsintegration und Knappheiten bei Ausrüstern, Ingenieuren, Material,
8 Ein Blick in die Zukunft: Die deutsche chemische Industrie im Jahr 2030 Ergebnisse der VCI/Prognos-Studie: Trend zur Spezialisierung Deutsche Chemie kann mit innovativen und hochwertigen Produkten vom weltweiten Wachstum profitieren Forschungsintensive, höherwertige Spezialchemikalien wachsen überdurchschnittlich. Basischemie bleibt stark Wachstum der Basischemie liegt niedriger, aufgrund der engen Verflechtung der Chemiesparten kann sie vom Wachstum der Spezialchemie profitieren. Produktionsverbund innerhalb der Branche und industrielle Vernetzung mit Abnehmerbranchen in Deutschland als Wettbewerbsvorteile. Basisszenario: Wahrscheinlich, aber abhängig von Voraussetzungen! 8
9 Welche Rolle spielt die Basischemie 2030? VCI-Analyse zur Zukunft der Basischemie in Deutschland Basischemie ist Grundlage für die Chemieproduktion und die nachfolgende industrielle Wertschöpfung Entscheidende Faktoren für die Wettbewerbsfähigkeit sind regionale Verflechtung integrierte Wertschöpfungsketten. Vernetzung mit Abnehmerbranchen Basisszenario: Basischemie in Deutschland profitiert über den Produktionsverbund vom Wachstum der Spezialchemie Investitionsklima ermöglicht den Erhalt und den Ausbau bestehender Strukturen Alternativ-Szenario: Wertschöpfungsketten reißen, wenn überalterte Produktionsanlagen der Basischemie außer Betrieb gehen müssen 9
10 Chemie 2030: Implikationen für den Rohstoffeinsatz Wachstum der Spezialchemiesparten ohne Substitution fossiler Rohstoffe führt zu einer Steigerung des Einsatzes nachwachsender Rohstoffe um 50% bis 2030 Basischemie weiterhin von petrochemischen Rohstoffen dominiert, ggfs. stärkere Rolle anderer fossiler Rohstoffe (Erdgas, Kohle) Rohstoffmix in der deutschen Chemie; jährliche Wachstumsraten % Nachwachsende Rohstoffe + 2,0% pro Jahr + 0,1% Fossile Rohstoffe + 0,1% pro Jahr Quelle: VCI-Prognos-Studie, Abb. 29
11 Kohle als Chemierohstoff: Verfahren zur stofflichen Nutzung von Kohle Hydrierung gasförmige und flüssige Kohlenwasserstoffe Kohle Vergasung Synthesegas Pyrolyse (Entgasung/ Verkokung) Rohbenzol Teer Koks über Calciumcarbid Aromaten Acetylen Montanwachse 11
12 Renaissance des Chemierohstoffs Kohle? Vorteile: Hohe Versorgungssicherheit Kohle als heimischer Rohstoff (100% bei Braunkohle) Langfristige Verfügbarkeit Erprobte Verarbeitungstechnologien (Vergasung, Verkokung) Neue Möglichkeiten durch Forschung und Entwicklung Nachteil: Aufwändige Verarbeitung, hoher Energieaufwand und hohe CO 2 - Emissionen Wirtschaftlichkeit hängt ab von der Preisentwicklung anderer Rohstoffe, insb. Erdöl/Erdgas von der Entwicklung der klimapolitischen Rahmenbedingungen 12
13 CO 2 -Emissionen der Kohlenutzung Kohle Produkte Hoher Energieaufwand bei der Verarbeitung Hohe CO 2 -Emissionen Der EU-Emissionshandel belegt Emissionen mit einem Preis Benchmarks orientieren sich an den effizientesten Anlagen bzw. Prozessen CO 2 CO 2 Erdöl, Erdgas Produkte 13
14 Fazit Basischemieproduktion in Deutschland kann auch in Zukunft wettbewerbsfähig bleiben Investitionen und adäquate Rahmenbedingungen notwendig Entsprechende Rohstoffmengen werden benötigt Rohstoffbasis der Chemie wird breiter Erdölderivate werden absehbar die wichtigsten Rohstoffe bleiben Größere Rolle für Erdgas, nachwachsende Rohstoffen und Kohle Stoffliche Nutzung von Kohle in der Basischemie erfordert adäquate klimapolitische Rahmenbedingungen 14 Rohstoff-abhängige Benchmarks im Emissionshandel und/oder CO 2 -Abscheidung und Speicherung (CCS)
15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Weiterführende Informationen: Rohstoffbasis im Wandel Positionspapier von GDCh, DECHEMA, DGMK und VCI. Frankfurt, 2010 Die deutsche chemische Industrie 2030 VCI/Prognos-Studie. Frankfurt, 2012 Basischemie 2030 VCI-Positionspapier. Frankfurt,
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