Dekarbonisierung Zementwerk

 
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Der Kohlendioxid (CO₂)-Fußabdruck der Bauindustrie ist derzeit noch erheblich. Bei der klimafreundlichen Transformation nimmt Holcim eine Führungsrolle ein. Das Ziel lautet „Netto-Null-Unternehmen“, also Klimaneutralität, die bis 2050 Realität werden soll – mit verpflichtenden, klar definierten wissenschaftlich fundierten Zielen. Dabei arbeitet Holcim national wie international konsequent an der Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks der Zementwerke, Produkte und Lösungen. Die bisherigen Ansätze zur Reduktion von CO₂-Emissionen in der Zementproduktion reichen dabei nicht aus. Der Umbau zu CO₂-Neutralität bedarf ganz neuer innovativer Technologien wie etwa die Kohlenstoffabscheidung. Und es gilt in sektorenübergreifenden Lösungen mit anderen Schlüssel­industrien zu denken – etwa Allianzen mit den Bereichen Grüne Energie, Wasserstoffproduktion, Wärme, Grundstoffindustrie oder Mobilität.

Pionierprojekt Lägerdorf
Bestes Beispiel hierfür ist die bereits Anfang 2019 in Schleswig-Holstein gebildete branchenübergreifende Partnerschaft Westküste100. Das Ziel lautet, aus Offshore-Windenergie grünen Wasserstoff zu produzieren und die dabei entstehende Abwärme zu nutzen. Im Anschluss soll der Wasserstoff für die Produktion klimafreundlicher Treibstoffe eingesetzt und in Gasnetze eingespeist werden.

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Foto: westkueste100.de

Mehrere Teilprojekte
Im August 2020 erhielt das Projekt die Förderzusage des Bundeswirtschafts­ministeriums über insgesamt 30 Mio. Euro. Seitdem laufen im Reallabor mehrere Teilprojekte. Mitte April 2021 wurde das Teilprojekt OXYFUEL100 erfolgreich abgeschlossen: Im Zementwerk Lägerdorf liefen hierzu zwei umfassende Studien zur Investitionsvorbereitung für die Umstellung auf ein Oxyfuel-Verfahren der zweiten Generation. Hierbei untersuchte Holcim mit den Technikpartnern thyssenkrupp Industrial Solutions und Linde neben dem Oxyfuelprozess die technische und wirtschaftliche Machbarkeit der nachgelagerten CO₂-Auskopplung, -Aufbereitung und -Weiterleitung zur nachgeschalteten Methanolsynthese.

EXKURS: Sauerstoff statt Luft
Das Grundprinzip des Oxyfuel-Verfahrens besteht darin, durch den Einsatz von reinem Sauerstoff bei der Zementherstellung ein CO-angereichertes Abgas zu produzieren. In Lägerdorf soll der bei der grünen Wasserstoffproduktion entstehende überschüssige Sauerstoff (O) künftig im Zementwerk in den Verbrennungsprozess eingespeist werden. Dabei werden nahezu 100% der CO-Emissionen bei der Zementherstellung abgeschieden. Das Abgas wird anschließend weiter zu einem hochreinen CO-Gas als Ausgangsstoff für die chemische Industrie aufbereitet und als Rohstoff für andere Industrien eingesetzt.

Umsetzung der Vision für Lägerdorf fest im Blick: Weitere Projektanträge
Während andere Teilprojekte des Real­labors durch die Projektpartner weitergehen, plant Holcim bereits jetzt die gemeinsame große Version „Grüner Wasserstoff und Dekarbonisierung im industriellen Maßstab“. Lägerdorf soll schon bald eines der weltweit ersten Net-Zero-­Zementwerke sein. Denn die Ergebnisse der Machbarkeitsstudie aus dem Reallabor sind außerordentlich positiv. Sie liefern Holcim notwendige Informationen für anstehende Investitionen. Ohne staatliche Hilfe sind die Transformationsschritte im großindustriellen Maßstab nicht zu schaffen: Für den geplanten Umbau zum Oxyfuel-Verfahren ist eine neue Ofenlinie zu bauen. Insgesamt ist mit Kosten im dreistelligen Millionenbereich zu rechnen. Die Projektrealisierung bei Holcim steht daher noch unter dem Vorbehalt der zu beantragenden Fördermittel. Der Erfolg der industriellen Dekarbonisierung wird wesentlich davon abhängen, ob die notwendigen finanziellen und regulatorischen Rahmenbedingungen sowohl auf europäischer als auch auf nationaler Ebene geschaffen werden.

Holcim Deutschland hat deshalb in enger Abstimmung mit dem Mutterkonzern bereits 2021 für Lägerdorf mit dem Projektantrag “Carbon 2 Business” eine Interessensbekundung für Fördergelder aus dem EU Innovations Fund abgegeben. Anfang März 2022 wurde nun der Vollantrag abgegeben und bis Ende des Jahres sollte die EU-Entscheidung fallen.

Zudem gibt es die neue Projektpartnerschaft HySCALE100 – hier geht es um die großtechnische Wasserstoffproduktion und grüne Methanolsynthese zur Dekarbonisierung der Wertschöpfungsketten der beiden Großindustrien Petrochemie und Zement. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) und das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) haben Ende Mai 2021 den gemeinsamen Projektantrag der Holcim (Deutschland) GmbH, der Hynamics Deutschland GmbH, der Ørsted Wind Power Germany GmbH und der Raffinerie Heide GmbH im Rahmen der europäischen Initiative IPCEI (Important Project of Common European Interest) für die nächste Verfahrensstufe qualifiziert. Damit ist das Projekt mit dem Namen HySCALE100 eines der wenigen Projekte in Deutschland, die von den Ministerien inhaltlich geprüft und für die Prüfung auf europäischer Ebene vorbereitet werden. Alle vier Unternehmen arbeiten bereits im schon geförderten Projekt Reallabor WESTKÜSTE100 erfolgreich zusammen, das Projekt HySCALE100 läuft allerdings unabhängig davon. 

 

Das geplante Projekt adressiert mit einer großtechnischen Wasserstoffproduktion und der Dekarbonisierung von zwei Grundindustrien (Petrochemie und Zement) bedeutende Klimaschutzziele. Entlang einer integrierten Wertschöpfungskette sollen zukünftig erneuerbare Energien, Petrochemie und Zementindustrie gesamtsystemisch verbunden werden. Die Idee ist, großtechnisch grünen Wasserstoff zu produzieren und mit CO zu synthetischen Grundstoffen umzuwandeln. Zusammen mit einem auf diese Weise nachhaltig hergestellten Zement entsteht eine breite Produktpalette, aus e-Fuels, e-Chemicals und e-Methanol.

Mit diesen Maßnahmen wird in der Region Westküste die Möglichkeit geschaffen, erneuerbare Energien aufzunehmen und damit die bestehenden Industrien im Verbund zu dekarbonisieren. Die Inbetriebnahme ist für 2025 bzw. für 2027 vorgesehen. In der nun eingeleiteten zweiten Verfahrensstufe erfolgt eine inhaltliche Prüfung des Projekt-Portfolios. Geprüft werden Innovation und Qualität, nationale Aspekte, IPCEI-Kriterien und die voraussichtlichen Kosten.

Fragen zu den Projekten?

  • Arne Stecher
    Leiter Dekarbonisierung Zementproduktion

    Holcim (Deutschland) GmbH
    Sandweg 10
    25566 Lägerdorf

    Telefon (0 48 28) 60-300
    arne.stecher@holcim.com

  • René Leja
    Referent Unternehmenskommunikation

    Holcim (Deutschland) GmbH
    Willy-Brandt-Straße 69
    20457 Hamburg

    Telefon (0 40) 36 02-128
    rene.leja@holcim.com