CO2 neutrale Energieversorgung im Chemiepark

Klimaneutrale Energieversorgung von Industriestandorten am Beispiel eines Chemieparks in NRW

Das SPIN-Forschungsprojekt CO2NEICHEM entwickelt Konzepte für die notwendige Energie- und Rohstoffwende am Beispiel des CHEMPARK

• Ziel ist eine kontinuierliche und zuverlässige, wettbewerbsfähige, sektorübergreifende und effiziente Strom-, Wärme- und Kälteversorgung auf Basis erneuerbarer Energien unter Berücksichtigung der benötigten Infrastruktur zu entwickeln.
• Die besondere Herausforderung dabei ist, dass chemische Produktionsverfahren vorwiegend sehr wärmeintensiv sind und zu einem geringen Teil Prozessdampf mit hohen Temperaturen bis zu 500 Grad Celsius benötigen.
• Partner des SPIN-Projekts sind Siemens Energy (federführend), der Chemieparkbetreiber CURRENTA und die Ruhr-Universität Bochum mit den beiden Lehrstühlen für Thermodynamik sowie für Energiesysteme und Energiewirtschaft.

Offizieller Akt zum Start des SPIN-Projekts CO2NEICHEM im Mai

Am 17. Juni des Jahres würdigten in einem offiziellen Rahmen Vertreter:innen der Projektbeteiligten sowie der SPIN-Geschäftsstelle die Förderung des Ministeriums für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen (MWIDE) mit rund einer Million Euro im Zentrum für Energiewendetechnologien von Siemens Energy in Mülheim. Die Förderzusage des MWIDE, die bereits im Mai an das SPIN-Projektkonsortium ging, bildete den Startschuss für das innovative Projekt. Dr. Sebastian Stießel, Geschäftsstellenleiter des Spitzenclusters für industrielle Innovationen (SPIN), freut sich über die Zusage des Wirtschafts- und Innovationsministeriums: „Mit unserem siebten SPIN-Forschungsprojekt CO2NEICHEM kommen wir unserem Ziel einer nachhaltigen Energie- und Rohstoffwende wieder ein Stück näher, indem wir uns dabei einer CO₂-neutralen Wärmeversorgung von chemischen Industriestandorten widmen. Nach und nach wollen wir mit unseren Projekten die gesamte Bandbreite der notwendigen Transformationsprozesse energieintensiver Industrien abdecken.“ CO2NEICHEM ist bereits Anfang Mai gestartet. Das gesamte Projektvolumen beträgt rund 1,5 Millionen Euro.

Kontinuierliche und zuverlässige CO₂-neutrale Wärmeversorgung von herausragender Bedeutung für chemische Produktionsprozesse

Zahlreiche Produktionsverfahren der chemischen Industrie sind wärmeintensive Prozesse, die kontinuierlich mit hoher Leistung und mit hoher Versorgungssicherheit Prozesswärme in Form von Prozessdampf mit Temperaturen bis zu 500 Grad Celsius benötigen. Der Bedarf an Prozessdampf wird in der chemischen Industrie absehbar als konstant erwartet, vorbehaltlich disruptiver Prozessinnovationen. Über eine klimaneutrale Stromversorgung hinaus ist damit eine CO₂-neutrale Wärmeversorgung von herausragender Bedeutung für die Produktionsstandorte der chemischen Industrie.

Die dafür erforderlichen Technologien basieren Stand heute zum Teil auf Entwicklungen, wie sie ebenfalls für CO₂-freie Spitzenlast- oder Backup-Kraftwerke benötigt werden. Für die Erfordernisse von chemischen Industriestandorten müssen sie aber bezüglich Integration und technischer Ausführung signifikant angepasst werden, damit Prozessdampf prioritär bereitgestellt und eine standortbezogene Versorgungssicherheit garantiert werden kann.

Bisherige Energieversorgung

Heute erfolgt die Prozessdampfversorgung über Dampfnetze auf unterschiedlichen Druckstufen, die aus Anlagen zur gekoppelten Erzeugung von Strom und Wärme und mit Abhitze aus Produktionsbetrieben oder Entsorgungsanlagen gespeist werden. Als Brennstoffe werden Erdgas und in immer geringer werdendem Ausmaß Kohle eingesetzt. Die KWK-Anlagen sind überwiegend wärmegeführt betrieben, d. h. zusätzlicher Strombedarf wird ergänzend zur KWK-Erzeugung aus dem übergeordneten Netz gedeckt. Der Anlagenbetrieb stellt eine kontinuierliche und  abgesicherte Wärmeversorgung sicher und nutzt die KWK-Anlagenflexibilität, um ein volatiles grünes Stromdargebot zu integrieren und zur Stabilisierung des Stromsystems beizutragen.

Innovative Entwicklungen der SPIN-Projektpartner

Im Rahmen von CO2NEICHEM entwickeln die Konsortialpartner ein Energiesystemmodell für einen idealtypischen Chemiepark zur technoökonomischen Analyse und Optimierung. Die Untersuchungen werden innovative Technologien wie Wasserstoff-betriebene Dampf-Gasturbinen, Hochtemperatur-Wärmepumpen und Wärmespeicher mit Dampf- und Stromausspeicherung einbeziehen. Als Forschungsergebnis wird das SPIN-Projekt alternative Energieversorgungssysteme bewerten und ein detailliertes Konzept zur Anwendung des favorisierten Systems für eine Demonstrationsanwendung ausarbeiten.

Zur Bedeutung des CHEMPARK

Über siebzig Unternehmen aus Produktion, Forschung und Dienstleistung bilden im CHEMPARK Synergien. An den Standorten Leverkusen, Dormagen und Krefeld-Uerdingen findet ein Drittel der nordrhein-westfälischen Chemieproduktion statt. Der CHEMPARK ist über Wasserwege, ein dichtes Schienen- und Autobahnnetz sowie Pipelines ideal angebunden – und bildet damit perspektivisch gute Voraussetzungen für die Anlieferung von grünen Rohstoffen.

Die vollständige Pressemitteilung inklusive der Bilder können Sie sich für redaktionelle Zwecke einschließlich einiger Kommentare der Projektvertreter hier downloaden.