<p> <p>Die Studie „Prozessintegrierte Maßnahmen und alternative Produktionsverfahren für eine umweltschonendere Herstellung von Chemikalien“ (UpChem) gibt einen Überblick über konventionelle und alternative Produktionsverfahren und prozessintegrierte Maßnahmen für eine umweltschonendere Herstellung von Chemikalien sowie Informationen zu damit verbundenen Umweltaspekten. Das Potenzial ist groß.</p> </p><p>Die Studie „Prozessintegrierte Maßnahmen und alternative Produktionsverfahren für eine umweltschonendere Herstellung von Chemikalien“ (UpChem) gibt einen Überblick über konventionelle und alternative Produktionsverfahren und prozessintegrierte Maßnahmen für eine umweltschonendere Herstellung von Chemikalien sowie Informationen zu damit verbundenen Umweltaspekten. Das Potenzial ist groß.</p><p> <p>Die im Auftrag des Umweltbundesamtes durchgeführte und nun abgeschlossene Studie enthält Beschreibungen von Produktionsverfahren mit technischen Details und Informationen sowie Daten zu den damit verbundenen Umweltaspekten. Neben Dekarbonisierung / Defossilisierung werden Umweltaspekte der Industrieemissionsrichtlinie Anhang III, zum Beispiel der Einsatz gefährlicher Stoffe und Emissionen in Luft und Wasser, thematisiert, soweit Informationen aus Literatur und Gesprächen mit Fachleuten gefunden wurden. Sowohl Techniken, die bereits kommerziell eingesetzt werden, als auch noch in Entwicklung befindliche werden untersucht.</p> <p>Ein Ziel der Studie war es, Daten zu Umweltentlastungspotenzialen, ökonomischen Aspekten und Entwicklungsstand (TRL) beziehungsweise dem kommerziellen Einsatz alternativer Produktionsverfahren und prozessintegrierter Maßnahmen für eine umweltschonendere Herstellung von Chemikalien zu erhalten, die das Umweltbundesamt für seine Arbeiten nutzen kann, zum Beispiel zum Thema Dekarbonisierung / Defossilisierung, für die Überarbeitung der Beste verfügbare Technik (BVT)-Merkblätter sowie um positive Fallbeispiele bekannter zu machen. Darüber hinaus kann diese Studie Produzenten von Chemikalien oder Genehmigungsbehörden als Informationsquelle dienen.</p> <p>Insgesamt existieren bereits viele technisch erprobte Prozesse, die einen Beitrag zur Entlastung der Umwelt leisten können. Emissionen von Treibhausgasen werden vor allem dann reduziert, wenn strombasierte Techniken mit erneuerbarem Strom etabliert werden. Techniken, die noch nicht besonders weit entwickelt sind oder bisher nur im Demonstrationsmaßstab getestet wurden, könnten in Zukunft an Bedeutung gewinnen. Aufstrebende und teils etablierte Techniken mit Umweltentlastungspotenzialen sind zum Beispiel die Wasserelektrolyse (H2-Herstellung), die „grüne“ Haber-Bosch-Synthese (NH3-Herstellung), die Reifenpyrolyse zur Herstellung von Industrieruß, Methanol-to-Olefins (MTO) & -Aromatics (MTA) sowie das Fischer-Tropsch-Verfahren. Auch durch die Elektrifizierung von Steamcrackern oder den Einsatz alternativer Feedstocks können Olefine und Aromaten umweltfreundlicher hergestellt werden. Potenziale bestehen bei der Nutzung von CO2 als Kohlenstoffträger in der chemischen Industrie, indem fossile Kohlenstoffquellen abgelöst werden. Dies erfordert allerdings viel erneuerbare Energie, die zum jetzigen Zeitpunkt noch knapp ist. Die Herstellung von Chemikalien daraus ist daher teurer als mit den konventionellen Verfahren. Weitere Umweltentlastungspotenziale ergeben sich bei alternativen Verfahren für die Herstellung anderer Chemikalien, wie durch chlorfreie Verfahren, etwa für die Produktion von Propylenoxid und Polycarbonaten, ebenso durch allgemeine Ansätze für umweltschonendere Synthesen. Beim Einsatz großer Mengen an „grünem“ Strom hat das Thema flexibler Betrieb von Anlagen höhere Bedeutung als bisher.</p> </p><p>Informationen für...</p>
Die Studie enthält Beschreibungen von Produktionsverfahren zur umweltschonenderen Herstellung von Chemikalien und Informationen zu den damit verbundenen Umweltaspekten. Ein Schwerpunkt ist Dekarbonisierung / Defossilisierung, aber auch z.B. der Einsatz gefährlicher Stoffe und Emissionen werden thematisiert. Sowohl Techniken, die bereits kommerziell eingesetzt werden als auch in Entwicklung befindliche Techniken werden untersucht, z. B. Herstellung von Wasserstoff, Ammoniak und Industrieruß, Methanol-to-Olefins, Fischer-Tropsch-Verfahren, Elektrifizierung von Steamcrackern, alternative Feedstocks, Minimierung des Chloreinsatzes, Möglichkeit des flexiblen Betriebs von Anlagen, allgemeine Techniken mit Umweltentlastungspotentialen. Veröffentlicht in Texte | 140/2024.
Die Studie enthält Beschreibungen von Produktionsverfahren zur umweltschonenderen Herstellung von Chemikalien und Informationen zu den damit verbundenen Umweltaspekten. Ein Schwerpunkt ist Dekarbonisierung / Defossilisierung, aber auch z.B. der Einsatz gefährlicher Stoffe und Emissionen werden thematisiert. Sowohl Techniken, die bereits kommerziell eingesetzt werden als auch in Entwicklung befindliche Techniken werden untersucht, z. B. Herstellung von Wasserstoff, Ammoniak und Industrieruß, Methanol-to-Olefins, Fischer-Tropsch-Verfahren, Elektrifizierung von Steamcrackern, alternative Feedstocks, Minimierung des Chloreinsatzes, Möglichkeit des flexiblen Betriebs von Anlagen, allgemeine Techniken mit Umweltentlastungspotentialen.
Die KG Deutsche Gasrußwerke GmbH & Co. (DGW) ist ein mittelständisches Unternehmen, welches seit 1936 in Dortmund Carbon Blacks (Industrieruße) nach dem Gasruß- und dem Furnace-Black-Verfahren herstellt. Die DGW produziert im We-sentlichen Carbon Blacks für die Gummiindustrie sowie Pigment Blacks, unter ande-rem für Druckfarben und Lacke. Carbon Black (Industrieruß) wird weltweit in sehr großen Mengen hergestellt und zu 90 Prozent in der Gummiindustrie als verstärkender Füllstoff eingesetzt. Etwa 10 Prozent der produzierten Menge kommen als „Pigment Blacks“ für Anwendungen in den Bereichen Kunststoffe, Druckfarben sowie Farben und Lacke zum Einsatz. Der produzierte Carbon Black wird am Ende des Produktionsprozesses unter Zusatz von Wasser und einem Hilfsmittel in einer speziellen Perlmaschine verperlt und anschließend in einer erdgas- und restgasbeheizten Trockentrommel getrocknet. Der feuchte, korrosive und geruchsintensive, heiße Abgasstrom aus der Trocknung wird in der Carbon Black-Industrie bisher unbehandelt in die Atmosphäre emittiert. Durch den Einbau von Energierückgewinnungs-Aggregaten (den sogenannten „Wrasendampfkondensator“) im Abgas der Trockentrommel der Perlerei sollte eine Rückführung der bis dahin ungenutzten Abwärme in den Prozess bzw. eine Einspeisung in das örtliche Fernwärmenetz ermöglicht werden. Zusätzlich sollte die Rückführung des Kondensats in den Produktionsprozess die Verwendung von frischem Kanalwasser verringern. Ein weiteres Ziel des Vorhabens war die Minderung der Gerüche durch die Zuführung des nach dem Wrasendampfkondensators trockenen Abgases in die thermische Nachverbrennung. Durch den Einbau des Wrasendampfkondensators in die Abgasleitung nach dem Wrasenfilter wurden mehrere umweltrelevante Ziele erreicht: Rückgewinnung der Niedertemperatur-Abwärme von etwa 33.000 Megawattstunden/Jahr und deren Nutzung im Fernwärmenetz. Der bisher für die Bereitstellung der Fernwärme genutzte Hochtemperaturdampf kann nun zur Verstromung verwendet werden. Dadurch werden jährlich etwa 6.700 Tonnen CO 2 eingespart. Insgesamt werden jährlich etwa 46.000 Kubikmeter Kondensat rückgewonnen, welches in den Produktionsprozess rückgeführt und als Quenchwasser verwendet wird. Die Geruchseinheiten werden durch eine thermische Nachverbrennung des nun trockenen Abgases um etwa 80 Prozent reduziert. Mit diesem Vorhaben konnte gezeigt werden, dass auch komplexe und korrosive Abgase mit hohem Wasserdampfanteil energetisch genutzt werden können. Zusätzliche Umweltentlastungspotenziale bezüglich der Wiederverwendung des Kondensats sowie der Minderung von Gerüchen aus der Perlerei bestärken den Nutzen des neuen Verfahrens gegenüber des konventionellen Verfahrens. Die Rückgewinnung von Energie und Wasser im Prozess leistet einen deutlichen Beitrag zum Ressourcenschutz und zur Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Die dauerhafte Vermeidung von Geruchsemissionen steigert die Lebensqualität für die Nachbarschaft und ist damit ein wichtiger Umweltaspekt zur gesellschaftlichen Akzeptanz von Industrieanlagen insbesondere in der Nachbarschaft von Wohnvierteln.
Branche: Glas und Keramik, Verarbeitung von Steinen und Erden
Umweltbereich: Klimaschutz
Fördernehmer: KG Deutsche Gasrußwerke GmbH & Co.
Bundesland: Nordrhein-Westfalen
Laufzeit: 2013 - 2015
Status: Abgeschlossen