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. 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. 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. 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 (H 2 -Herstellung), die „grüne“ Haber-Bosch-Synthese (NH 3 -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 CO 2 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.
Die Vantage Leuna GmbH betreibt im Chemiepark Leuna einen Anlagenkomplex zur Herstellung von Spezialtensiden. Die Gesamtanlage untergliedert sich in eine Anlage zur E30-Herstellung, eine Mersol-Anlage und eine Metaupon-Anlage sowie diverse Neben- und Hilfsanlagen wie z.B. Rückkühlwerke und Weitere. Für die logistische Optimierung der Abläufe am Standort und zur Erhöhung der Versorgungssicherheit der bestehenden Metaupon-Anlage mit Einsatzstoffen, ist die örtliche Verlegung der Kesselwagen (KWG)-Entladestation für Ethylenoxid (EO) und Propylenoxid (PO) an einen Standort nördlich der Bestandsanlage auf dem Betriebsgelände vorgesehen. Die KWG-Entladung für EO und PO einschließlich der Bereitstellungs- und Entladegleise sind den Betriebseinheiten der Metaupon-Anlage EO-Lagerung (BE 43400) und PO-Tanklager (BE 43505) zugeordnet. Die aktuell genehmigte Kapazität wie auch die prinzipiellen Verfahrensabläufe innerhalb der Metaupon-Anlage bleiben von der Umsetzung des Änderungsvorhabens unberührt. Aufgrund logistischer Vorteile und Verringerung von Rangierfahrten soll die Errichtung nicht direkt am Standort der bestehenden KWG-Entladestation für EO- und PO erfolgen. Dies bietet weiter den Vorteil, dass während der Baumaßnahmen zur Errichtung der neuen KWG-Entladung und bis zu deren Inbetriebnahme, die Bestandsanlage genutzt werden kann, um anschließend planungsgemäß stillgelegt zu werden. Bedingt durch bedarfsabhängige Schwankungen sowie mögliche unregelmäßige Anlieferungen von EO und PO, ist die Errichtung von zwei parallelen Entladegleisen zum Ab- und Bereitstellen der beladenen Kessel-wagen bis zur Überführung der angelieferten Stoffe in die ortsfesten Lagereinrichtungen geplant. Aufgrund der Bereitstellungszeit der Einsatzstoffe im KWG von mehr als 24 Stunden, sind die Entladegleise gemäß § 2 Abs. 6 der Verordnung zum Schutz vor Gefahrstoffen (GefStoffV) als Lageranlage einzustufen.
Die neue EO- und PO-Entladestation wird nach dem Stand der Technik ähnlich der Bestandsanlage, mit einem zweigleisigen Aufstellbereich für bis zu vier KWG mit drei Entladegarnituren, zwei für Ethylenoxid und eine für Propylenoxid ausgeführt, sowie Anschlüssen und Rohrverbindungen zu den ortsfesten Lagertanks. Ergänzend werden als sicherheitstechnische Maßnahmen ein Rückhaltevolumen für die bedarfsweise Aufnahme von Wasser aus der Sprühwasserlöschanlage und etwaig auftretenden Leckagen eingerichtet sowie eine kontinuierliches Überwachungskonzept und die Möglichkeit für weitreichende Verriegelungen der Entladestation.