Auf der ganzen Welt gibt es eine zunehmende Dringlichkeit und Nachfrage nach Reduzierung von Emissionen, da die globalen Auswirkungen des Klimawandels schwerer werden. Jede Nachhaltigkeitsstrategie – von der CO2-Abscheidung über die Nutzung saubererer Energiequellen und umweltfreundlicherer Brennstoffe bis hin zur Verbesserung der Energieeffizienz – ist direkt oder indirekt mit dem Emissionsmanagement verbunden.
Die Freisetzung von kontrollierten und unkontrollierten Emissionen, die von Treibhausgasen bis hin zu giftigen Leckagen reichen, ist seit Jahrzehnten eine ständige Herausforderung. Da die industrielle Fertigung sowie die Energieerzeugung fast 50 % der weltweiten Treibhausgasemissionen ausmachen, stehen die Verantwortlichen für Nachhaltigkeit (Chief Sustainability Officers, CSOs) dieser Sektoren unter erheblichem Druck, Änderungen vorzunehmen, die sich messbar auf die Emissionen auswirken.
Unternehmen ersetzen weniger kohlendioxidintensive Brennstoffe wie Erdgas und Wasserstoff und setzen erneuerbare Energien aus Wind, Sonne, Wasserkraft, Geothermie und grünen Brennstoffen ein. Diese Umstellungen werden große Investitionen und Jahrzehnte in Anspruch nehmen, sind jedoch notwendige Schritte, um wirklich sinnvolle Auswirkungen auf die Reduzierung von Emissionen zu erzielen.
Steigende Bevölkerungszahlen und höhere Erwartungen an den Lebensstandard haben die Produktions- und Energieerzeugungssektoren unter Druck gesetzt, was zu erhöhten Emissionen führt. Die Fortschritte in der Fertigung seit der industriellen Revolution haben zu einer erhöhten Produktion fossiler Brennstoffe, zur verstärkten Nutzung von Verbrennungsmotoren und zu einer größeren Nachfrage nach Komfort wie Klimatisierung und Materialien wie Textilien sowie zu erhöhtem Abfallbedarf geführt.
Der gleiche Innovationsgeist, der diese technologischen Fortschritte vorantreibt, kann nun zu nachhaltigeren Lösungen führen. Schauen wir uns die Möglichkeiten und Technologien zur Reduzierung von Emissionen an, die heute verfügbar sind, um Emissionen zu verwalten.
Eine der schleichendsten Formen von Emissionen ist als „flüchtige“ Emissionen bekannt, wenn die Eindämmung toxischer Gase und Flüssigkeiten aufgrund von undichten Ventilen und Tanks, korrodierten Rohrleitungen oder fehlerhaften mechanischen Verbindungen verloren geht. An oberster Stelle steht Methan, ein starkes Treibhausgas, das für einen Großteil der globalen Erwärmung verantwortlich ist. Auf der hellen Seite ist die Vermeidung von Methanemissionen eine der schnellsten und kostengünstigsten Möglichkeiten, um Klimaziele zu erreichen. Ohne Vorwarnung und oft mit verzögerter Erkennung sind die größten Quellen von Methan und anderen industriellen flüchtigen Emissionen oft im Blickfeld verborgen: 60 % stammen von Ventilen, gefolgt von Flanschen und Pumpen, Sicherheitsventilen und Tanks.
Um diese Emissionen zu verhindern, sind die fortschrittlichen Druckentlastungs- und Abblaseventile von Emerson so konzipiert, dass sie vor Druckansammlungen geschützt sind, die, wenn sie nicht ordnungsgemäß verwaltet werden, zu entladenen Gasen und Flüssigkeiten führen. Die neuen Ventiltechnologien von heute versiegeln Leckstellen an Ventilen, Rohrleitungsanschlüssen, mechanischen Dichtungen und anderen Geräten automatisch, um diffuse Emissionen zu reduzieren. Die verbesserten Ventilausführungen von Emerson, einschließlich hocheffizienter Spindeldichtungssysteme, höherer Durchflusskapazitäten und Verpackung für Temperaturschwankungen, erfüllen oder übertreffen selbst die strengsten Emissionsanforderungen. Schließlich trägt die fortschrittliche Überwachung von Druckentlastungsventilen, Packungsreibung und Lagertanks dazu bei, flüchtige Emissionen zu verhindern.
Messtechnologien wie Ultraschall- und Wireless-Gasüberwachung in Kombination mit fortschrittlicher Software bieten einen kosteneffizienten Ansatz mit einem großen Erkenntnisgewinn, der für die Bestimmung von Emissionen entscheidend ist. Ein Kunde von Emerson, Denka, verzeichnete eine Reduzierung des Dampfverlustes um 7 %, indem er Schallsensoren verwendete, um Dampfleckagen in der gesamten Anlage zu erfassen.
Unternehmen ersetzen weniger kohlendioxidintensive Brennstoffe wie Erdgas und Wasserstoff und setzen erneuerbare Energien aus Wind, Sonne, Wasserkraft, Geothermie und grünen Brennstoffen ein. Diese Umstellungen werden große Investitionen und Jahrzehnte in Anspruch nehmen, sind jedoch notwendige Schritte, um wirklich sinnvolle Auswirkungen auf die Reduzierung von Emissionen zu erzielen.
In Utah arbeitet Emerson mit Mitsubishi Hitachi Power Systems Americas zusammen, um die Leistung und Zuverlässigkeit zu optimieren, vorausschauende und KI-gesteuerte Wartungsstrategien zu ermöglichen und die operative Entscheidungsfindung im Kraftwerk Intermountain zu automatisieren. Turbinen von Mitsubishi werden eine kohlebefeuerte Anlage ersetzen und 30 % grünen Wasserstoff und 70 % Erdgas nutzen, um Strom zu erzeugen – und schließlich wird eine Umstellung auf 100 % grünen Wasserstoff erfolgen. Diese Umstellung wird es ermöglichen, mithilfe von Gasturbinen Strom ohne Kohlenstoffausstoß zu erzeugen.
Industrielle Fertigungsbetriebe sind enorme Energieverbraucher, oft aufgrund von befeuerten Heizprozessen. Brenner, Kessel und Öfen zünden Brennstoff und Sauerstoff, um Wärme für die Materialumwandlung, Dampferzeugung und mehr bereitzustellen. Wie ein schlecht abgestimmtes Automobil können diese Prozesse nicht nur viel Kraftstoff verbrauchen, sondern auch aufgrund von Ineffizienzen der Verbrennung enorme Mengen an Emissionen erzeugen. Heute stehen Automatisierungstechnologien zur Optimierung von Verbrennungsprozessen zur Verfügung – von der Erhöhung der Kesseleffizienz, der Messung von Sauerstoff und Kohlendioxid für einen besseren Kraftstoffverbrauch bis hin zur Optimierung der Rauchgasbehandlung. Alle diese Maßnahmen tragen zur Reduzierung von Emissionen bei.
Investitionen in Technologien gehen mit der Dekarbonisierung einher. Dekarbonisierung bedeutet nicht, dass die Rentabilität beeinträchtigt wird.
Bei Colgate-Palmolive überwachen Pneumatiksensoren und eine integrierte Software den Druckluftstrom in Echtzeit, um Lecks zu identifizieren, pneumatische Prozesse zu optimieren und die Effizienz des Luftstroms von Fertigungslinien zu verbessern. Der Energieverbrauch von mehreren Zahnpasta- und Zahnbürstenverpackungslinien wurde bereits um 15 % gesenkt, und es wird mit weiteren Energieeinsparungen gerechnet, da die Technologie breiter eingeführt wird.
Während Emissionsmanagement-Technologien sofortige, skalierbare Möglichkeiten bieten, um einen signifikanten Einfluss zu erzielen, können Unternehmen in transformativere Verbesserungen wie Kohlenstoffabscheidungs-, -nutzungs- und -speicherungstechnologien (Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS) investieren, um langfristige Gewinne zu erzielen.
CCUS verarbeitet den Kohlenstoffausstoß an der Ausgangsquelle und sondert diese unter Tage ab. Die Technologie hat das Potenzial, 90 bis 99 % des Kohlenstoffausstoßes einer Industrieanlage zu reduzieren. Außerdem wird die Produktion von kohlenstoffarmem Wasserstoff durch Umwandlung von Emissionen in eine alternative Brennstoffquelle beschleunigt.
Nach Informationen der Internationalen Energieagentur ist CCUS die einzige Gruppe von Technologien, die sowohl zur direkten Reduzierung der Emissionen in Schlüsselsektoren als auch zur CO2-Abscheidung aus der Atmosphäre beiträgt, um die am schwersten zu verhindernden Emissionen auszugleichen – was ein entscheidender Faktor zum Erreichens der Netto-Null-Emissionsziele ist, die sich eine wachsende Anzahl von Regierungen und Unternehmen gesetzt haben.
Beim Al Reyadah-Projekt der Abu Dhabi National Oil Company helfen die Technologien von Emerson der ersten kommerziellen Kohlenstoffabscheidungsanlage im Nahen Osten, 800.000 Tonnen CO2 pro Jahr aus der Eisen- und Stahlindustrie abzuscheiden.
Investitionen in Technologien gehen zweifelsohne mit der Dekarbonisierung einher. Dekarbonisierung bedeutet jedoch nicht, dass die Rentabilität beeinträchtigt wird. Obwohl die Erfüllung der Emissionsziele oberste Priorität hat, spielen fortschrittliche Automatisierungstechnologien auch eine große Rolle beim Schutz der Sicherheit, der Verbesserung der Anlagenrentabilität und der Senkung der Betriebskosten.
