Pfad I adressiert die Brennstoffemissionen, die für insgesamt ein Drittel der Gesamtemissionen verantwortlich sind. Eine Umstellung von fossilen auf klimaneutrale Brennstoffe oder Strom eliminiert die Brennstoffemissionen aus dem Kalkbrennprozess und ist somit als direkte CO₂-Vermeidung anzusehen.
Zudem können Verbesserungen der Ofentechnologie zu Brennstoffeinsparungen führen und zusätzlich zur CO₂-Vermeidung beitragen.
Ofentechnologie -2%
Unsere Schachtöfen sind hinsichtlich ihrer thermischen Effizienz bereits stark optimiert und gehören mit
Wirkungsgraden über 85% zu den Spitzenreitern im Industriesektor.
Durch Maßnahmen wie Digitalisierung der Ofentechnologie und einen Einsatz künstlicher Intelligenz lassen sich in geringem Maße weitere Effizienzsteigerungen erzielen, die den Brennstoffbedarf im Prozess verringern und so CO₂ einsparen.
Die Modernisierung von weniger effizienten Öfen wird sich ebenfalls positiv auf die CO₂-Bilanz unserer
Industrie auswirken. In Summe liegt das realistische Einsparpotential bei etwa 2%.
Elektrifizierung -2%
Die Elektrifizierung eines Kalkofens ist nicht so trivial, wie es den Anschein erwecken mag. Kalkbrennen
ist ein Prozess, der kontinuierlich über mehrere Stunden läuft und gleichbleibende Bedingungen erfordert. Damit der Kalkstein möglichst vollständig kalziniert, muss die erforderliche Wärmeenergie gleichmäßig auf die Steinoberfläche übertragen und bis ins Innere weitergeleitet werden.
Neben dem zukünftigen Neubau von vollelektrischen Öfen wäre auch eine Teilelektrifizierung, beispielsweise in Form einer Vorwärmung, denkbar. Zum aktuellen Zeitpunkt gibt es jedoch keine marktreife Technologie, die das vollelektrische Kalkbrennen im industriellen Maßstab ermöglicht. Das Potential wird somit seitens Industrie und verschiedener Studien als gering eingeschätzt.
Eine Elektrifizierung des energieintensiven Prozesses des Kalkbrennens würde den Bedarf an erneuerbaren Energien stark erhöhen. Da der Energiebedarf der Kalkindustrie unausweichlich um ein Vielfaches ansteigt (Seite19), wird die Elektrifizierung auch von der Bereitstellung erneuerbarer Energie in entsprechend großen Mengen abhängen.
Als aktuelles Fokusthema der Klimaschutzstrategie verfügt Elektrifizierung über eine hohe Dynamik im Bereich Forschung und Entwicklung. Daher könnten Technologiesprünge das konservativ abgeschätzte Potential von nur 2% Emissionsminderung deutlich erhöhen.
Brennstoff -27%
Derzeit werden für den Brennprozess überwiegend feste, flüssige und gasförmige fossile Brennstoffe
genutzt. Für die direkte CO₂-Vermeidung sollen diese Brennstoffe durch erneuerbare Energien ersetzt
werden. Im Fokus steht dabei sowohl 2030 als auch 2045 Bioenergie. Bioenergie ist ein vielversprechender Energieträger, der sich gut in die bestehenden Prozesse integrieren lässt und bereits in einigen Kalkwerken Anwendung findet. Zusätzlich wird der Einsatz von Wasserstoff schrittweise in die Kalkindustrie
Einzug halten. Dabei können wasserstoffbasierte Brennstoffe wie Wasserstoff oder Ammoniak ähnlich
wie Erdgas in den Öfen eingesetzt werden. Über das genaue Brennverhalten wasserstoffbasierter Brennstoffe im Kalkprozess herrscht noch Unklarheit, jedoch erscheint dieser Brennstoff vielversprechend für die Zukunft und wird hinsichtlich eines möglichen Einsatzes untersucht.
Wir gehen davon aus, dass die Kalkindustrie auch in Zukunft einen gewissen Restanteil fossiler Emissionen haben wird. Für die Herstellung von Spezialprodukten mit sehr spezifischen Anforderungen an die Qualität der produzierten Kalke und einer hohen Sensibilität gegenüber Änderungen im Fertigungsprozess kann es unter Umständen nötig sein, den bisherigen Brennstoff beizubehalten.
Die zukünftige Brennstoffzusammensetzung wird von der tatsächlichen Verfügbarkeit und dem Stand der Technologien abhängen. Es bedarf weiterer Forschung und Praxisversuche für die feste Implementierung klimafreundlicher Brennstoffe in der Industrie. Insgesamt gehen wir von einer Minderung von 27% aus.
