Die Mitverbrennung von Abfällen bzw. abfallbasierten Brennstoffen und Rohstoffen stellt eine seit Jahren etablierte und bewährte Maßnahme zur Schonung natürlicher Ressourcen wie fossiler Energieträger oder Primärrohstoffe dar. Zugleich trägt dies auch zur Verringerung des Aufkommens an zu beseitigenden Abfällen bei. Das vorliegende Sachverständigengutachten gibt einen Überblick über die Grundlagen der Zementklinkererzeugung, die Rechtsgrundlagen für die Abfallmitverbrennung in Zementwerken, die Emissionen deutscher Zementwerke, die Verfahren und Techniken zur Emissionsminderung und die Wechselwirkungen zwischen Ressourcenschonung und Klimaschutz bei der Abfallmitverbrennung. Es geht auch kurz auf die erforderliche Qualitätssicherung beim Einsatz abfallbasierter Brennstoffe und die rohstoffliche Verwertung von Abfällen ein. Mit diesem Sachverständigengutachten soll der aktuelle Stand der Abfallmitverbrennung in der deutschen Zementindustrie zusammengefasst, ein Überblick über die gesetzlichen Regelungen und aktuelle Fragen und Perspektiven sowie weitere relevante Aspekte etwa zur Qualitätssicherung beim Abfalleinsatz gegeben werden.
Im Rahmen des Projektes wird herausgearbeitet, welchen Beitrag eine material- und energieintensive Industrie wie die Zementindustrie zur Ressourcenschonung und zum Klimaschutz leisten kann, welche Hemmnisse es gibt und wie man diese ausräumen könnte. Anhand verschiedener Szenarien wird gezeigt, dass mit den aktuell eingesetzten Technologien die Potenziale zur Minderung von CO2-Emissionen innerhalb der Zementindustrie selbst begrenzt sind. Der effizienten Nutzung von Zementklinker kommt bei den brancheninternen Maßnahmen eine besondere Bedeutung zu. Für die sinnvolle und zeitgerechte Umsetzung notwendiger Break-Through-Technologien in der Zementindustrie ist der Dialog zwischen Industrie, Politik und Gesellschaft unabdingbar. Zudem ist insbesondere die Unterstützung der gezielten Nachfrage nach CO2-armen und ressourceneffizienten Zementen und Bauprodukten entscheidend.
Deutschland soll bis zum Jahr 2045 treibhausgasneutral werden. 2021 emittierte der deutsche Industriesektor etwa 181 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente. Damit trägt er mit 24 Prozent zu den nationalen Treibhausgasemissionen bei und ist nach der Energiewirtschaft die zweitgrößte Emissionsquelle in Deutschland1. Etwa zwei Drittel der industriellen Emissionen stammen aus der energieintensiven Industrie. Die Stahl- und Zementindustrien wiederum verursachen mehr als die Hälfte dieser Emissionen und sind aufgrund ihrer prozessbedingten Emissionen sowie hoher Prozesstemperaturen besonders herausfordernd. Die Dekarbonisierung der Stahl- und Zementindustrien ist daher für das Erreichen der Treibhausgasneutralität von zentraler Bedeutung. Die Dekarbonisierung der energieintensiven Industrie erfordert innovative technologische Konzepte und passende, langfristig angelegte politische Rahmenbedingungen, die den Industrieakteuren frühzeitig Transformationspfade eröffnen und größtmögliche Planungssicherheit für die erforderlichen Investitionen bieten. Im Projekt entwickelten die Forschenden Eckpunkte für Roadmaps zur Dekarbonisierung der Stahlindustrie (Federführung Fraunhofer ISI) und Zementindustrie (Federführung Wuppertal Institut). Die im Arbeitspaket 3 erarbeiteten und hier vorgestellten Eckpunkte einer Roadmap für die Zementindustrie geben konkrete Hinweise darauf, welche technologischen Konzepte für eine Dekarbonisierung in dieser Industriebranche existieren, wie diese im Zeitverlauf umgesetzt werden können, welche Treiber und Hemmnisse diese technologischen Pfade begünstigen oder hemmen und welche Maßnahmen Akteure und Akteurinnen in verschiedenen Handlungsfeldern kurz-, mittel- und langfristig umsetzen können. Das Vorhaben hat in einem zweieinhalb-jährigem Partizipationsprozess über eine Reihe von Workshops und Interviews mit Expertinnen und Experten sowie weiterer Veranstaltungen zahlreiche Stakeholder und Stakeholderinnen aus Industrie, Verbänden, gesellschaftlichen Interessengruppen sowie Politik, Behörden und Wissenschaft eingebunden. Diese Einbindung ermöglichte Transparenz, Mitwirkung sowie Praxisnähe der Resultate. Im Ergebnis liegt eine Gesamt-Roadmap für die Dekarbonisierung der deutschen Zement- und Betonindustrie vor, die alle technologischen Hebel und assoziierte Treiber, Hemmnisse und Handlungsfelder im Überblick darstellt. Ergänzt wird diese durch drei Detail-Roadmaps für die vertieft betrachteten Teilbereiche "Thermische Energie", "Neue Zemente und Betonbautechniken" sowie "Carbon-Capture and Usage/Storage (CCUS)".
Unter Carbon Capture and Utilization, kurz CCU, verstehen wir Abscheidung, Transport und anschließende Nutzung von Kohlenstoff. In Klimaschutzdebatten werden CCU–Maßnahmen als schnelle Lösung für eine treibhausgasneutrale Industrie angeführt. Sie werden als vielversprechend erachtet, da sich durch die Substitution fossiler Produkte ein geringerer Ausstoß von Emissionen zu ergeben scheint. Jedoch muss die Klimawirkung des gesamten CCU-Prozesses betrachtet werden. Welche Rolle kann CCU wirklich bei der Transformation und in einem zukünftigen defossilen Wirtschaftssystem spielen? Die vorliegende UBA-Studie systematisiert und bewertet dies nach Aspekten des Klimaschutzes sowie der Rohstoffversorgung.
Under Carbon Capture and Utilization (CCU) we summarise all relevant technologies for capturing, transport, and the subsequent utilisation of carbon. In the promising perspective CCU seems to reduce emissions by substitution of fossil products. For the evaluation we have to apply a more holistic view on these technologies and especially their energy consumption. In order to clarify the role of CCU in the near future as well as for a fossil free future society, the study by the German Environment Agency (UBA) evaluates CCU. Main perspectives are the role in greenhouse gas mitigation as well as the role of CCU for future carbon feedstock sourcing for fuels and the chemical industry.
Germany is an industrialised country with a strong production and export sector in the heart of Europe. However, German industry is dependent to varying degrees on imports of energy sources, raw materials and semi-finished products. Russia's war of aggression against Ukraine is having many consequences - from the break-up and rebuilding of previous supply chains to possible and already implemented sanctions by the EU against Russia as well as reductions in supply volumes up to a supply boycott by Russia, which are having an impact on German industry. This paper shows how operators of industrial plants, licensing authorities and the federal legislator can meet the challenges they face in maintaining production and save energy and other raw material consumption. This also supports industry on its transformation path towards decarbonisation.
Deutschland ist ein produktions- und exportstarker Industriestaat im Herzen Europas. Doch ist die deutsche Industrie dabei in unterschiedlichem Maße auf Importe von Energieträgern, Rohstoffen und Halbzeugen angewiesen. Der Angriffskrieg Russlands gegen die Ukraine zeigt viele Konsequenzen – vom Wegbrechen und Neuaufbau bisheriger Lieferketten bis hin zu möglichen und bereits umgesetzten Sanktionen der EU gegenüber Russland sowie Reduzierungen der Liefermengen bis hin zu einem Lieferboykott durch Russland, die auf die deutsche Industrie zurückfallen. Dieses Papier beschreibt die aktuelle Situation (Redaktionsstand: Anfang Juli 2022), gibt Hinweise, wie Betreiberinnen und Betreiber von Industrieanlagen, Genehmigungsbehörden und der Bundesgesetzgeber den sich für die Aufrechterhaltung der Produktion stellenden Herausforderungen begegnen können und Energie- und sonstige Rohstoffverbräuche einsparen. Dies unterstützt zudem die Industrie auf ihrem Transformationsweg zur Dekarbonisierung.
The Federal Environment Agency (UBA) has for several years been researching appropriate, effective ways of implementing the targets set by the international community on stemming climate change in a highly industrialised and developed nation like Germany. The findings of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) show beyond doubt that industrial nations in particular will need to work towards ambitious climate targets by the middle of this century if they are to fulfil their global responsibility. This provides an opportunity for Germany to take on a trailblazing role, setting the bar high and working towards the 'greenhouse gas-neutral country' climate target. The UBA has launched an interdisciplinary process in order to discover how a greenhouse gas-neutral Germany might look in 2050. The process began with an investigation of electricity generation, be-cause this involves high emissions; the UBA showed that it is in fact possible to generate 100% of our electricity from renewable sources. From the outset, it was clear that a sustainable supply of energy from renewables would not on its own be sufficient to avoid almost all greenhouse gas (GHG) emissions. Other sectors of the economy would also need to make major changes and increase their use of low-GHG technologies.The present study, 'Greenhouse gas-neutral Germany 2050' therefore investigates all the relevant sources of emissions that are described in the German National Inventory Report (NIR) on greenhouse gases. Thus besides energy supply — including the heat and transport sectors — we also consider greenhouse gas emissions from industry, waste management, agriculture and forestry and changes in land use. We then present a target scenario. Our study does not cover the routes towards this trans-formation, any associated economic assessments, or the selection of suitable policy instruments. Instead, we aim to demonstrate that a greenhouse gas-neutral Germany can largely be achieved using technical measures. We hope to provoke discussion about our sustainable, greenhouse gas-neutral future. Further study will be required, for example into the extent to which lifestyle changes can help make our greenhouse gas-neutral target easier to achieve.
Das Umweltbundesamt (UBA) untersucht seit einigen Jahren, wie sich die Zielsetzung der inter-nationalen Staatengemeinschaft zur Eindämmung des Klimawandels für ein hochentwickeltes Industrieland wie Deutschland angemessen und wirkungsvoll umsetzen lässt. Den Ergebnissen des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) folgend steht außer Frage, dass besonders Indust-rieländer bis zur Jahrhundertmitte ehrgeizige Klimaziele anstreben sollten, um ihrer globalen Verant-wortung gerecht zu werden. Deutschland kann hierbei eine weltweite Vorreiterrolle einnehmen, wenn es sich selbst frühzeitig eine hohe Zielmarke setzt und das Klimaziel "Treibhausgasneutrales Deutsch-land" anstrebt. Um die Frage zu beantworten wie ein treibhausgasneutrales Deutschland im Jahr 2050 aussehen könnte, hat das UBA einen interdisziplinären Prozess gestartet. Wegen ihrer hohen Emissionen hat das UBA dabei die Stromerzeugung als Erstes untersucht und gezeigt, dass eine Stromerzeugung aus 100 % erneuerbaren Energien möglich ist. Schon zu Beginn der Arbeiten war klar, dass eine nachhaltige Energieversorgung mit erneuerbaren Energien allein nicht ausreichen wird, um die Treibhausgasemissionen (THG) nahezu vollständig zu vermeiden. Auch andere Wirtschaftsbereiche müssten sich deutlich verändern und verstärkt THG-arme Techniken einsetzen.Die nun vorgelegte Studie "Treibhausgasneutrales Deutschland 2050" bezieht daher alle relevan-ten Emissionsquellen in die Untersuchung ein, die im jährlich erstellten Nationalen Inventarbericht (NIR) zum Treibhausgasinventar beschrieben werden. Betrachtet werden also neben der gesamten Energieversorgung einschließlich des Wärme- und Verkehrssektors auch die Treibhausgasemissionen von Industrie, Abfallwirtschaft, Land- und Forstwirtschaft sowie aus Landnutzungsänderungen. Wir entwickeln hierzu ein Zielszenario. Transformationspfade zu diesem Ziel und die damit verbundenen Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen und die Auswahl geeigneter politischer Instrumente sind nicht Gegenstand der Untersuchung. Unser Anliegen ist, zu zeigen, dass ein treibhausgasneutrales Deutschland mit vorwiegend techni-schen Maßnahmen möglich ist. Mit dieser Studie möchten wir die Diskussion über eine nachhaltige und treibhausgasneutrale Zukunft anstoßen. Weitere Untersuchungen dazu müssen folgen, die zum Beispiel auch die Frage berücksichtigen inwieweit die Veränderung der Lebensstile helfen können das Ziel der Treibhausgasneutralität leichter zu erreichen.
Die RESCUE-Studie zeigt in sechs Szenarien mögliche Lösungs- und Handlungsspielräume für Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität in Deutschland bis 2050. Dabei werden Änderungen im Ausbau der erneuerbaren Energien, Anstrengungsniveaus zur Treibhausgasneutralität, Materialeffizienz und zu nachhaltigen Lebensstilen untersucht. Bis 2050 können die Treibhausgasemissionen um 95 Prozent bis 97 Prozent gegenüber 1990 gemindert werden. In Verbindung mit einer nachhaltigen land- und forstwirtschaftlichen Bewirtschaftung können Netto-Null-Emissionen erreicht werden. Der Primärrohstoffkonsum wird um 56 Prozent bis 70 Prozent reduziert (allerdings kommt es auch zu einer Mehrinanspruchnahme einzelner Rohstoffe). Der vorliegende Forschungsbericht gibt eine detaillierte Übersicht über das Projekt. Zur Umsetzung der beschriebenen Transformationspfade sind ein ambitioniertes und schnelles Handeln sowie internationale Kooperation notwendig.
