Abkehr von CO2: Messtechnik für die Dekarbonisierung

Dezentrale Herstellung von Wasserstoff aus regenerativer Energie in Elektrolyseur-Anlagen.

Die Industrie strebt im Zuge der Energiewende ein klares Ziel an: die Umstellung ihrer Energieversorgung auf eine nachhaltige Basis unter Einsatz regenerativer Energien. Dieser Wandel zielt darauf ab, den durch fossile Brennstoffe verursachten anthropogenen CO2-Ausstoß zu reduzieren oder sogar zu eliminieren. Die Vielzahl an Technologien zur Dekarbonisierung der Industrie stellt jedoch hohe und spezifische Anforderungen an die Prozessmesstechnik. Dieser Artikel bietet einen Überblick darüber, wie die Prozessindustrie dazu beitragen kann.

Die Herausforderung der Energiewende in der chemischen Industrie ist bedeutend, da fossile Rohstoffe, die eine Quelle für klimaschädliches Kohlendioxid darstellen, ersetzt werden müssen. Gleichzeitig dient CO2 in der chemischen Industrie als Rohstoff für verschiedene Prozesse. In einer dekarbonisierten Welt ist es jedoch nicht mehr möglich, CO2 wie bisher als Nebenprodukt zu erzeugen. Die Umstellung auf erneuerbare Rohstoffe und Energieträger erfordert daher oft umfangreiche Anpassungen der bestehenden Prozesse und eröffnet gleichzeitig neue Wege für Technologien zur CO2-Vermeidung sowie zur CO2-Abscheidung und -Speicherung.

Um die verschiedenen Strategien und Ansätze zur Erreichung der Klimaziele besser zu beschreiben und sowohl die Herausforderungen als auch die Lösungen zu diskutieren, werden sie in diesem Beitrag in drei Themenbereiche unterteilt:

Elektrifizierung von Prozessen und Effizienzsteigerung

Umstellung auf alternative Energieträger, insbesondere grüner Wasserstoff

Nutzung von CO2 als Rohstoff und Entwicklung aktiver Abscheidungstechnologien

Präzise Erfassung der Wärmemengen durch ein dichtes Netzwerk von Messinstrumenten und Energierechnern entlang der Dampfleitungen.

Elektrifizierung von Prozessen und Effizienzsteigerung

Die direkte Umstellung von Prozessen auf regenerativen Strom aus Wind, Wasser und Sonne stellt eine vielversprechende Maßnahme dar, um Emissionen zu reduzieren. Dies erfordert oft keine drastischen Änderungen an den Prozessen. Für Prozesse, die nicht sofort emissionsfrei gestellt werden können, gibt es jedoch Einsparpotenziale durch Effizienzsteigerungen und Anlagenoptimierungen.

Direkte Filtration von CO2 aus der Luft und Speicherung für die Weiterverwendung mittels Direct Air Capture.

Wasserstoff als Speichermedium

Die Umstellung auf alternative Energieträger erfordert auch die Entwicklung von Speichertechnologien, um Schwankungen in der regenerativen Energieerzeugung auszugleichen. Wasserstoff gilt dabei als vielversprechendes Speichermedium. Die Beimischung von Wasserstoff in Brenngase zur Emissionssenkung wird ebenfalls diskutiert, wobei präzise Messtechnik eine entscheidende Rolle spielt.

Teilweise Reduzierung von Emissionen durch Zugabe von H2 zu anderen Brenngasen.

CO2 als Rohstoff und aktive Abscheidungstechnologien

Aktiv abscheidende Emissionstechnologien wie Carbon Capture (CC) und Direct Air Capture (DAC) spielen eine wichtige Rolle bei der Reduzierung von CO2-Emissionen. Endress+Hauser bietet Messtechnologien wie TDLAS für die exakte Messung von CO2-Konzentrationen, sowohl in Prozessgasen als auch in der Umgebungsluft. CO2 dient jedoch auch als Rohstoff in verschiedenen Industriezweigen, was neue Herausforderungen in der Messung und Handhabung mit sich bringt.

Erfassung, Speicherung und Nutzung von CO2-Emissionen für industrielle Zwecke durch Carbon Capture.

Durchgängige Messkonzepte für die Energiewende

Um die Ziele der CO2-Wende zu erreichen, sind umfassende Maßnahmen und technologische Ansätze erforderlich. Es gibt bereits heute ein breites Spektrum an Geräten und Lösungen, um die Umstellung der Industrie auf emissionsfreie Technologien zu unterstützen, einschließlich spezialisierter Messtechnik für den Einsatz mit Wasserstoff und CO2. Dies sind beispielsweise Geräte speziell für den Einsatz in Wasserstoffanwendungen, die den besonderen Stoffeigenschaften der Moleküle oder den extremen Prozessbedingungen Rechnung tragen. Auch auf dem Gebiet der optischen Gasanalyse mit TDLAS-, QF- und Raman-Sensoren werden Anwender bei der präzisen Bestimmung der Zusammensetzung von Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen unterstützt.