Die Dekarbonisierung stellt eine grundlegende Priorität im Kampf gegen den Klimawandel dar und ist ein strategischer Ansatz zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen und zur Begrenzung ihrer Konzentration in der Atmosphäre. In einem globalen Kontext, der durch ein wachsendes Bewusstsein für ökologische Nachhaltigkeit gekennzeichnet ist, stellt die Dekarbonisierung ein wirtschaftliches, ethisches und soziales Ziel dar.
Mit dem zunehmenden Bewusstsein für die Folgen industrieller Aktivitäten und die Bedeutung der Begrenzung der Umweltbelastung überdenken Unternehmen und Institutionen ihre Energiestrategien. Mit den ehrgeizigen Zielen, die in den Grundsätzen des Green Deal festgelegt sind, wird die Dekarbonisierung zu einem wesentlichen Faktor für die Gewährleistung einer nachhaltigen Zukunft und positioniert Europa und Italien an der Spitze des ökologischen Wandels.
Pro und Kontra der Energiewende
Die Energiewende bietet eine große Chance, die Wirtschaft nachhaltiger und widerstandsfähiger zu machen. Zu den wichtigsten Vorteilen zählt die erhebliche Reduzierung der Kohlendioxidemissionen, die in Italien bereits teilweise erreicht wurde, wo im Jahr 2022 ein Rückgang von 2,8 % verzeichnet wurde. Investitionen in erneuerbare Energien wie Solar-, Wind- und Biomasseenergie mindern nicht nur die Umweltbelastung, sondern schaffen auch neue Arbeitsplätze in grünen Branchen. Darüber hinaus fördert der Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft eine effiziente Ressourcennutzung, reduziert Abfall und regt technologische Innovationen an.
Die Energiewende birgt jedoch auch erhebliche Herausforderungen. Ein kritischer Aspekt sind die hohen Anfangsinvestitionen, die für die Entwicklung nachhaltiger Infrastrukturen und Technologien erforderlich sind und die insbesondere in schwächeren Volkswirtschaften eine erhebliche Belastung für Regierungen und Unternehmen darstellen können. Veränderungen in der Energielandschaft können zu Arbeitslosigkeit in traditionellen Sektoren führen, was soziale Spannungen hervorrufen und Umschulungsprogramme erforderlich machen kann. Schließlich müssen Nachhaltigkeitsmaßnahmen kulturelle und strukturelle Widerstände überwinden, um einen gerechten und inklusiven Übergang zu gewährleisten.
Die Rolle der erneuerbaren Energien in der ökologischen Wende
Erneuerbare Energien spielen eine entscheidende Rolle in der ökologischen Wende und stellen einen der vielversprechendsten Wege zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen und zur Förderung einer nachhaltigen Zukunft dar. Im Gegensatz zu fossilen Energieträgern werden diese Ressourcen auf natürliche Weise durch Prozesse wie Sonnenlicht, Wind, Wasser und Erdwärme erneuert, wodurch das Risiko einer Erschöpfung vermieden wird. Um die Emissionen aus fossilen Brennstoffen zu reduzieren, stehen verschiedene Optionen zur Verfügung:
Ersetzen von Kohle und Erdöl durch Erdgas und Biogas;
Nutzen erneuerbarer Energiequellen für eine nachhaltige Energieerzeugung.
Was ist Dekarbonisierung: Die Bedeutung
Die Dekarbonisierung ist ein Prozess, der darauf abzielt, den Einsatz von Kohlenstoff, insbesondere in Form fossiler Brennstoffe, in menschlichen Aktivitäten schrittweise zu reduzieren. Dieser Prozess beinhaltet einen Übergang zu erneuerbaren und sauberen Energiequellen wie Solar-, Wind- und Wasserkraft. Um das Ziel der Dekarbonisierung zu erreichen, müssen verschiedene Methoden und Strategien zur schrittweisen Reduzierung der Emissionen eingesetzt werden. Jeder kann unterschiedliche Wege einschlagen und den Schwerpunkt auf Aktivitäten wie energetische Sanierung, Nutzung erneuerbarer Energien und Emissionskompensationssysteme legen.
Ein wesentlicher Aspekt der Dekarbonisierung ist die beschleunigte Nutzung von Biokraftstoffen und dekarbonisierten Brennstoffen, die fossile Brennstoffe zumindest teilweise ersetzen können. Diese neuen Brennstoffe sind mit bestehenden KWK-Systemen kompatibel. Dieser Übergang trägt nicht nur zur Einhaltung der Vorschriften bei, sondern bietet der Industrie auch Möglichkeiten zur Entwicklung teilweise dekarbonisierter Produkte.
Warum die Dekarbonisierung wichtig ist
In den letzten zwei Jahrhunderten sind die durch menschliche Aktivitäten verursachten Treibhausgasemissionen drastisch angestiegen und haben zu einem Anstieg der globalen Temperatur um etwa 1,1 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau beigetragen. Auch wenn diese Veränderung minimal erscheint, sind die Folgen offensichtlich und zunehmend schwerwiegend. Zu den besorgniserregendsten Auswirkungen des Klimawandels gehören:
Verlust von Gletschern, Eiskappen und Permafrostböden;
Extreme Hitze und zunehmende Hitzewellen;
Extremer Regen;
Extreme Stürme und tropische Wirbelstürme (Hurrikane).
Die Auswirkungen des Klimawandels sind weitreichend und umfassen Wasserknappheit, Anstieg des Meeresspiegels, Versauerung der Ozeane und Verlust der biologischen Vielfalt. Diese Probleme gefährden nicht nur die Ökosysteme, sondern haben auch schwerwiegende Folgen für die menschliche Gesundheit und die Wirtschaft. Besonders gefährdet sind dabei die schwächsten Bevölkerungsgruppen, die oft am wenigsten zu den globalen Emissionen beitragen: Entwicklungsländer und niedrig gelegene Inselstaaten leiden unter den verheerenden Auswirkungen extremer Wetterereignisse.
Was sind die Säulen der Dekarbonisierung?
Dekarbonisierung bedeutet die Reduzierung der Förderung und Nutzung fossiler Brennstoffe wie Erdöl, Kohle und Erdgas in Schlüsselbereichen wie Energieerzeugung, Verkehr, Industrie sowie Haushalts- und Industrieheizung. Unternehmen haben verschiedene Möglichkeiten, eine Dekarbonisierungsstrategie zu formulieren, je nachdem, welche Lösung für ihr Geschäftsmodell am besten geeignet ist, welche Möglichkeiten zur Verfügung stehen und wie praktikabel die Umsetzung ist. Zu den wichtigsten Technologien, die eingesetzt werden können, gehören:
Übergang zu erneuerbaren Energien: Die Dekarbonisierung beginnt mit einer grundlegenden Überarbeitung des Energiesystems, wobei der Schwerpunkt von fossilen Brennstoffen auf eine umfassende Verpflichtung zu sauberen und erneuerbaren Energiequellen verlagert wird. Dazu gehören Technologien wie Photovoltaik, Windkraft, Wasserkraft, Gezeitenkraft, Geothermie und Biomasse. Dieser Übergang kann durch die Installation von Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien in den eigenen Anlagen oder durch Energieversorgungsverträge mit Anbietern erneuerbarer Energien erfolgen;
Verbesserung der Energieeffizienz: Ein wesentlicher Bestandteil der Energiewende ist die Optimierung des Energieverbrauchs, indem der Energiebedarf gesenkt wird, um die gleichen Ziele zu erreichen. Zu den möglichen Strategien gehören eine Verbesserung der Gebäudedämmung, die Wahl energieeffizienter Haushaltsgeräte, der Einsatz innovativer Heiztechnologien und eine intelligente Gebäudesteuerung mittels digitaler Systeme. Der Einsatz fortschrittlicher Software zur Leistungsüberwachung ermöglicht es, Ineffizienzen zu erkennen. Darüber hinaus ist es beim Austausch von Geräten von entscheidender Bedeutung, Technologien zu wählen, die weniger Energie verbrauchen;
Elektrifizierung der Mobilität: Elektrifizierung bedeutet den Ersatz von Technologien, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, durch Lösungen, die elektrische Energie nutzen, die als sauberer und nachhaltiger gilt. Dieser Übergang betrifft verschiedene Bereiche, darunter Heizung, Kühlung, Lüftung, Verkehr und industrielle Produktion, indem Elektrofahrzeuge gefördert werden, von Elektroautos über E-Bikes bis hin zu batteriebetriebenen Bussen;
Gründung von Energiegemeinschaften: Diese stellen einen neuen kooperativen Ansatz dar, bei dem eine Gruppe von Personen oder Einrichtungen ihre Kräfte bündelt, um Energie aus erneuerbaren Quellen zu erzeugen, zu verwalten und zu verbrauchen. Diese Gemeinschaften sind als juristische Personen organisiert, sodass die Teilnehmer wirtschaftliche Vorteile wie geringere Energiekosten und die Möglichkeit, überschüssige Energie zu verkaufen, sowie soziale und ökologische Vorteile nutzen können und so zur Nachhaltigkeit und zum Kampf gegen den Klimawandel beitragen. In Italien wurden im Jahr 2023 bereits 54 Energiegemeinschaften gegründet, weitere hundert befinden sich in der Entwicklungsphase;
Investitionen in die Kreislaufwirtschaft: Um den Prozess der Dekarbonisierung zu unterstützen, ist es von entscheidender Bedeutung, Abfall zu minimieren und die Nutzung von Ressourcen zu maximieren. Die Grundsätze der Kreislaufwirtschaft bieten einen grundlegenden Ansatz zur Verringerung der Umweltverschmutzung und zur Förderung der Nachhaltigkeit;
Einführung eines Verfahrens zur Bewältigung der Restemissionen: Es müssen Strategien zu deren Beseitigung umgesetzt werden, wobei sowohl natürliche Prozesse als auch innovative Technologien zum Einsatz kommen sollten. Unter diesen ermöglicht die Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid (CCS) die Einfangung von Emissionen aus verschiedenen Prozessen, bevor sie in die Atmosphäre gelangen, um sie anschließend sicher unterirdisch zu speichern. Eine weitere vielversprechende Technologie ist die direkte Luftabscheidung (DAC), bei der Geräte zum Einsatz kommen, um Kohlendioxid aus der Luft zu filtern und aus der Atmosphäre zu entfernen.
Welche Technologien können zur Dekarbonisierung eingesetzt werden?
Bislang ist die Kraft-Wärme-Kopplung eine effiziente Lösung, die dank der Verwendung von Erdgas eine höhere Energieeffizienz als die getrennte Erzeugung von Strom und Wärme ermöglicht und damit die Emissionen reduziert. Durch die schrittweise Integration von Biokraftstoffen wie Biogas, Biomethan und Wasserstoff werden die Umweltbelastungen noch weiter reduziert, wodurch diese Lösung immer nachhaltiger wird.
Neben der Photovoltaik gibt es viele andere Lösungen, um dieses Ziel zu erreichen. Die Windenergie beispielsweise nutzt die Kraft des Windes, um Strom ohne CO2-Emissionen zu erzeugen, während die Geothermie die Wärme der Erde zur Erzeugung sauberer Energie nutzt. Energieeffizienzlösungen wie intelligente Netze und Wärmepumpen tragen ebenfalls zur Dekarbonisierung bei, da sie die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern.
Darüber hinaus sind die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) sowie grüner Wasserstoff aufstrebende Lösungen, die eine Schlüsselrolle bei der Reduzierung der Industrieemissionen und der Dekarbonisierung schwer zu elektrifizierender Sektoren spielen könnten. Obwohl alle diese Technologien erhebliche Vorteile bieten, ist zu beachten, dass einige von ihnen Einschränkungen aufweisen, wie beispielsweise die Notwendigkeit einer geeigneten Infrastruktur, hohe Anschaffungskosten und in einigen Fällen Umweltauswirkungen im Zusammenhang mit der Herstellung und Entsorgung der Technologien selbst.
Kraft-Wärme-Kopplung oder Photovoltaik?
Das wachsende Bewusstsein für Fragen der Dekarbonisierung verändert den Energiemarkt. Heutzutage zielen die geforderten Energielösungen nicht mehr nur auf Effizienz und den damit verbundenen wirtschaftlichen und wettbewerbsbezogenen Vorteilen ab, wie dies in der Vergangenheit der Fall war, sondern immer mehr auf die Reduzierung der Umweltbelastung und des CO2-Fußabdrucks.
In diesem Zusammenhang spielt die Kraft-Wärme-Kopplung weiterhin eine strategische Rolle: Der Schlüssel zum Erfolg liegt in ihrer Integration in ein hybrides Energiesystem, das den Beitrag der verschiedenen erneuerbaren Energiequellen maximiert. Die Kraft-Wärme-Kopplung kann durch keine andere derzeit verfügbare Technologie vollständig ersetzt werden und löst viele der Probleme anderer erneuerbarer Energiequellen:
Der Photovoltaik sind beispielsweise Grenzen gesetzt, da sie nur unregelmäßig produziert, was nur teilweise durch Speicherbatterien ausgeglichen werden kann, und weil sie den Wärmebedarf nicht decken kann, wenn sie nicht mit anderen Technologien wie Wärmepumpen kombiniert wird;
Brennstoffzellen hingegen sind für den Dauerbetrieb bei stabiler Leistung und hohen Temperaturen ausgelegt und daher nicht für einen flexiblen Betrieb mit variabler Leistung oder häufigem Ein- und Ausschalten geeignet.
Im Hinblick auf die Dekarbonisierung ist es außerdem wichtig, die Verwendung von Biokraftstoffen und dekarbonisierten Brennstoffen anstelle fossiler Brennstoffe zu beschleunigen. Die Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen von AB, die bereits für den Einsatz von Biokraftstoffen ausgelegt sind, können diese Möglichkeit umfassend nutzen, sobald die neue Generation von Kraftstoffen in großem Maßstab eingesetzt wird. Auf diese Weise können nicht nur Auflagen wie die des Emissionshandelssystems erfüllt werden, sondern die Industrie kann auch Produkte herstellen, die teilweise oder vollständig dekarbonisiert sind.
Die Komplexität von Energielösungen erfordert einen integrierten Ansatz, wie wir ihn gewählt haben. Dank eines fortschrittlichen Systems zur Optimierung programmierbarer Energieressourcen können wir den Nutzen verschiedener Technologien wie Kraft-Wärme-Kopplung, Trigeneration, Photovoltaik, Batterien, Brennstoffzellen und Wärmepumpen maximieren, wobei nicht programmierbare erneuerbare Energiequellen Vorrang haben, die Energiespeicherung entsprechend dem Verbrauch gesteuert wird und Effizienz und Flexibilität gewährleistet sind.
Beispielsweise ermöglichen die mit der ECOMAX®-Kraft-Wärme-Kopplungsanlage integrierten Photovoltaikmodule eine weitere Effizienzsteigerung der Energieerzeugung: Dank der ABptimizer-Software kann der Strombedarf des Unternehmens durch die Nutzung der erneuerbaren Energie aus der Photovoltaikanlage gedeckt werden, sofern diese verfügbar ist, indem die Kraft-Wärme-Kopplungsanlage so geregelt wird, dass nur Wärmeenergie erzeugt wird. Wenn hingegen keine Photovoltaik-Energieerzeugung möglich ist, kann die KWK-Anlage mit voller Leistung arbeiten und sowohl Strom als auch Wärmeenergie erzeugen. Darüber hinaus ist eine Photovoltaikanlage eine umweltfreundliche Technologie mit einer voraussichtlichen Betriebsdauer von mehr als 30 Jahren und fast keinen Wartungskosten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die aktuelle Strategie von AB sich nicht nur auf die Kraft-Wärme-Kopplungsanlage konzentriert, sondern ein Portfolio an Lösungen umfasst, die es den Kunden ermöglichen, ihre Energiekosten durch „Primärenergieeinsparungen“ zu senken und ihre Prozesse zu dekarbonisieren. Dieser ganzheitliche Ansatz ermöglicht es, neue Chancen im Bereich der Energiewende zu nutzen, den Primärenergieverbrauch zu senken und klimaschädliche Emissionen zu reduzieren.
Geltende Vereinbarungen zur Dekarbonisierung
In den letzten Jahren haben internationale Bemühungen zur Dekarbonisierung an Dynamik gewonnen, unterstützt durch Initiativen wie die Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen. Durch internationale Klimagipfel und konkrete Maßnahmen konnten die Kohlendioxidemissionen deutlich gesenkt werden. Um jedoch ehrgeizige Ziele wie die Netto-Null-Emissionen bis 2040 zu erreichen, müssen die Anstrengungen deutlich verstärkt werden.
DasPariser Abkommen, das 2015 von 196 Parteien unterzeichnet wurde, stellt eine entscheidende kollektive Verpflichtung im Kampf gegen den Klimawandel dar, mit dem Ziel, die globale Erwärmung unter 1,5 Grad Celsius im Vergleich zum vorindustriellen Niveau zu halten. Laut dem Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimawandel (IPCC) ist dieses Ziel noch erreichbar, erfordert jedoch koordinierte und entschlossene Maßnahmen. Experten warnen, dass die globalen Treibhausgasemissionen in den nächsten acht Jahren drastisch gesenkt werden müssen und dass die derzeitigen Reduktionsmaßnahmen nicht ausreichen.
Darüber hinaus hat die Europäische Kommission am 14. Juli 2021 offiziell den Green Deal ins Leben gerufen, eine Vereinbarung zwischen allen EU-Mitgliedstaaten mit zwei Hauptzielen:
1. Senkung der CO2-Emissionen um 55 % bis 2030;
2. Erreichen der Kohlenstoffneutralität bis 2050.
Dieses Abkommen zielt darauf ab, ehrgeizige, aber erreichbare Ziele zu verwirklichen, wie die vollständige Reduzierung der Treibhausgasemissionen und ein Wirtschaftswachstum, das unabhängig von fossilen Energieträgern ist. Die sekundären Ziele sind ebenso bedeutend, da die Schaffung neuer Arbeitsplätze, die Verringerung der Energieabhängigkeit von Ländern außerhalb der EU und eine Erhöhung der biologischen Vielfalt vorgesehen sind, was gleichzeitig zur Verbesserung der Gesundheit und des Wohlbefindens der Bürger beiträgt.
