Energieforschung heute: Leitplanken der Chemieindustrie auf dem Weg in die Zukunft der Energieversorgung

Die Chemieindustrie stellt sich auf ein verändertes System der Energieversorgung mit einem großen Anteil an erneuerbaren Energien ein . Damit dies gelingen kann, müssen die heute sichtbaren Forschungsansätze mit Hinblick auf die Anforderungen der global agierenden und mit langfristigen Investitionen im internationalen Wettbewerb stehenden Chemieindustrie deutlich priorisiert und konsequenter umgesetzt werden. Das Positionspapier stellt die Anforderungen der Branche an die Energieforschungspolitik dar.

Hintergrund

Die Chemieindustrie stellt sich auf ein verändertes System der Energieversorgung mit einem großen Anteil an erneuerbaren Energien ein. Damit die Chemie aber weiterhin ihre wichtigen Innovationsleistungen an der Basis zentraler industrieller Wertschöpfungsketten in Deutschland erbringen kann, müssen die heute sichtbaren Forschungsansätze deutlich priorisiert und konsequenter umgesetzt werden. Das Papier zeigt auf, dass die Grundlagen in der Forschung und hinsichtlich der regulativen Rahmenbedingungen dringend heute gelegt werden müssen, damit die Chemie als global agierende und mit langfristigen Investitionen im internationalen Wettbewerb stehende Industrie in den Zieljahren 2030 und 2050 ihre Beiträge für das gesamte Industrienetzwerk und die Gesellschaft leisten kann.

Das Papier stellt die Anforderungen der Branche an die Energieforschungspolitik dar. So bleiben in der Chemieindustrie trotz zahlreicher Projekte zum Thema „Power-to-X“ (PtX) Forschungs(förder)lücken. Hinsichtlich der notwendigen regulativen Rahmenbedingungen bleiben wesentliche Impulse zur Einbindung erneuerbarer Energien über die Sektorenkopplung aus. Auf Basis zentraler Studien zum zukünftigen Energieversorgungssystem leitet das Positionspapier detaillierte forschungs- und technologiepolitische Empfehlungen für die Förderung der Forschung ab.

Die wesentlichen Empfehlungen und Forderungen finden sich in der Executive Summary (s.u.). Im ausführlichen Anhang werden die Forschungsempfehlungen auf Basis der Studien des Wuppertal Instituts, des Fraunhofer Instituts für System- und Innovationsforschung (Frh ISI) und des Instituts für ZukunftsEnergie und Stoffstromsysteme (IZES), der dena-Leitstudie und der Stellungnahme des Akademienprojekts (ESYS) unter Berücksichtigung der Leitfragen bzw. Randbedingungen einer VCI-Metastudie abgeleitet.

Executive Summary

Die Chemieindustrie stellt sich ein auf ein verändertes System der Energieversorgung mit einem großen Anteil an erneuerbaren Energien. Damit dies gelingen kann, müssen die heute sichtbaren Forschungsansätze mit Hinblick auf die Anforderungen der global agierenden und mit langfristigen Investitionen im internationalen Wettbewerb stehenden Chemieindustrie deutlich priorisiert und konsequenter umgesetzt werden. Dafür braucht die Chemieindustrie die Unterstützung des deutschen Industrienetzwerks, der Politik und der Bundesressorts sowie der Wissenschaft.

Die besondere Rolle der Chemie in der Forschung für die Energieversorgung und Rohstoffbereitstellung der Zukunft wird in zentralen Studien des Akademienprojekts (ESYS), des Bundeswirtschaftsministeriums (BMWi) und der Deutschen Energieagentur (dena) hervorgehoben – die Chemie bietet Lösungen, insbesondere im „industriellen“ Maßstab. Auf Basis dieser Studien leitet der VCI detaillierte forschungs- und technologiepolitische Empfehlungen für die Förderung der Energieforschung und für innovationspolitische Rahmenbedingungen im Bereich der Energieversorgung ab – dabei ist ausdrücklich darauf hinzuweisen, dass politisch festgelegte Ziele zum Implementierungsgrad vorgegebener Technologien nicht zwangsläufig zu Emissionsminderungen führen und nicht zwangsläufig den volkswirtschaftlich und ökologisch sinnvollsten Pfad beschreiben:

• Die Maßnahmen zur Förderung der Energieforschung müssen einen deutlichen Schwerpunkt auf eine auf den Weltmarkt ausgerichtete Technologieentwicklung aus Deutschland aufweisen.
• Mit seinen traditionellen und historisch gewachsenen Netzwerken zwischen Industrie und Wissenschaft in den Sektoren der Energieversorgung und der industriellen Produktion hat der sowohl durch den zunehmenden Technologiewettbewerb als auch durch politische Rahmenbedingungen herausgeforderte Industriestandort Deutschland einen in der Welt nahezu einmaligen Vorteil. Sein Mangel an Rohstoffen und an potentiellen Erzeugungskapazitäten für erneuerbare Energien kann eine besondere Chance für die Umsetzung eines neuen, auf erneuerbaren Energien beruhenden Energiesystems, unter Erhalt die Wertschöpfungsketten der Chemie und der benachbarten Kernbranchen, darstellen.
• Die Einbindung erneuerbarer Energien in das Energieversorgungssystem ist notwendig. Allerdings muss berücksichtigt werden, dass die Nutzung erneuerbarer Energien aufgrund von Verlusten bei zusätzlichen Energiewandlungsschritten in der Regel mit niedriger Energieeffizienz im Gesamtsystem industrieller Prozesse einhergeht. In der Folge sind die politisch geforderten und ökonomisch sinnfälligen fortlaufenden Effizienzsteigerungen der Verfahren in der produzierenden Industrie und insbesondere in der Chemieindustrie nicht mehr in dem Maße realisierbar.
• Aus Sicht der Chemie sind die zentralen Fragen nach der Verfügbarkeit erneuerbarer Energien in Deutschland und Europa für die sektorengekoppelte Chemieproduktion in der forschungspolitischen Diskussion bislang nicht ausreichend berücksichtigt. Dies ist für die zukünftige Schließung des Kohlenstoffkreises inklusive der Diversifizierung des zukünftigen Rohstoffbedarfs bedeutsam, wodurch die wichtige Nutzung von Wertstoffen aus dem Materialrecycling erst in nachhaltiger Weise möglich wird. Die politischen Maßnahmen zur Förderung von Forschung und Entwicklung und der Anpassung der regulativen Rahmenbedingungen sollten daher die begrenzte Verfügbarkeit erneuerbarer Energien stärker als bisher berücksichtigen.
• Es ist dringend notwendig zu diskutieren, ob und wie die vorhandenen Energieinfrastrukturen effizient und effektiv im Rahmen eines auf erneuerbaren Energien beruhenden Energieversorgungssystems nutzbar sein werden. Infrastrukturen sind durch lange Investitionszyklen geprägt, so dass zeitnah die notwendigen Anpassungen vorgenommen werden müssen.
• Trotz zahlreicher Projekte zur Nutzung erneuerbaren Stroms für Industrieprozesse insbesondere in der Chemie („Power-to-X“) bleiben Forschungs- und Förderlücken auf Gebieten, die wesentliche Impulse zur Flexibilisierung und gegebenenfalls zur Elektrifizierung von Industrieprozessen und damit zum Erhalt wichtiger Basiselemente zentraler industrieller Wertschöpfungsketten über die Sektorenkopplung leisten können und die daher geschlossen werden sollten.
• Die Herausforderungen, welche die politisch gesetzte „Energiewende“ an die Energieversorgungssysteme stellt, erfordern eine permanente konzeptionelle Weiterentwicklung der Energieforschungsförderung in Deutschland über die bestehende Systematisierung hinweg. Dies betrifft die ressortübergreifende Ausgestaltung und Koordination der Forschungsförderung sowie die Anpassungen der Formate und der konzeptionellen Ausgestaltung der Forschungsförderung und der Programme.
• Die erforderlichen Technologien für die zukünftige Energieversorgung müssen zum Teil noch entwickelt oder weiterentwickelt werden, der notwendige Zeitbedarf für Forschung und Entwicklung, Pilotanlagen und Skalierung liegt bei über 20 Jahren. Zentrale Studien zeigen sehr hohe Investitionskosten für stromintensive erneuerbare Energien nutzende Prozesse. Aufgrund unsicherer regulativer Rahmenbedingungen entstehen hier erhebliche Unsicherheiten für Investitionen der Unternehmen. Forschung und Entwicklung und die Etablierung entsprechender Rahmenbedingungen im großzügigen Maße und zu einem frühen Zeitpunkt sind der einzige Weg zu Innovationen aus der Chemie an der Basis der Wertschöpfungsketten.
• Die regulatorischen Rahmenbedingungen müssen dahingehend umgestaltet werden, dass Planungssicherheit für Investitionen besteht und Investitions- sowie betriebliche Hürden für stromintensive Prozesse abgebaut werden. Dazu gehört u.a. die Freistellung von Stromnetz-Entgelten, der EEG-Umlage und der Stromsteuer. Diese und andere regulatorische Zusatzkosten auf dem Strompreis würden ansonsten einen wirtschaftlichen Betrieb von PtX-Technologien im Sinne eines technologieoffenen Wettbewerbs („Level playing field“) nicht zulassen.

Inhaltsverzeichnis

1. Executive Summary
2. Einleitung
3. Gapanalyse der Energieforschungsförderung aus Sicht der Chemieindustrie im Hinblick auf zukünftige Entwicklungen
   1. Potenziale erneuerbarer Energien und von Kohlenstoff
   2. Effekte der Einbindung erneuerbarer Energien auf die Energieeffizienz über die Sektorenkopplung
   3. Forschungspolitische Weichen jetzt stellen
4. Anhang
   1. Studien-Analyse
      1. BMWi-Leitprojekt zu Technologien und zu Trends für die Energiewende
      2. dena-Leitstudie „Integrierte Energiewende – Impulse für die Gestaltung des Energiesystems bis 2050“
      3. Stellungnahme des Akademienprojekts „Energiesysteme der Zukunft“ (ESYS)
   2. Ableitung forschungspolitischer Empfehlungen
      1. Zukünftige Infrastrukturen der Chemiesektoren bei mindestens 80 % Emissionsminderung und Einbindung diskontinuierlich anfallender Energie
      2. Technologische Pfade für die Sektorenkopplung und die zukünftige Rolle einzelner Technologien
      3. Energiebedarf und Potentiale der erneuerbaren Energieerzeugung in Deutschland und Europa; zukünftig benötigte Energieimporte und deren prioritäre Verwendungszwecke
      4. Politische Rahmenbedingungen zur Umsetzung neuer Technologien für die Energiewende: Förderformate und Regulierung

Das vollständige Positionspapier (Umfang: 32 Seiten) finden Sie im Download-Bereich im Kopf dieser Seite.