Pfad 3 – Biokoks und CCU

Der Übergangspfad für Heißwindkupolöfen

 

Der Ersatz von 40 Prozent des fossilen Gießereikokses durch Biokoks und die CO2-Abscheidung mit Methanolsynthese durch CCU (Carbon Capture and Utilization) bei Elektrifizierung aller weiteren Thermoprozesse sowie Anwendung der BVT führt nicht zur Treibhausgasneutralität. Dieser Pfad ist jedoch für Gießereien mit Heißwindkupolofen (MG 1) eine technisch und wirtschaftlich attraktive Option, die CO2-Emissionen signifikant zu reduzieren. Da Gießereikoks auch eine strukturbildende Funktion im Schmelzaggregat besitzt und Biokoks die erforderliche Heißfestigkeit zurzeit nicht aufbringt, wird nicht von einer vollständigen Substitution des fossilen Gießereikokses durch Biomasse-Karbonisat (kurz „Biokoks“) ausgegangen. Die verbleibenden CO2-Emissionen werden deshalb anteilig für die Herstellung von Methanol abgeschieden. Somit ist Pfad 3 eine Übergangslösung, die ohne größere Investitionen Emissionen reduziert. 

Emissionsentwicklung und Energiebedarf

  • Im Pfad 3 entwickeln sich die CO2-Emissionen aller Modellgießereien bis 2035 ähnlich zum Pfad 2 (Elektrifizierung), was vor allem an der Reduktion der fossilen Anteile im deutschen Strommix liegt.
  • Da es in den MG 1 nicht zum kompletten Ausstieg aus fossilem Koks kommt und die Emissionen nicht gänzlich abgeschieden werden können, verbleiben im Jahr 2045 0,25 Mio. t CO2-Emissionen.
  • Bis 2045 verringert sich der fossile Koksverbrauch um 60 Prozent von 3,4 auf 1,3 TWh. Zudem werden 0,9 TWh Biokoks verbraucht. Die der CO2-Abscheidung nachfolgende Methanolsynthese erfordert im Jahr 2045 1,1 TWh Wasserstoff.
  • Der Strombedarf steigt bis 2045 im Vergleich zu 2020 um 34 Prozent von 5,8 auf 7,7 TWh.
Entwicklung der durchschnittlichen Emissionen pro Jahr bis 2045
Entwicklung des durchschnittlichen Energieträgereinsatzes pro Jahr bis 2045

Kostenentwicklung und Investitionsbedarf

  • Beim Einsatz von Biokoks im Heißwindkupolofen (MG1) wird von moderaten Brennstoffkosten und vergleichsweise geringem Investitionsbedarf im technisch/baulichen Bereich ausgegangen. Hinzu kommen jedoch hohe Investitionskosten durch die Nutzung von Wasserstoff für die Methanolsynthese. Aufgrund der voraussichtlich mangelnden Verfügbarkeit von Wasserstoff könnte dieses Szenario erst nach 2035 realisiert werden und stellt somit keine Option für ein früheres Handeln dar.
  • Insgesamt ist dieser Pfad mit einem Investitionsvolumen von ca. 6 Mrd. Euro verbunden, davon 402 Mio. Euro für Gießereien mit Heißwindkupolofen. Außerdem schlägt sich der Bedarf an Wasserstoff für die Methanolsynthese bei den Energieträgerkosten nieder, auch wenn diese Kosten durch den Verkauf des gewonnenen Methanols teilweise kompensiert werden können.
Entwicklung der durchschnittlichen Kosten pro Jahr bis 2045
Entwicklung des durchschnittlichen Investitionsbedarfs pro Jahr bis 2045

Externe Faktoren

Für Pfad 3 bestehen Unsicherheiten hinsichtlich Regulatorik, Infrastruktur und Verfügbarkeit sowohl für Biokoks als auch Wasserstoff. Da ist zum einen die aus heutiger
Sicht für viele Gießereistandorte unwahrscheinliche bzw. kostspielige Anbindung an eine zu schaffende Wasserstoffinfrastruktur. Wann und in welchem Umfang die Nutzung von grünem Wasserstoff möglich sein wird, ist derzeit kaum vorhersehbar. Zum anderen ist die rechtliche Zulässigkeit des Einsatzes von Biokoks bzw. hochwertiger Biomasse in thermischen Prozessen rechtlich bislang nicht sichergestellt. Aufgrund der unvollständigen Minderung der CO2-Emissionen, der hohen Komplexität sowie der Abhängigkeit von den genannten Faktoren erscheint Pfad 3 wegen seines technisch und wirtschaftlichen Potenzials als Übergangspfad dennoch attraktiv.