Energieeffizienz

Der Gesamtenergieeinsatz der Zementindustrie teilt sich in rund 90 % thermische Energie, die maßgeblich für den Brennvorgang im Drehrohrofen benötigt wird, und ungefähr 10 % elektrische Energie, die hauptsächlich für Mahlprozesse eingesetzt wird. Fossile Brennstoffe, vor allem Braun- und Steinkohle, werden inzwischen überwiegend durch alternative Brennstoffe (u.a. Altreifen, Altöl, Tiermehl, Kunststoffabfall und Klärschlamm) ersetzt. Diese weisen meist einen geringeren Kohlenstoffgehalt und einen hohen Biomasse-Anteil auf. Auf diese Weise hat die deutsche Zementindustrie in den vergangenen Jahren im Schnitt rund 700 kg CO₂ pro Tonne eingesetzten alternativen Brennstoff eingespart und damit insgesamt erhebliche CO₂-Minderungen realisiert. Gleichzeitig können die anorganischen Bestandteile (Aschen) der Alternativbrennstoffe im Produkt stofflich verwertet werden (Co-Processing). Somit trägt der Einsatz alternativer Brennstoffe auch zur Ressourcenschonung bei.

Strom ist ebenfalls ein entscheidender Produktionsfaktor für die Zementindustrie. Aufgrund der vergleichsweise hohen Strompreise in Deutschland belaufen sich die jährlichen Stromkosten der Branche auf etwa 50 % der Gesamtenergiekosten. Der effiziente Einsatz elektrischer Energie liegt daher schon im wirtschaftlichen Eigeninteresse der Unternehmen, weshalb alle Zementwerke in Deutschland zertifizierte Energiemanagementsysteme nach ISO 50.001 betreiben. Dennoch dürfte der Strombedarf der Zementindustrie – trotz fortlaufender Effizienzverbesserungen – in absehbarer Zukunft weiter steigen. Gründe hierfür sind Anforderungen an die Produktqualität, der Einsatz von CO₂-Minderungstechnologien sowie steigende Umweltschutzanforderungen an die Produktion. Die deutsche Zementindustrie ist vor diesem Hintergrund in besonderem Maße auf international wettbewerbsfähige Strompreise und eine sichere Stromversorgung angewiesen.

In der Zementindustrie ermöglichen verschiedene verfahrenstechnische Innovationen heute einen sehr effizienten Einsatz thermischer Energie. Unter anderem hat die Entwicklung der Ofentechnik zur Umstellung auf Öfen geführt, die im Trockenverfahren arbeiten und mit Zyklonvorwärmern ausgestattet sind. Mittlerweile werden in Deutschland mehr als 90 Prozent des Zementklinkers in solchen Anlagen hergestellt. Des Weiteren können beispielsweise durch moderne Vorcalciniertechnik Drehofenanlagen heute von den Ausmaßen her kürzer ausgelegt werden als dies früher üblich war. Hierdurch verringern sich die Abstrahlverluste des Ofens. Weiteren Effizienzgewinnen sind jedoch thermodynamische Grenzen gesetzt. Zugleich ist der Bau eines Ofens sehr kapitalintensiv, sodass diese Anlagen in der Regel mehrere Jahrzehnte lang genutzt werden.

Auch die Effizienz des Stromeinsatzes liegt heute auf einem sehr hohen Niveau. Nichtsdestotrotz ist der spezifische Strombedarf pro Tonne Zement in den vergangenen Jahren leicht gestiegen. Grund sind gegenläufige Effekte, welche die erzielten Effizienzgewinne überkompensieren. Hierzu gehören beispielsweise der steigende Bedarf des Baugewerbes an leistungsstarken, CO₂-effizienten Zementen. Diese Zemente erfordern einen höheren Mahlaufwand, der sich unmittelbar in einem höheren Strombedarf niederschlägt. Daneben steigt der elektrische Energieeinsatz in der Zementindustrie auch aufgrund regulatorischer Anforderungen an die Abgasreinigung, etwa zur Minderung von Stickstoffoxidemissionen. Der Einsatz von zusätzlicher Filtertechnik verlangsamt dabei den Abgasstrom, sodass zur Beibehaltung der Strömungsgeschwindigkeiten eine höhere Antriebsleistung erforderlich wird.

Im Rahmen der Energiewende wird darüber hinaus eine flexible Lastabnahme industrieller Verbraucher gefordert. Das damit einhergehende häufige Herauf- und Herunterfahren von Produktionsanlagen geht ebenfalls zulasten der Energieeffizienz. Mit Blick auf die Zukunft werden vor allem aufwändige CO₂-Minderungstechnologien (z.B. Carbon-Capture-Anlagen) den Strombedarf der Zementindustrie in Deutschland weiter steigen lassen.

Trotz dieser Erfolge und der fortlaufenden Optimierung der Prozesse ist die deutsche Zementindustrie als energieintensive Branche in besonderem Maße auf wettbewerbsfähige und stabile energiepolitische Rahmenbedingungen angewiesen. Dies betrifft die Umsetzung der Energiewende in Deutschland sowie energiepolitische Maßnahmen im Kontext des Klimaschutzes. Besonderes Augenmerk liegt auf der Entwicklung der Strom- und Brennstoffkosten, die zum einen durch staatliche Umlagen und Abgaben (u.a. Energie-/Stromsteuer, EEG-Umlage, nationaler CO₂-Preis), zum anderen durch weitere Kostenbestandteile (Netzentgelte, Börsenstrompreise) beeinflusst werden. Alle energiepolitischen Maßnahmen müssen daher stets eine wettbewerbsfähige, sichere Energieversorgung im Blick behalten. Bestehende Entlastungsregelungen sind vor diesem Hintergrund unverzichtbar für die Zementherstellung in Deutschland. Dies gilt umso mehr mit Blick auf anstehende Maßnahmen zur Dekarbonisierung. Dazu gehört in der Zementindustrie perspektivisch etwa die CO₂-Abscheidung im Herstellungsprozess, die sehr stromintensiv und damit teuer ist. Mit Blick auf Brennstoffkosten spielen vor allem staatliche Belastungen wie die Energiesteuer der europäische sowie der nationale Emissionshandel eine große Rolle für die Branche.