Kopernikus-Projekt Ariadne: „Durchstarten trotz Unsicherheiten“

Veröffentlicht am18. November 202117. November 2021Autorgh

Eckpunkte einer anpassungsfähigen Wasserstoffstrategie

Für Deutschlands Kurs auf Klimaneutralität 2045 sind grüner Wasserstoff und E-Fuels zweifellos notwendig. Anders als beim erneuerbaren Strom aus Wind und Sonne nutzen wir diese Energieträger allerdings bislang praktisch noch nicht – so eine Medienmitteilung des Kopernikus-Projekt Ariadne am 16.11.2021. In der Debatte gibt es deshalb noch sehr unterschiedliche Einschätzungen, wann welche Wasserstoffmengen zu welchen Preisen verfügbar sein werden. So titelt der Berliner Tagesspiegel tags darauf: „Der überschätzte Hoffnungsträger“. Auch die aktuell meistbeachteten fünf Szenario-Analysen zeigen zumindest langfristig große Bandbreiten für die Nutzung von Wasserstoff und E-Fuels. Doch was wissen wir sicher, wo verbleiben Unsicherheiten und wie kann Politik nun schnell zu robusten Entscheidungen kommen? Mit einem neuen Papier des vom BMBF geförderten Kopernikus-Projekts Ariadne legen Fachleute aus sechs Instituten*) jetzt Eckpunkte für eine anpassungsfähige Wasserstoffstrategie vor.

Wasserstoff-Tank an Multi-Energie-Tankstelle Berlin – Foto © Gerhard Hofmann für Solarify

Direkte Elektrifizierung oder Wasserstoff, Elektronen oder Moleküle: „Für den Kurs auf Klimaneutralität 2045 geht es längst nicht mehr um ein entweder oder, sondern um ein sowohl als auch“, erklärt Falko Ueckerdt vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, einer der Autoren des Papiers. Doch hinter grünem Wasserstoff und E-Fuels stehen noch sehr junge Technologien, und damit viele offenen Fragen. „Für die Politik ergibt sich daraus die besondere Herausforderung, trotz technischer Unwägbarkeiten zielführend zu navigieren“, so Ueckerdt: „Wir haben deshalb konkurrierende Leitbilder in der Wasserstoffdebatte untersucht und plausible Wasserstoffpfade entlang der aktuell vorliegenden fünf großen Szenario-Analysen**) miteinander verglichen. Im Ergebnis legen wir Eckpunkte vor, die Orientierung geben sollen für eine adaptive Wasserstoffstrategie und notwendige Lernprozesse“.

„SPD, Grüne und FDP beispielsweise diskutieren in ihren Koalitionsverhandlungen momentan, ob synthetisch hergestellte Brennstoffe („E-Fuels“) aus klimaneutralem Wasserstoff und CO₂ ab 2030 in Pkw und Gasheizungen zum Einsatz kommen sollen. Die Antwort darauf entscheidet darüber, ob sich das von den Grünen geforderte Verbot neuer Verbrennungsmotoren und Gasheizungen womöglich verschieben, wenn nicht sogar abblasen lässt.“ (Tagesspiegel, 17.11.2021)

Große Bandbreite steht nicht für Spielräume, sondern Unsicherheiten und Risiken

Das Kurzdossier der Expertinnen und Experten von sechs Instituten des Ariadne-Konsortiums zeigt: Die Rolle von Wasserstoff und E-Fuels ist in den nächsten Jahren vor allem durch ihre geringe Verfügbarkeit begrenzt, so dass Wasserstoff für den Zeithorizont bis 2030 lediglich eine kleine Rolle spielt. Auf Kurs zur Klimaneutralität 2045 sollten demnach in einer „Dekade der Elektrifizierung“ die Kapazitäten Erneuerbarer Energien verdreifacht werden, batterieelektrische Fahrzeuge die Pkw-Neuzulassungen dominieren und etwa 5 Millionen Wärmepumpen installiert werden. Gleichzeitig muss jedoch der Markthochlauf von Wasserstoff bereits heute mit großem politischem Nachdruck verfolgt werden.

Nach 2030 ist die Bandbreite der Szenarien im Hinblick auf die Wasserstoff- und E-Fuel-Nutzung zwar groß. Dies sollte jedoch nicht einfach als technologischer oder politischer Spielraum interpretiert werden, sondern vor allem als Raum der Unwägbarkeiten. Technologische Unsicherheiten erfordern ein schrittweises Vorgehen und eine laufende Anpassung der Wasserstoffstrategie entlang der Lernprozesse, folgern die Autorinnen und Autoren des Ariadne-Papiers. Solange Unklarheit herrscht über realisierbare Wasserstoffmengen- und -preise sollte Wasserstoff vor allem dort eingesetzt werden, wo es keine Alternativen durch die direkte Elektrifizierung gibt – etwa in der Industrie bei der Ammoniak- oder Stahlproduktion, bei den E-Fuels etwa im Fernflug- oder Schiffsverkehr. Denkbar ist auch Wasserstoff aus fossilen Quellen als zeitlich begrenzte Brückentechnologie – allerdings begleitet durch Zertifizierung, Regulierung und entsprechender Bepreisung von Emissionen. Nur so kann sichergestellt werden, dass Treibhausgasemissionen tatsächlich reduziert und nicht nur verlagert werden.

„Bis auf weiteres wird Wasserstoff praktisch kaum genutzt werden. Für die Energieversorgung hat das häufigste chemische Element im Universum, das hoch brennbar ist und mittels Elektrolyseuren aus Wasser hergestellt werden kann, noch keinerlei Bedeutung. Aus Effizienz- und Kostengründen liegt der politische Fokus vorerst auf Ökostrom, Elektroautos und elektrisch betriebenen Wärmepumpen. Für die Zeit bis 2030 sind sich Politik und Wissenschaft weitestgehend einig, dass Wasserstoff und seine Folgeprodukte zwischen Null und maximal 3,5 Prozent des Energie- und Grundstoffbedarfs in der EU decken werden. Nur ein Prozent hieße, dass der Wasserstoff-Markthochlauf in dieser Dekade doppelt so schnell gelingen müsste wie bei Windkraft und ähnlich schnell wie bei Photovoltaik. Alle Langfrist-Prognosen sagen: Über eine bestimmte schwelle kommt Wasserstoff nicht hinaus.“ (Tagesspiegel, 17.11.2021)

Eine erfolgreiche Wasserstoffstrategie ist eingebettet in eine Klimaschutzstrategie

„In den nächsten Jahren wird sich zunehmend herauskristallisieren, welche Wasserstoffkosten und -mengen realisierbar sind und inwieweit der Wasserstoffeinsatz nach einem ambitionierten und fokussierten Start schrittweise verbreitert werden kann“, sagt Benjamin Pfluger von der Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG, einer der Autoren der Studie. Der Wasserstoffeinsatz bleibt ein Thema, da sein Einsatz bestimmte Herausforderungen bei der direkten Elektrifizierung umgeht. Mit der für die Erreichung der Klimaschutzziele unbedingt erforderlichen Beschleunigung des Ausbaus Erneuerbarer Energien und der Elektrifizierung bis 2030 werden wir mehr über deren langfristige Grenzen lernen: „Mit diesen Erkenntnissen können Marktakteure und Politik besser über Einsatzgebiete von Wasserstoff entscheiden und so die Energiesysteme der Zukunft gestalten. Wird hingegen bereits jetzt auf eine breite Verfügbarkeit von günstigem Wasserstoff und E-Fuels gesetzt und diese Erwartungen erfüllen sich nicht, drohen ein fossiler Lock-in, hohe Kosten und eine Verfehlung der Klimaziele“, so Pfluger.

Eine erfolgreiche Wasserstoffstrategie muss in eine Klimaschutzstrategie eingebettet werden, die den Unsicherheiten sowohl von Wasserstoff und E-Fuels als auch der direkten Elektrifizierung Rechnung trägt, betonen die Ariadne-Fachleute. Diese integrierte Strategie muss sich weder auf ein Wasserstoff-Leitbild noch auf einen langfristigen Pfad des gesamten Energiesystems festlegen. Stattdessen ermöglicht sie der Politik, gemeinsame Lernprozesse mit der Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft anzustoßen und adaptiv auf Basis neuer Erkenntnisse zu reagieren.

**) Fünf Eckpunkte einer anpassungsfähigen Wasserstoffstrategie sollen der neuen Bundesregierung helfen, durch den von Unsicherheiten geprägten Szenarienraum zu navigieren:

Das Angebot (vor allem Import) von grünem Wasserstoff und E-Fuels sollte dringend und mit Nachdruck entwickelt werden. Damit wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass zumindest die unbedingt notwendigen Mengen strombasierter Energieträger langfristig verfügbar sind. Voraussetzung für ein schnelles Wachstum sind gezielte regulatorische Maßnahmen und technologiespezifische Förderungen. Steigende CO₂-Preise unterstützen die Diffusion, sind jedoch vor 2030 wahrscheinlich nicht ausreichend hoch, um die Wettbewerbsfähigkeit von grünem Wasserstoff zu ermöglichen, sodass es auf eine aktive, technologiespezifische politische Förderung ankommt. Die Politik sollte zudem die Entstehung eines internationalen Wasserstoffmarktes koordinierend unterstützen.
Zunächst sollte Wasserstoff prioritär für „No-Regret-Anwendungen“ verwendet werden, solange nicht absehbar ist, wann und zu welchen Preisen strombasierte Energieträger verfügbar sein werden. Dies sind insbesondere Anwendungen, in denen eine direkte Elektrifizierung grundsätzlich nicht möglich ist: die Nutzung von Wasserstoff in der Industrie (Ammoniak, Stahl) sowie von E-Fuels in der Petrochemie und im Fernflug- und Schiffsverkehr. Diese Nachfragen liegen an relativ wenigen Standorten und Regionen gebündelt vor und könnten somit potenziell Keimzellen eines späteren Wasserstoffnetzes bilden. Die Summe dieser Nachfragen dürfte auf absehbare Zeit die verfügbaren Mengen grünen Wasserstoffs übertreffen, sodass die Fokussierung auf wenige Anwendungen den angebotsseitigen Wasserstoffhochlauf nicht begrenzt. Klimaschutzverträge (CCfDs) für Wasserstoffanwendungen in der Industrie und E-Kerosin-Quoten im Flugverkehr schaffen gesicherte Nachfragen und somit auch Anreize für die Wasserstoffangebotsseite. Da dies bis mindestens 2030 wahrscheinlich nicht marktbasiert von einem CO₂-Preis koordiniert werden kann, sollte der Regulierung und Förderung von Wasserstoff eine umfassende Hierarchisierung (oder „Merit-Order”) der verschiedenen Wasserstoff-Anwendungen zugrunde liegen. Diese Ordnung kann zukünftig angepasst werden, wenn Mengen und Preise von Wasserstoff und potenzielle Grenzen der direkten Elektrifizierung besser abschätzbar sind.
Schrittweise sollte über eine Verbreiterung des Wasserstoff-Einsatzes entschieden werden. In den nächsten Jahren wird sich in Projekten zunehmend herauskristallisieren, welche Wasserstoffkosten und -mengen realisierbar sind und inwieweit der Wasserstoffeinsatz nach einem ambitionierten und fokussierten Start schrittweise verbreitert werden kann. Gleichzeitig wird eine Beschleunigung des EE-Ausbaus und der direkten Elektrifizierung deren Innovationspotenziale und Grenzen zeigen. Dann können Marktakteure und die Politik besser über Einsatzgebiete von Wasserstoff entscheiden. Insbesondere im schweren Lkw-Güterverkehr und bei der Prozesswärme kann der Wettbewerb der Energieträger zunehmend von steigenden CO₂-Preisen koordiniert werden, sofern auch die Energiesteuern harmonisiert sind. Der Wechsel zu E-Fuels wäre auch nach 2035 für den verbleibenden Bestand an Verbrennungstechnologien kurzfristig möglich, falls die E-Fuel-Produktion zügig genug voranschreitet. Wenn hingegen im Vorhinein auf eine breite Verfügbarkeit von günstigem Wasserstoff und E-Fuels gesetzt wird und sich diese Erwartungen nicht erfüllen, drohen ein fossiler Lock-in, hohe Kosten und eine Verfehlung der Klimaziele. E-Fuels sollten daher als eine erst langfristig verfügbare, und potenziell kostenintensive „Fallback-Option“ betrachtet werden, für Bereiche, in denen sich für die Elektrifizierung und Wasserstoff Grenzen gezeigt haben.
Die direkte Elektrifizierung und der heimische EE-Ausbau müssen deutlich beschleunigt werden. Ein robustes Ergebnis der Szenarien ist, dass eine zügige und weitgehende Elektrifizierung auf Basis eines beschleunigten EE-Ausbaus ebenfalls unverzichtbar zur Erreichung der Klimaziele ist. Bis 2030 bedarf es einer „Dekade der Elektrifizierung“, in der sich die EE-Kapazität verdreifacht, batterieelektrische Fahrzeuge die Pkw-Neuzulassungen dominieren und etwa 5 Mio. neue Wärmepumpen installiert werden. In 2045 liegen die Anteile der direkten Nutzung von Strom im Endenergiemix in allen Ariadne-Szenarien zwischen 50 % und 70 %. Ein konsequentes Voranschreiten und Austesten der Grenzen der direkten Elektrifizierung ist mit vergleichsweise geringen Risiken verbunden, wenn dies kontinuierlich mit dem Fortschritt des EE-Ausbaus abgeglichen wird. Elektrische Anwendungen im Verkehrs- und Gebäudebereich sind so effizient, dass die zusätzlichen Strombedarfe bis 2030 bei erfolgreicher Diffusion etwa 100 TWh (im Vgl. zu 2020) betragen würden (knapp 20 % der heutigen Stromnachfrage).
Eine „blaue Wasserstoffbrücke“ könnte das Angebot klimafreundlichen Wasserstoffs erhöhen und eine frühere Transformation hin zu Wasserstoff ermöglichen. Die nationale Wasserstoffstrategie lässt den Import von blauem Wasserstoff im Übergang zu einer vollständig grünen Wasserstoffversorgung zu. Da die Treibhausgasemissionen (THG) von blauem Wasserstoff je nach Herkunftsland und der verwendeten CCS-Technologie stark variieren kann, bedarf es der Zertifizierung, Regulierung und Bepreisung der Lebenszyklus-THG-Emissionen. Dies muss insbesondere den Methanschlupf bei der Förderung und Bereitstellung von Erdgas im Ausland einschließen. Grüner Wasserstoff sollte unabhängig von blauem Wasserstoff gefördert und entwickelt werden, um die Innovationspotenziale und Kostenreduktionen zu realisieren. Auch hier bedarf es der vollständigen Berücksichtigung der THG-Emissionen.

*) Ariadne, 2021; BDI, 2021b; BMWi, 2021a; dena, 2021; Prognos, Öko-Institut, Wuppertal-Institut et al., 2021

->Quellen und weitere Informationen:

https://www.tagesspiegel.de/zeitung/wasserstoff-der-ueberschaetzte-hoffnungstraeger/27802684.html
Kurzdossier: Falko Ueckerdt, Benjamin Pfluger, Adrian Odenweller, Claudia Günther, Michèle Knodt, Jörg Kemmerzell, Matthias Rehfeldt, Christian Bauer, Philipp Verpoort: Durchstarten trotz Unsicherheiten: Eckpunkte einer anpassungsfähigen Wasserstoffstrategie. Wie die Politik Wasserstoffpfade hin zur Klimaneutralität 2045 finden kann – Weblinks zum Kurzdossier:
– https://ariadneprojekt.de/publikation/eckpunkte-einer-anpassungsfaehigen-wasserstoffstrategie/
– https://ariadneprojekt.de/media/2021/11/Ariadne_Kurzdossier_Wasserstoff_November2021.pdf

Institute der beteiligten AutorInnen:
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung PIK, Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG, Technische Universität Darmstadt, Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI, Paul Scherrer Institut, Institut für Vernetzte Energiesysteme im Deutschem Luft- und Raumfahrtzentrum DLR.

Weblink zur Projektseite: https://ariadneprojekt.de/

Die Kopernikus-Projekte des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) bilden eine der größten deutschen Forschungsinitiativen zum Thema Energiewende. Ihr Ziel ist eine klimaneutrale Bundesrepublik mit einer sauberen, sicheren und bezahlbaren Stromversorgung bis zur Mitte des Jahrhunderts. Das Kopernikus-Projekt Ariadne ist als Verbund von mehr als 25 Instituten organisiert und wird vom PIK geleitet. Im Konsortium führt das Kopernikus-Projekt Ariadne durch einen gemeinsamen Lernprozess mit Politik, Wirtschaft und Gesellschaft, erforscht Optionen zur Energiewende und stellt politischen Entscheidern wichtiges Orientierungswissen bereit.

Recycling als realistischer Weg zur Emissionsreduktion

Die Kreislaufwirtschaft rückt zunehmend in den Fokus, wenn es um Lösungen zur Reduktion von Emissionen und zur Erreichung der Klimaziele in Deutschland geht. Laut der neuen Studie der Agora Think-Tanks, „Klimaneutrales Deutschland – Von der Zielsetzung zur Umsetzung“, ist dieser Ansatz nicht nur machbar, sondern entscheidend für den erfolgreichen Übergang zu einer nachhaltigen und klimafreundlichen Wirtschaft. Die Autoren betonen die Dringlichkeit und Relevanz der Kreislaufwirtschaft, insbesondere in der Chemie- und Kunststoffproduktion, um die Emissionen im Abfallsektor deutlich zu senken. Die Studie wurde im Auftrag der Agora-Denkfabriken Energiewende, Industrie, Agrar sowie Verkehrswende unter anderem vom Öko-Institut und dem Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie erstellt. Recycling und Biomasse als Schlüsselansätze Ein zentraler Ansatz der Studie ist die verstärkte Nutzung von recycelten Materialien, um die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen wie Rohöl zu verringern. Die Herstellung von Chemikalien und Kunststoffen aus recycelten Materialien könnte die Emissionen erheblich reduzieren. „Mittels Recycling-Methoden wird der gebundene Kohlenstoff bei Kunststoffprodukten möglichst lange im Kreislauf geführt“, heißt es in der Studie (S.32). Diese Recyclingverfahren ermöglichen es, den Kohlenstoffanteil von Kunststoffabfällen effizient zu nutzen und die Umweltauswirkungen zu minimieren. Ein weiterer bedeutender Aspekt ist die Nutzung von Biomasse als Rohstoff in der Chemieindustrie. Ab 2030 sehen die Experten eine verstärkte Anwendung des chemischen Recyclings und die stoffliche Nutzung von Biomasse. Der in der Biomasse enthaltene Kohlenstoff könnte beispielsweise in Produkten wie Methanol verwendet werden. Dies eröffnet nicht nur neue Wertschöpfungsketten, sondern reduziert auch die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Politische Maßnahmen zur Förderung der Kreislaufwirtschaft Um die Transformation zur Kreislaufwirtschaft erfolgreich zu gestalten, seien politische Instrumente notwendig. Die Autoren der Agora-Studie schlagen hier mehrere Hebel vor. Dazu zählt die Einführung von Mindestanforderungen für Produktgruppen, um recycelbare Materialien zu fördern. Ein weiteres wirksames Mittel ist die Nutzung der öffentlichen Beschaffung. Durch gezielte Vorgaben könnte der Staat als großer Nachfrager nachhaltiger Produkte auftreten und so den Markt in die gewünschte Richtung lenken. Ein weiteres Schlüsselelement ist die EU-Ökodesign-Verordnung, die Vorgaben für die Gestaltung langlebiger, reparaturfähiger und recycelbarer Produkte festlegen könnte. So könnten Produkte mit einer längeren Lebensdauer oder einer höheren Recyclingfähigkeit bevorzugt auf den Markt kommen, was sowohl Emissionen senkt als auch die Ressourceneffizienz steigert. Die Experten legen eine Grundlage für politische Rahmenbedingungen, die jedoch klar definiert und konsequent umgesetzt werden müssen, um den Wandel voranzutreiben und die Klimaziele bis 2030 und darüber hinaus zu erreichen. Wirtschaftliche Bedeutung der Transformation Besonders wichtig ist es, Investitionen in klimaneutrale Lösungen zu fördern, da diese nicht nur dem Umweltschutz dienen, sondern auch die strukturelle Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft langfristig verbessern. Der Bericht hebt hervor, dass bis 2045 ein Großteil der erforderlichen Investitionen in Energie- und Verkehrsinfrastruktur, Industrieanlagen und Gebäude ohnehin notwendig ist. Diese Finanzströme müssen durch kluge Preisanreize und Marktregulierungen in klimafreundliche Technologien umgelenkt werden. Zusätzliche Investitionen in den Klimaschutz machen durchschnittlich 3 Prozent des BIP aus, wobei viele dieser Ausgaben sich als wirtschaftlich erweisen – erneuerbare Energien und Stromnetze refinanzieren sich zu 90 Prozent durch Markterlöse. Die Studie verdeutlicht, dass der Wandel hin zu einer klimaneutralen Wirtschaft erhebliche Investitionen erfordert. Die Autoren schätzen, dass jährlich etwa 540 Milliarden Euro – das entspricht rund 11 Prozent der Wirtschaftsleistung Deutschlands – in die klimafreundliche Umgestaltung der Industrie fließen müssen. Die Kreislaufwirtschaft spielt hier eine zentrale Rolle, um den notwendigen Wandel kosteneffizient und ressourcenschonend zu gestalten. Laut dem Bericht zur Klimapolitik wird betont, dass klare und verlässliche Rahmenbedingungen erforderlich sind, um die Transformation in den Bereichen Energie, Verkehr und Bauwesen erfolgreich voranzutreiben. Seit 2014 zeige sich, dass ambitionierte Klimapolitik Wirkung zeigt: In der Energiewirtschaft sind die Emissionen bereits um rund 40 Prozent gesunken. Dennoch bleiben die Verkehrswende und die Umstellung auf klimaneutrale Gebäude große Herausforderungen, die nur mit politischem Rückhalt und gezielten Investitionen bewältigt werden können. Quelle: agora-energiewende.de/aktuelles/der-mix-machts-wie-investitionen-in-klimaschutz-wirtschaft-und-gesellschaft-staerken Pressemitteilung der Agora Think-Tanks: Der Mix macht’s: Wie Investitionen in Klimaneutralität Wirtschaft und Gesellschaft stärken Vollständige Studie: https://www.agora-energiewende.de/Klimaneutrales_Deutschland.pdf
Mercedes-Benz eröffnet wegweisende Batterierecyclingfabrik

Mercedes-Benz setzt auf nachhaltiges Batterierecycling Am 21. Oktober 2024 hat Mercedes-Benz in Kuppenheim, Baden-Württemberg, eine Batterierecyclingfabrik eröffnet. Diese Anlage stellt einen wichtigen Schritt in Richtung nachhaltiger Elektromobilität dar, da sie dazu beiträgt, wertvolle Rohstoffe aus Altbatterien zurückzugewinnen und den Materialkreislauf zu schließen. Damit unterstreicht Mercedes-Benz die wachsende Bedeutung der Kreislaufwirtschaft, insbesondere in der Automobilbranche, die sich zunehmend auf Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz konzentriert. Die neue Recyclingfabrik ist auch ein Pilotprojekt, das ein innovatives „mechanisch-hydrometallurgisches Verfahren“ einsetzt. Das soll es ermöglichen, Materialien wie Lithium, Nickel und Kobalt in hoher Reinheit zurückzugewinnen und wieder in die Produktion neuer Batterien einfließen zu lassen. Rückgewinnung und Wiederverwendung der für die E-Mobilität essenziellen Rohstoffe werden immer wichtiger und lukrativer. Auch große Unternehmen wie Mercedes-Benz investieren nicht nur in die Forschung und Entwicklung von Elektrofahrzeugen, sondern arbeiten aktiv an der Realisierung der Kreislaufwirtschaft mit. „Wir müssen zu einem geschlossenen Kreislauf kommen, wenn wir nachhaltig arbeiten wollen. […] Das ist dringend notwendig auch für die Elektrifizierung der Lkw-Flotten, weil der Rohstoffverbrauch da noch viel höher ist als beim Pkw“, sagt der Mercedes-Batterieexperte Helmut Ehrenberg dem SWR. Das Verfahren: Mechanisch-hydrometallurgisches Recycling Die neue Anlage in Kuppenheim verfolgt das Ziel, hohe Effizienz und Nachhaltigkeit zu vereinen. Im Mittelpunkt steht das mechanisch-hydrometallurgische Recyclingverfahren, das gegenüber herkömmlichen Methoden Vorteile bietet. Zum einen soll das Verfahren eine Rückgewinnungsquote von über 96 Prozent erreichen, was bedeutet, dass nahezu alle in den Altbatterien enthaltenen wertvollen Materialien wiederverwertet werden können. Dies wäre ein entscheidender Beitrag zur Schonung der Rohstoffressourcen, insbesondere in Anbetracht der steigenden Nachfrage nach Materialien wie Lithium, Nickel und Kobalt. Besonders hervorzuheben ist der geringe Energieverbrauch des Verfahrens. Im Vergleich zu herkömmlichen pyrometallurgischen Verfahren, bei denen hohe Temperaturen erforderlich sind, arbeitet das neue Verfahren bei Temperaturen von bis zu 80 °C. Dadurch wird der Energieaufwand erheblich reduziert, was nicht nur die Produktionskosten senkt, sondern auch die CO2-Bilanz der Anlage verbessert. Ergänzend dazu nutzt die Fabrik 100 Prozent Ökostrom und ist mit einer Photovoltaikanlage ausgestattet, was eine CO2-neutrale Produktion sicherstellt. Ola Källenius, der Vorstandsvorsitzende der Mercedes-Benz Group AG, betonte bei der Eröffnung der Anlage die Bedeutung dieser neuen Technologie für die Zukunft der Automobilbranche: „Als Pionier im Automobilbau markiert Europas erste integrierte mechanisch-hydrometallurgische Batterierecyclingfabrik einen wichtigen Meilenstein für mehr Nachhaltigkeit bei Rohstoffen.“, Kapazität und Investition: Die Pilotanlage in Kuppenheim hat eine jährliche Recyclingkapazität von 2.500 Tonnen Altbatterien, was ausreichen soll, um Materialien für die Produktion von über 50.000 neuen Batteriemodulen für vollelektrische Mercedes-Benz-Fahrzeuge zu gewinnen. Mercedes-Benz investiert nach eigenen Angaben eine zweistellige Millionensumme in das Projekt. Eine Investition des Unternehmens in die nachhaltige Wertschöpfung und zu einer zirkulären Wirtschaft. Die Recyclingfabrik ist Teil eines sog. umfassenderen („holistischen“) Ansatzes von Mercedes-Benz, der auf die Kreislauffähigkeit von Batteriesystemen abzielt. Bereits bei der Entwicklung neuer Batteriezellen wird laut Mercedes darauf geachtet, dass diese später recycelt werden können. Ein weiterer wichtiger Bestandteil des Ansatzes sei die Wiederaufbereitung von Batterien, die als Ersatzteile verwendet oder als stationäre Energiespeicher weitergenutzt werden können. Die zurückgewonnenen Materialien aus dem Recyclingprozess fließen schließlich in die Produktion neuer Batteriemodule ein und schließen damit den Materialkreislauf. Bedeutung für die Automobilbranche Auch auf europäischer Ebene gewinnt das Thema Batterierecycling zunehmend an Bedeutung. Experten, wie Achim Kampker von der RWTH Aachen, erwarten, dass das Recyclinggeschäft ab 2030 in Europa profitabel werden könnte. Die kürzlich verabschiedete Batterie-Verordnung der EU bildet dafür eine wichtige Grundlage, da sie strengere Anforderungen an die Rückgewinnung von Rohstoffen aus Altbatterien stellt. Umweltministerin von Baden-Württemberg, Thekla Walker, betonte, dass die Recyclingfabrik in Kuppenheim ein wichtiger Schritt im Umgang mit der begrenzten Verfügbarkeit von Rohstoffen wie Lithium, Kobalt und Nickel sei. Diese Rohstoffe sind essenziell für die Produktion von Batterien und damit für die Zukunft der Elektromobilität. Durch Projekte wie diese können Abhängigkeiten von internationalen Rohstofflieferanten reduziert und die Versorgungssicherheit in Europa gestärkt werden. In diesem Sinne markiert die Batterie-Recyclingfabrik einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft. Quelle: mercedes-benz.com/company/news/recycling-factory-kuppenheim tagesschau.de/wirtschaft/unternehmen/batterierecycling-mercedes-100
Neue Technik zur Methanproduktion: Potenzial für Kreislaufwirtschaft

Innovative Methode zur CO2-Verwertung Eine Studie der Universitäten Bonn und Montreal hat einen Katalysator entwickelt, der Kohlendioxid (CO2) und Wasser mithilfe von Strom in Methan umwandelt. Der Katalysator ermöglicht die Umwandlung von CO2 in Methan mit einer Effizienz von über 80 %. Prof. Dr. Nikolay Kornienko vom Institut für Anorganische Chemie der Universität Bonn erläutert: „Wir nutzen als treibende Kraft Elektrizität.“ Wenn wir klimafreundlich erzeugten Strom verwenden, können wir auf diesem Wege Methan herstellen, das potenziell weniger zur Erderwärmung beiträgt.“ Diese Methode könnte einen Beitrag gegen den Klimawandel und für den Ausbau der Kreislaufwirtschaft leisten, indem sie CO2 – ein Treibhausgas – in einen nutzbaren Energieträger umwandelt. Methan lässt sich zum Beispiel zum Heizen oder als Rohstoff in der chemischen Industrie einsetzen. Die Technologie: Die Forschenden setzten bei ihrer Arbeit auf eine Gasdiffusions-Elektrode, um die Reaktion zwischen dem gasförmigen CO2 und dem flüssigen Wasser zu ermöglichen. Der eigentliche Clou liegt jedoch im Design des Katalysators: Lange, wasserabweisende Molekülketten am aktiven Zentrum halten einerseits die Wassermoleküle fern, transportieren aber gleichzeitig die benötigten Wasserstoffatome zur Reaktionsstelle. Dieser ausgeklügelte Mechanismus erlaubt es, die gewünschte Reaktion zu begünstigen und unerwünschte Nebenreaktionen zu minimieren. Die Entwicklung dieses Katalysators stellte das Forschungsteam vor einige Herausforderungen. Die Reaktion eines Gases mit einer Flüssigkeit ist an sich schon komplex. Hinzu kommt die Notwendigkeit, unerwünschte Nebenreaktionen zu verhindern und gleichzeitig eine effiziente Zuführung von Wasserstoffatomen zu gewährleisten. Morgan McKee ein Mitarbeiter des Projekts, beschreibt die Herausforderung folgendermaßen: „Wir müssen verhindern, dass Wasser in Kontakt zur Elektrode gerät. Gleichzeitig benötigen wir es aber als Reaktionspartner.“ Die Lösung dieser Probleme durch den innovativen Katalysatoraufbau sei ein wesentlicher Durchbruch dieser Forschungsarbeit. Innovative Aspekte der Forschung Der von den Wissenschaftlern entwickelte Katalysator weist mehrere neuartige Eigenschaften auf, die ihn von bisherigen Ansätzen unterscheiden. Eine der Hauptinnovationen ist die Verwendung langer, wasserabweisender Molekülketten am aktiven Zentrum des Katalysators. Diese Ketten erfüllen eine doppelte Funktion: Sie halten Wassermoleküle vom aktiven Zentrum und der Elektrode fern, was unerwünschte Nebenreaktionen verhindert, und dienen gleichzeitig als eine Art molekulares Förderband, das Wasserstoffatome zum Reaktionszentrum transportiert. Die Nutzung der Gasdiffusions-Elektrode ermöglicht es, ein Gas (CO2) mit einer Flüssigkeit (H2O) effizient reagieren zu lassen – eine Herausforderung, die bisher schwer zu bewältigen war. Der Umwandlungsprozess von CO2 zu CH4 erfolgt in mehreren kontrollierten Schritten, was zu der hohen Effizienz von über 80 % beiträgt. Ein weiterer innovativer Aspekt ist die Flexibilität des Konzepts: Obwohl der spezifische Katalysator nicht für die Großproduktion geeignet ist, lassen sich die grundlegenden Prinzipien auf andere Materialien und Reaktionen übertragen. Dies eröffnet Möglichkeiten für die Herstellung verschiedener chemischer Verbindungen, nicht nur Methan. Schließlich ist der Prozess darauf ausgelegt, mit elektrischem Strom zu arbeiten, was die Nutzung erneuerbarer Energiequellen ermöglicht und so zur Nachhaltigkeit beiträgt. Diese Innovationen zusammen bilden einen vielversprechenden Ansatz für die effiziente Umwandlung von CO2 in nützliche Produkte, was sowohl für die Kreislaufwirtschaft als auch für Klimaschutzbemühungen von Bedeutung sein könnte. Es bleibt abzuwarten, ob sich diese Technologie in der Praxis bewährt und welchen konkreten Beitrag sie zur Kreislaufwirtschaft leisten kann. Weitere Forschung und Entwicklung werden notwendig sein, um das volle Potenzial dieser Methode zu erschließen. Studie und Zusammenarbeit An der Studie waren Universitäten aus Deutschland, Kanada, Wales, Finnland und Frankreich beteiligt. Die Forschung wurde durch verschiedene internationale Programme gefördert, darunter das Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada und das Erasmus+-Programm der EU. Quelle: nature.com/articles/s41557-024-01650-6
Umweltbundesamt kündigt „Re-source 2025“ an

Internationale Fachtagung zu Kreislaufwirtschaft in Frankfurt am Main für 2025 angekündigt Die Umweltministerien und Umweltbundesämter Österreichs, der Schweiz und Deutschlands laden zur Fachtagung „Re-source 2025“ ein. Die Veranstaltung soll am 15. und 16. Mai 2025 in Frankfurt am Main stattfinden. Ziel ist ein länderübergreifender Erfahrungsaustausch zu Ressourcenschonung und Kreislaufwirtschaft. Die Re-source wird gemeinsam von den Umweltministerien und -bundesämtern der drei Länder veranstaltet und folgt einem Rotationsprinzip. Für das Jahr 2025 übernimmt Deutschland die Ausrichtung der Veranstaltung. Die Anmeldung ist ab sofort möglich. Themenschwerpunkte und Zielgruppe Die Tagung soll sich 2025 auf verschiedene Aspekte der Ressourcenschonung und Kreislaufwirtschaft konzentrieren. Im Fokus steht die Weiterentwicklung der Abfallwirtschaft zu einer ressourcenschonenden Stoffstromwirtschaft. Geplant sind Diskussionen über ressourcenschonende Fahrzeuge und Batterierecycling, angesichts der wachsenden Bedeutung der Elektromobilität. Auch die Förderung des Kunststoffrecyclings steht auf der Agenda. Zirkuläre Ansätze im Bausektor und bei der Holznutzung sollen ebenso behandelt werden wie nachhaltige Praktiken in der Textilindustrie. Zudem sind Präsentationen zu Konzepten für nachhaltige Lebens- und Konsummuster geplant. Die Veranstaltung richtet sich an Fachleute und Interessierte aus Wissenschaft, Politik, Verwaltung, Planung, Industrie und Gewerbe sowie Vertreter:innen von nationalen und internationalen Fachgruppen und NGOs der Bereiche Abfallbewirtschaftung, Ressourcenschonung, nachhaltige Produktion und nachhaltiger Konsum. Programm Dr. Christiane Rohleder, Staatssekretärin im Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV), wird die Tagung eröffnen. Als Keynote-Speaker ist Dr. Philipp Blom vorgesehen. Namhafte Referenten sollen Einblicke in aktuelle Forschungen und Praxisbeispiele geben. So ist ein Vortrag von Dr. Edda Winter vom Öko-Institut zu „Kriterien für ein ressourcenschonendes Fahrzeug“ geplant. Weitere Experten wie Bertrand Schutz von der Libattion AG sollen über „Second Use von Traktionsbatterien“ referieren, während Dr. Thomas Nigel von der Montanuni Leoben das Thema „Batterierecycling und Batteriebrände – Ursachen und Beherrschung“ behandeln wird. Das vorläufige Programm (Stand: Oktober 2024) sieht folgende Schwerpunkte vor: Ressourcenschonende Mobilität und Batterierecycling Kunststoffe im Kreislauf Zukunftsfähiges Bauen: Kreislaufwirtschaft und Holznutzung Zirkuläre Textilwirtschaft Nachhaltiger Konsum Der erste Tag (15. Mai) beginnt mit der Begrüßung durch Vertreter der beteiligten Länder, gefolgt von der Keynote. Anschließend werden in drei Blöcken die Themen Mobilität und Batterierecycling, Kunststoffe im Kreislauf sowie zukunftsfähiges Bauen behandelt. Am zweiten Tag (16. Mai) stehen die zirkuläre Textilwirtschaft und nachhaltiger Konsum im Mittelpunkt. Vorträge zu Kulturwandel im Kaufverhalten, Ökodesign-Anforderungen für Textilien und chemischem Recycling von Textilien sind geplant. Abgerundet wird die Tagung mit Präsentationen zu nachhaltigem Konsum, darunter Beiträge zu Fehlinformationen im Kontext nachhaltiger Lebensstile und zur Stärkung des nachhaltigen Konsums in Stadtzentren. Organisatorisches Die Veranstaltung soll in der Deutschen Nationalbibliothek in Frankfurt am Main stattfinden. Für Übernachtungen ist ein Abrufkontingent im Leonardo Hotel Frankfurt City Center vereinbart. Details dazu auf der Seite des Umweltbundesamts. Mit dieser Fachtagung sollen Experten und Interessierte die Möglichkeit erhalten, sich über die neuesten Entwicklungen und Strategien im Bereich Ressourcenschonung und Kreislaufwirtschaft zu informieren und auszutauschen. Die Veranstaltung verspricht, wichtige Impulse für die Weiterentwicklung nachhaltiger Praktiken in verschiedenen Wirtschaftssektoren zu geben und den internationalen Dialog in diesem wichtigen Bereich zu fördern. Quelle: umweltbundesamt.de/service/termine/re-source-fachtagung-zur-ressourcenschonung umweltbundesamt.de/re-source-2025
NRW und EU fördern innovative Kreislaufwirtschaft

NRW und EU fördern sieben Projekte in Nordrhein-Westfalen Das Umweltministerium von Nordrhein-Westfalen hat sieben Projekte zur Förderung der Kreislaufwirtschaft ausgewählt. Unterstützt werden Projekte, die helfen sollen, Produkte und Materialien länger zu nutzen und weniger Abfall zu produzieren. Das Land und die EU geben dafür insgesamt rund 16 Millionen Euro. Umweltminister Oliver Krischer erklärt die Bedeutung dieser Förderung: „Wenn Produkte und Materialien in immer neuen Zyklen weitergenutzt werden, erhöht das die lokale Wertschöpfung, schont unsere natürlichen Lebensgrundlagen und schafft zukunftsfähige Arbeitsplätze.“ Die ausgewählten Projekte DU.zirkulär in Duisburg: Dieses Projekt will im Stadtteil Ruhrort zeigen, wie eine kreislauforientierte Stadt aussehen kann. Bürger können lernen, wie man nachhaltiger lebt. Unternehmen bekommen Hilfe, um umweltfreundlicher zu arbeiten. BoGeZi in Bottrop: Hier sollen die Einwohner lernen, wie man nachhaltiger einkauft und Gebäude umweltfreundlich renoviert. Ein neuer Ort namens „Bottrop CEntral“ wird dafür in der Innenstadt eingerichtet. KomZi: Dieses Projekt entwickelt Wege, um Baumaterialien bei Abriss und Sanierung wiederzuverwenden. Ein digitales Tool soll dabei helfen, die Materialien zu erfassen und für neue Bauprojekte zu nutzen. Kreislauf-WIRK-Statt in Aachen: Hier entsteht ein Zentrum, wo Menschen in Workshops und Ausstellungen über Kreislaufwirtschaft lernen können. Ein Teil des Projekts kümmert sich besonders um die Wiederverwendung von Sperrmüll und Bauteilen. Smart Circular Wuppertal: Eine digitale Plattform soll zeigen, wie gut die Stadt ihre Ressourcen nutzt. Zwei Pilotprojekte konzentrieren sich auf Reparaturen und verpackungsfreies Einkaufen. Zentren des Teilens: In Essen werden Orte geschaffen, an denen Menschen Dinge gemeinsam nutzen, reparieren und verleihen können. Die Bürger können dort auch lernen, wie man Gegenstände repariert. Circular City Contest NRW: Ein digitales Spiel soll entwickelt werden, um verschiedenen Gruppen die Kreislaufwirtschaft näherzubringen. Dazu gehören Mitarbeiter von Unternehmen und Behörden sowie private Haushalte. Hintergrund und Ziele Nordrhein-Westfalen strebt laut Ministerium an, in Europa eine führende Rolle in der Kreislaufwirtschaft einzunehmen. Der Förderwettbewerb „Circular Economy – CircularCities.NRW“ soll dazu beitragen. Insgesamt sollen das Land und die EU für diesen Wettbewerb rund 34 Millionen Euro zur Verfügung stellen. Diese Förderung ist Teil eines größeren Programms: Für nachhaltige und innovative Projekte in Nordrhein-Westfalen sollen insgesamt etwa 1,9 Milliarden Euro aus EU-Fonds bereitgestellt werden. Mit diesen Mitteln soll die Wirtschaft umweltfreundlicher gestaltet und neue Arbeitsplätze geschaffen werden. Umweltminister Krischer betont die Bedeutung einer breiten gesellschaftlichen Umsetzung: „Entscheidend ist, ressourcenschonenden Konsum und nachhaltige Produktion in die Breite der Gesellschaft zu tragen. Die eingereichten Projekte zeigen, wie dies im Zusammenspiel von Kommunen, Unternehmen und Zivilgesellschaft in innovativer Weise gelingen kann.“ Die geplanten Projekte in Nordrhein-Westfalen sollen verschiedene Aspekte der Kreislaufwirtschaft abdecken. Die Ideen reichen von der Wiederverwertung von Baumaterialien bis hin zu digitalen Spielen, die das Bewusstsein für Kreislaufwirtschaft stärken sollen. Ziel ist es, Bürger, Unternehmen und Städte für einen schonenderen Umgang mit Ressourcen und eine Reduzierung von Abfall zu sensibilisieren. Quellen: land.nrw/pressemitteilung/16-millionen-euro-fuer-nachhaltige-kreislaufwirtschaft-land-und-eu-foerdern-sieben efre.nrw.de/wege-zur-foerderung/foerderungen-in-2021-2027/circular-economy-circularcitiesnrw duisburg-business.de/fileadmin/duisburg-business/Downloads/Pressemitteilungen/2024/20241007_PM_DU-zirkulaer.pdf
Künftig Pflicht: Schnellladepunkte an Tankstellen

Neue Pflicht für Schnellladepunkte an Tankstellen ab 2028 Ab Januar 2028 sollen Tankstellenunternehmen mit mehr als 200 öffentlichen Tankstellen dazu verpflichtet werden, Schnellladepunkte für Elektrofahrzeuge anzubieten. Pro Tankstelle soll mindestens ein Schnellladepunkt installiert werden. Dies geht aus einem Gesetzentwurf der Bundesregierung zur Änderung des Gebäude-Elektromobilitätsinfrastruktur-Gesetzes hervor. Ausnahmeregelung für flexible Standortwahl Der Gesetzentwurf enthält Ausnahmeregelungen: Für bis zu 50 Prozent der betroffenen Tankstellen können die Unternehmen den Ladepunkt entweder an einem anderen eigenen Standort oder in einem Umkreis von 1.000 Metern bereitstellen. Diese Option soll es ermöglichen, bei der Standortwahl wirtschaftliche Erwägungen oder örtliche Gegebenheiten zu berücksichtigen. Angesichts des Ziels, bis 2030 rund 15 Millionen Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen zu haben, erwartet die Bundesregierung einen steigenden Bedarf an Lademöglichkeiten. Das Gesetz zielt darauf ab, ab bis 2028 einen wesentlichen Teil der öffentlichen Tankstellen mit Schnellladeinfrastruktur auszustatten. Reaktion auf mangelnde freiwillige Initiativen Laut der Meldung des Deutschen Bundestages sei diese Maßnahme nun notwendig, weil die Mineralölwirtschaft früheren Aufforderungen zum freiwilligen Ausbau der Ladeinfrastruktur nicht nachgekommen sei. Trotz geeigneter Förderprogramme verfügen Stand März 2024 erst rund sieben Prozent der Tankstellen in Deutschland über Schnellladepunkte mit einer Ladeleistung von mindestens 150 Kilowatt. Quelle: bundestag.de/presse/hib/kurzmeldungen-1021856 Ladesäulenkarte, Zahlen und Daten der Bundesnetzagentur: bundesnetzagentur.de/DE/Fachthemen/ElektrizitaetundGas/E-Mobilitaet
Glasindustrie fördert Kreislaufwirtschaft

Strategische Partnerschaft zur Förderung der Kreislaufwirtschaft in der Glasindustrie AGC Glass Europe, ein europäischer Hersteller von Flachglas, und ROSI, ein Unternehmen spezialisiert auf das Recycling von Photovoltaik-Modulen, haben eine Partnerschaftsvereinbarung geschlossen. Diese Partnerschaft zielt darauf ab, die Glasproduktion durch zirkuläre und emissionsärmere Verfahren nachhaltiger zu gestalten. Recycling von Photovoltaikglas Die Unternehmen planen, Photovoltaikglas zu recyceln und in der Produktion von Flachglas wiederzuverwenden. Dies soll Rohstoffe für die Glasindustrie liefern und die Umweltauswirkungen von Photovoltaik-Modulen am Ende ihrer Lebensdauer reduzieren. Das Recycling von Glas benötigt 25 % weniger Energie als die Produktion von Neuglas. Da Solarmodule zu 70 % aus Glas bestehen, können Module am Ende ihrer Lebensdauer eine Komponente in der Glas-Lieferkette werden. So spart die Verwendung von einer Tonne Glasscherben in der Flachglasproduktion 0,7 Tonnen CO2 und 1,2 Tonnen neue Rohstoffe. Photovoltaikglas ist sehr transparent und sauber, was es zu einer wertvollen Quelle für recyceltes Material für unsere Fabriken macht. Es hat jedoch eine andere Zusammensetzung als unsere Standardprodukte, was bedeutet, dass technische Innovation zwingend erforderlich ist, um das Recycling innerhalb unserer Prozesse zu ermöglichen. Genau hier kommt ROSI als technischer Partner für die Integration nachhaltiger Praktiken ins Spiel, die im Kern unserer Werte stehen.“ – Marc Foguenne, Vizepräsident für Nachhaltigkeit bei AGC Glass Europe Testergebnisse zeigen, dass recyceltes Glas möglicherweise in den Produktionsprozess integriert werden kann. Die Kooperation zielt darauf ab, innovative Methoden zur großtechnischen Aufbereitung von Glas aus Photovoltaik-Modulen zu entwickeln, um große Mengen an Glas aus Solarpanels wiederverwenden zu können. Quelle: agc-glass.eu/en/news/press-release/agc-glass-europe-and-rosi-announce-strategic-partnership-circularity-glass-industry rosi-solar.com/de/news/agc-glass-europe-and-photovoltaic-recycling-pioneer-rosi-announce-strategic-partnership-to-advance-circularity-in-the-glass-industry