Künstliche Intelligenz kann die Nachhaltigkeit steigern, aber nachhaltig ist sie nicht.
Ob Künstliche Intelligenz (KI) gut oder schlecht ist, hängt nicht nur davon ab, mit welchem Mehrwert sie eingesetzt werden kann. Sie hat auch Folgen für die Umwelt. Gerade im Energiesektor sind die Erwartungen an KI-Anwendungen hoch. In den letzten Jahren haben sich die Energie- und Strommärkte zunehmend auf künstliche Intelligenz als Werkzeug konzentriert. KI hat die Fähigkeit, eine Reihe von energiebezogenen Prozessen zu automatisieren und zu optimieren, was zu effizienteren und kostengünstigeren Prozessen, einem besseren Energiemanagement und geringeren negativen Auswirkungen auf die Umwelt führt.
KI gilt als ein Schlüsselelement, um eine nachhaltige, umweltfreundliche und effiziente Energiezukunft zu erreichen. Dabei darf man nicht vergessen, dass sich die Anwendungsfelder über alle Branchen erstrecken. KI ist zu einer General-Purpose-Technologie geworden.
Bei den Gefahren denken wir an Arbeitsplatzverluste oder Datenschutz und weniger an den ökologischen Fußabdruck. KI ist nicht nachhaltig, sie hilft aber vielfach dabei Nachhaltigkeitsziele schneller zu erreichen. Das zeigen Use-Cases aus dem Energiebereich.
Use-Cases aus dem Energiebereich
- KI-Modelle analysieren umfangreiche Daten für präzise Prognosen der erneuerbaren Energieerzeugung, indem sie Wetterdaten, historische Verbrauchsmuster und andere Faktoren integrieren. Dies optimiert die Effizienz von Energieanlagen, verbessert die Planung und erleichtert die Integration erneuerbarer Energien ins Stromnetz. KI gleicht die Schwankungen erneuerbarer Energien aus, und Batteriespeicher werden durch optimierte Lade- und Entladevorgänge effizienter genutzt.
- KI unterstützt die Überwachung und Steuerung von Smart Grids durch Datenanalyse in Echtzeit. Intelligente Algorithmen können Netzstörungen vorhersagen, die Lastverteilung optimieren und reaktive Maßnahmen ergreifen, um einen zuverlässigen und effizienten Energiefluss zu gewährleisten. KI stärkt die Sicherheit von Energieinfrastrukturen, um das Stromnetz vor Cyberangriffen zu schützen.
- KI-gestützte Predictive Maintenance-Modelle ermöglichen eine vorausschauende Wartung von Energieerzeugungsanlagen. Diese präventiven Maßnahmen reduzieren ungeplante Stillstände und verlängern die Lebensdauer der Anlagen, was zu einer nachhaltigeren Betriebsführung führt.
- KI-gesteuerte Systeme revolutionieren die Energieeffizienz von Wohn- und Geschäftsgebäuden. Durch kontinuierliche Analyse des Nutzerverhaltens im Energieverbrauch lernen diese Systeme und passen automatisch Einstellungen an, um den Energieverbrauch zu optimieren. Dies führt nicht nur zu Kosteneinsparungen, sondern auch zu einer Verringerung des ökologischen Fußabdrucks von Gebäuden.
- KI ermöglicht personalisierte Angebote für Endkunden durch die Analyse ihres Konsumverhaltens. Die KI gibt proaktive Empfehlungen, von Energieeinspartipps bis zu maßgeschneiderten Tarifoptionen oder Upgrades für energieeffiziente Geräte. Tarifstrukturen werden dynamisch optimiert, und durch kontinuierliche Analyse des Verbrauchsverhaltens schlägt das System geeignete Tarife vor, die Kosten minimieren und den Kundenbedürfnissen entsprechen.
- KI-gestützte Chatbots und virtuelle Assistenten optimieren den Kundenservice, indem sie Anfragen effizient beantworten. Mit vorprogrammierten Antworten auf häufige Fragen sind sie rund um die Uhr verfügbar, verkürzen Wartezeiten und verbessern ihre Fähigkeiten durch maschinelles Lernen. Durch die Analyse von Kundengesprächen und Feedback lernen sie kontinuierlich dazu, steigern ihre Genauigkeit und Effizienz.
Diese sind nur einige Beispiele. In den kommenden Jahren wird erwartet, dass Anwendungsfälle in der gesamten Energiewirtschaft stark zunehmen. Unternehmen entwickeln ihre eigenen GPT-Modelle, wie etwa E.ON GTP, eine generative künstliche Intelligenz, die für den Konzern entwickelt wurde. Sie unterstützt bei Recherche, Textverarbeitung und fungiert als virtueller Sparringspartner für energiewirtschaftliche Fragestellungen der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.
Seit fast zwei Jahren gibt es den beliebten Chatbot ChatGPT. Nach nur zwei Monaten hatte ChatGPT rund 100 Millionen Nutzerinnen und Nutzer. Es gibt immer mehr Tools in allen Varianten. Um KI-Tools zu trainieren, müssen sie mit großen Datenmengen gefüttert werden. Dieser Prozess ist sehr energieintensiv. Jede Anfrage bei ChatGPT und Co. kostet zwischen drei und neun Wh Strom. Allein ChatGPT hat mehr als 195 Millionen Anfragen pro Tag. Google verarbeitet täglich neun Milliarden Suchanfragen. Eine aktuelle Studie der VU Amsterdam School of Business and Economics rechnet vor, dass 2027 KI so viel Strom verbrauchen könnte wie Irland. Hinzu kommt, dass auch der Wasserbedarf zum Kühlen der Rechenzentren hoch ist.
KI verbraucht für den Lernprozess so viel Energie und gleichzeitig werden die Modelle immer größer, um eine höhere Genauigkeit zu erreichen. Während Unternehmen weltweit daran arbeiten, die Effizienz von KI-Software zu verbessern, steigt die Nachfrage nach diesen Tools unaufhörlich. Forscher sprechen von einem Jevons-Paradoxon, das bedeutet, dass eine Effizienzsteigerung bei der Nutzung einer Ressource dazu führen kann, dass der Gesamtverbrauch dieser Ressource steigt, anstatt zu sinken. Dies widerspricht der intuitiven Annahme, dass eine höhere Effizienz automatisch zu einem geringeren Ressourcenverbrauch führt.
Wir brauchen Rechenzentren, die zu 100 Prozent mit erneuerbaren Energien betrieben werden und in denen die Abwärme der Server sinnvoll genutzt wird. Alles hängt mit allem zusammen. KI-Modelle müssen Verantwortung übernehmen und mit gutem Beispiel vorangehen, indem sie ihren eigenen Energie- und Wasser-Fußabdruck thematisieren.
Doris Höflich, Market Intelligence Senior Expert
Quellen:
- VU Amsterdam School of Business and Economics
- enviaM Gruppe
- E.ON
- Pressedatenbanken
- Das Bild wurde mit KI erstellt (Copilot).
Einladung
Wir laden Sie herzlich zu unserem 3. SVP Market Intelligence-Kamingespräch am 13. Juni 2024 nach Heidelberg ein. In vertrauensvoller, entspannter Atmosphäre wollen wir Market Intelligence-Experten und jene, die sich für das Thema interessieren, zusammenbringen. Es erwarten Sie keine Vorträge und keine Konferenz, sondern Gespräche zu den Themen, die Sie persönlich oder Ihr Team im Bereich Market Intelligence bewegen.
Das Format:
Ziele der Veranstaltung:
- „Input“ zur Lösung Ihrer persönlichen MI-Challenges
- Mehrwert durch Weiterbildung aufgrund der Vielzahl von Market Intelligence-Themen, die im Rahmen des Kamingesprächs erörtert werden.
- Als Teilnehmer bringen Sie Ihre eigenen Market Intelligence-Challenges ein und stellen diese kurz vor (max. 5 min).
- Im Anschluss wird Ihr Thema diskutiert und Erfahrungen dazu ausgetauscht.
- Ad hoc-Fragen sind willkommen, um Anregungen und Feedback zu bekommen. So werden Themen diskutiert, die für viele Market Intelligence-Insider wichtig sind.
- Die Erfahrung hat gezeigt, dass eine Runde von max. 15 Teilnehmer die besten Ergebnisse liefert, weshalb wir die Anzahl entsprechend beschränken.
Anmeldung
Was ist ein Kamingesprächformat?
Als Kamingespräch wird eine Veranstaltung bezeichnet, in deren Mittelpunkt eine Kombination aus Interview, Podiumsdiskussion und Publikumsdiskussion steht, welche vor einem kleinen Publikum im spezifischen Ambiente eines Kaminzimmers dargeboten wird. Die Feuerstelle ist seit Jahrtausenden ein zentraler Ort des sozialen Miteinanders. Lange Zeit war die Feuerstelle gar der Mittelpunkt des Lebens überhaupt. Deshalb ist sie im kollektiven Bewusstsein der Menschen fest verankert als ein besonderer Ort, mit dem positive Assoziationen verbunden werden. An diese Tradition wird mit dem Kamingespräch angeknüpft.
Quelle: Jörn Lengsfeld: Glossar der öffentlichen Rede. Bad Waldsee, 2019
Unternehmen stehen heutzutage vor der Herausforderung, in einem dynamischen Marktumfeld wettbewerbsfähig zu bleiben. Um externe und interne Informationen zu erhalten und als Entscheidungsgrundlage heranzuziehen, spielen verschiedene Arten von Intelligence-Tools eine entscheidende Rolle. In diesem Update der SVP-News von 2018 werfen wir sowohl einen Blick auf die Unterschiede zwischen Business-Intelligence- und Market- & Competitive-Intelligence-Tools als auch nochmals speziell auf die MI & CI Tools.
Business Intelligence (BI) und Market & Competitive Intelligence (MI & CI) mögen ähnlich klingen, dabei handelt es sich jedoch um zwei verschiedene Ansätze im Unternehmen, wichtige Informationen zu erhalten und Entscheidungen zu treffen.
- Business-Intelligence-Tools konzentrieren sich darauf, unternehmensinterne Daten wie Vertriebs- und Verkaufszahlen, Finanzberichte und CRM-Systeme zu analysieren (aus Data-Warehouses).
- Market- und Competitive-Intelligence-Tools hingegen nutzen und analysieren externe Daten, um die aktuelle Marktlandschaft aufzuzeigen. Diese Tools überwachen z. B. den Markt und die Trends, die Wettbewerbsaktivitäten, das Kundenfeedback, Patente sowie Social Media.
Jedes der Market- & Competitive-Intelligence-Tools, das entwickelt wurde, dient einem bestimmten Zweck und erfüllt einen spezifischen Kundenbedarf. Im letzten Beitrag aus dem Jahr 2018 haben wir uns auf die Tools im Bereich der Social-Media-Analytics fokussiert. Es gibt inzwischen jedoch auch Anbieter, die eine Kombination von Tools und Funktionen aus den verschiedenen Plattformtypen anbieten:
Verschiedene Plattformtypen
Die essenziellen Merkmale, die ein herausragendes Tool kennzeichnen:
- Die Integration zahlreicher Quellen,
- intelligente natürlichsprachliche Suche (NLP),
- semantische Suche,
- grafisch optimierte Reporting-Funktionen,
- benutzerfreundliche Dashboards,
- die Anbindung von Künstlicher Intelligenz (KI).
Laut Studienanbietern wächst der Markt für Competitive-Intelligence-Tools bis 2026 jährlich um etwa 10 Prozent. Auf der Software-Vergleichsplattform g2 gibt es über 7.000 Bewertungen von MI/CI-Tools. Über 100 der populärsten Tools werden dort gelistet.
Im vergangenen Jahr hat sich SVP intensiv mit verschiedenen MI & CI-Anbietern beschäftigt. Ein Auszug der Anbieter und deren USPs sind z. B.:
ANBIETER
USPs
Comintelli
- Intuitives Benutzerinterface mit stetigem Ausbau der KI
- „Self-Service“ von Feeds/Taxonomie und Analyse-Tools für die Nutzer
- Für sich schnell verändernde Branchen mit hohem Innovationsbedarf
Valona
- Hohe Anzahl an Quellen hinter einer Paywall, inkl. Social-Media-Quellen
- Großer Kundenstamm
- State of the Art AI Engine mit generativen Fähigkeiten
Klue
- Umfassende Anbindung und Integration in mehrere Tools des Unternehmens (CRM etc.)
- Besonders geeignet für Unternehmen, die sich auf Go-to-Market-Rollen, Verkaufstools, Battle-Cards und Gewinn-Verlustanalysen konzentrieren (Sales)
- Breites Spektrum an Dienstleistungspartnern, um Kunden mit Markt- und Wettbewerbsforschung und -analyse zu unterstützen
Cikisi
- Einfache Suchabfrage für die Nutzer
- Zugriff auf vorgefertigte Industriequellen-Bibliothek
- Vollständig anpassbare Reports, Alerts und Dashboards im Corporate Design
Amplyfi
- Hohe Anzahl an wissenschaftlichen Arbeiten, die auf den vordefinierten Quellen oder der definierten Branche und den bei Amplyfi verfügbaren Quellen basieren
- AI fokussierte Plattform
Obwohl jedes Tool Stärken und Schwächen bei der Verarbeitung der Informationen und Quellen (Wissensmanagement), der Aufbereitung und Darstellung der Dashboards für das Monitoring, die Kollaboration innerhalb des Teams, der Anbindung von API-Schnittstellen etc. aufweist, sticht ein Thema bei allen Anbietern hervor: Die Integration und der Ausbau von Künstlicher Intelligenz (KI) und Machine Learning.
Die Funktionen umfassen zum Beispiel:
- Automatisierte Zusammenfassung einzelner News oder ganzer Reports,
- Analyse positiver und negativer Stimmungen,
- Abfrage in „natürlicher Sprache“,
- Automatisierte Clusterung von Themen,
- Semantische Suche: Ordnet Inhalte ein, indem es die Themen der Inhalte mit den Suchbegriffen, der Qualität der Quelle, Aktualität und früherem Nutzerverhalten prüft,
- Transkription von Audio- und Videodateien.
Bei der Untersuchung der verschiedenen Anbieter konnten wir feststellen, dass die KI-Funktionen bei der Datenerfassung, -verarbeitung, Mustererkennung und Zusammenfassung durchaus unterstützen können und die Arbeit effizienter machen, jedoch noch nicht den menschlichen Analysten, dessen Interpretationsfähigkeit und das strategische Denken ersetzen können.
Es bleibt spannend, die zukünftige Entwicklung der KI in den Market- & Competitive-Intelligence-Tools zu verfolgen. Es ist absehbar, dass eine Integration von menschlichen Analysten und KI-Technologien für die Tools von Bedeutung sein wird. Die Synergie zwischen menschlicher Expertise und fortschrittlicher KI verspricht eine weiterhin effektive und leistungsfähige Unterstützung in der Informationsgewinnung und strategischen Entscheidungsfindung für die Unternehmen.
Auch wir von SVP nutzen das MI/CI-Tool von Comintelli (Intelligence2Day), um unsere Kunden im Marktumfeld aktuell auf dem Laufenden zu halten. Mehr dazu gibt es in unserem Beitrag „Open Innovation – SVP als Teil Ihres Innovationsnetzwerks“.
Setzen Sie sich gerne mit uns in Verbindung und wir klären, inwieweit SVP Sie unterstützen kann.
Norman Ziegler, Market Intelligence Expert
Quellen:
- SVP-Research
- The Forrester Wave: Market And Competitive Intelligence Platforms, Q2 2023
- Studienanbieter wie z.B. Technavio, Fortune Business Insights
- Comintelli Webseite & Insights
- IDC Blog
- g2.com
Wir sind uns einig, der Bausektor ist im Vergleich zu anderen Industrien immer noch sehr analog geprägt und der Einsatz von Künstlicher Intelligenz noch lange nicht so verbreitet wie in anderen Branchen. Eine Fülle stets wiederkehrender Aufgaben, die beispielsweise im Automobilbereich längst von Robotern erfüllt werden und durchgängig digitalisiert sind, sind auf der Baustelle nach wie vor Handwerk.
Das Potenzial ist groß. Diversen Prognosen zufolge soll der globale Markt für Künstliche Intelligenz in der Bauwirtschaft bis 2026 im Schnitt 3,2 Milliarden Euro ausmachen.
Aber reden wir tatsächlich schon von KI?
Ist in der Baubranche von Künstlicher Intelligenz die Rede, ist damit meistens maschinelles Lernen gemeint. Und betrachtet man ganz nüchtern aktuelle Zahlen des Ifo-Instituts, so verzeichnet die Branchengruppe Baugewerbe, Ver- und Entsorgung im letzten Jahr einen Digitalisierungszuwachs von 3,8 Punkten, bleibt aber mit 67,2 Punkten im Jahr 2023 das Schlusslicht unter den sieben untersuchten Branchengruppen.
Eine Studie von McKinsey aus dem Jahr 2023, welche die Potenziale von generativer Künstlicher Intelligenz für die globale Wirtschaft beleuchtet hat, und in diesem Zusammenhang auch den Einfluss auf konkrete Berufsfelder, hat für den physisch ausgerichteten Beruf des Bauarbeiters ein Potenzial von lediglich 5 Prozentpunkten ermittelt. Auf Ebene der einzelnen Aufgaben zeigt sich ein zusätzliches technisches Automatisierungspotenzial von jeweils 34 Prozentpunkten für Management-Tätigkeiten und Wissensarbeit, Planung und kreative Aufgaben. Das Automatisierungspotenzial bei physischer Arbeit steigt hingegen nur um einen Prozentpunkt.
Aber wie sieht es perspektivisch aus, wie können digitale Prozesse durch KI weiter automatisiert und somit vereinfacht und beschleunigt werden? Ist dies nur realistisch im Planungsprozess oder auch für den Bauprozess selbst?
Die potenziellen Anwendungsbereiche von KI am Bau
- Autonome Baumaschinen
- Berechnung von Ausfallsrisiken in Echtzeit
- Digitale Baustellenbegehung mit VR-Brillen
- Simulationen von Bau- und Sanierungskonzepten
- KI-Sensoren zum Erkennen und Aufspüren von Schäden
- Monitoring und Controlling des Baufortschritts
- Identifizieren von potenziellen Gefahrenzuständen mit Hilfe intelligenter Drohnen
- Prognosetools für unternehmerische Entscheidungsgrundlage
- Optimierung des Planungsprozesses
- Generatives Design
Eine Umfrage der österreichischen Bauzeitung Handwerk + Bau zum Thema potenzieller Einsatz von KI hat ergeben, dass der überwiegende Teil der Befragten den Einsatz vor allem in der Robotik und der autonomen Maschinensteuerung sieht, sowie in der Übernahme von standardisierten Routinetätigkeiten und Dokumentation. Interessanterweise weniger im Bereich des generativen Designs und des Projektmanagements.
In welchen Bereichen ist der Einsatz von KI vorstellbar?
Wie auch immer sich die Künstliche Intelligenz in der Bauindustrie entwickeln wird, die entscheidende Frage ist nicht ob, sondern vielmehr wie schnell. Die technologischen Möglichkeiten werden bereits in einer Vielzahl von staatlichen und privaten (Forschungs-)Projekten eruiert und zum Teil bereits in der Praxis umgesetzt.
Inwieweit diese den Bauprozess beschleunigen, effizienter gestalten, nachhaltiger, sicherer und vielleicht für die Bauarbeiter weniger körperlich belastend gestalten werden, bleibt abzuwarten.
Darüber hinaus wird es spannend sein zu sehen, wie sich hier die rechtlichen Gegebenheiten entwickeln und wie sich ausgewogene und praxistaugliche Standards für Künstliche Intelligenz verankern lassen, ohne das sowieso schon überregulierte Baurecht weiter zu strapazieren.
Yvonne Jacoby, Market Intelligence Senior Expert
Quellen:
- Zeitschrift für Wirtschaftsdienst– Künstliche Intelligenz in der deutschen Wirtschaft, 2023
- Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz – Digitalisierungsindex 2023
- Fraunhofer IAO – KI in der Bauwirtschaft, 2021
- Ingenieur.de – Künstliche Intelligenz – Kommt die vollautomatisierte Baustelle, 2023
- McKinsey -Generative KI kann zum Produktivitätsbooster werden, 2023
Auch dieses Jahr sind wir wieder mit einem Stand auf der CIMICON in Berlin vertreten. Die Konferenz ist inzwischen für das Thema Market und Competitive Intelligence etabliert und bietet neben der Möglichkeit, sich als Besucher inhaltlich weiterzubilden, auch viele Chancen zum Netzwerken. Wir treffen viele unserer Kunden zum persönlichen Austausch, gleichzeitig können Interessierte uns in lockerer Atmosphäre kennenlernen. Im März sind nun unsere Market Intelligence Experten Norman Pirngruber und Norman Ziegler für uns vor Ort. Sie freuen sich, sich mit Ihnen auszutauschen und Sie kennenzulernen. Gerne können Sie auch einen Termin vereinbaren.
Mit uns am Stand ist auch unser Kooperationspartner aus Schweden, die Comintelli AG, so dass es auch eine gute Gelegenheit sein kann, sich konkret zu den Optionen, welche die Wissensplattform i2d bietet, auszutauschen. Gerade beim Set-Up der Plattform kann SVP Sie besonders unterstützen und zu Möglichkeiten und Grenzen wichtigen Input geben.
Die Mitarbeiter von SVP stehen für eine offene Gesellschaft, die niemanden aufgrund seiner Identität, Nationalität, Hautfarbe, Religion oder des Geschlechts diskriminiert. Es ist in unserem Interesse, ein friedvolles und tolerantes Miteinander zu fördern und dafür einzutreten. In unserer Gesellschaft darf kein Platz sein für Ausgrenzung und jeder Mitarbeiter von SVP steht dafür ein.
Aus unseren Reihen gab es zahlreiche Teilnehmer einschließlich des Vorstands und Managements, die an den Demonstrationen gegen rechts teilgenommen haben. Andere treten dafür im täglichen Miteinander ein, damit weder wir noch unsere Kinder oder Enkelkinder in einer Gesellschaft ohne Toleranz, aber geprägt von Ausgrenzung und Vertreibung nach willkürlichen meist äußerlichen Kriterien leben müssen.
Wichtig ist ein offener, rücksichtsvoller und toleranter Umgang mit Herz und Verstand über alle Grenzen hinweg, genauso wie eine demokratische Grundordnung als Basis unseres Landes.
In der Regel fällt das Innovationsmanagement in Unternehmen den internen Abteilungen zu. Der Innovationprozess ist jedoch schon lange nicht mehr nur ein interner Prozess. Heute wird mit dem Open-Innovation-Ansatz mit diesem klassischen Verständnis gebrochen. Open Innovation bedeutet die Öffnung der Innovationsprozesse, um Ideen, neue Technologien oder Feedback von externen Partnern ins Unternehmen fließen zu lassen.
Es ermöglicht die übergreifende Vernetzung von Wissen und Know-how aus verschiedenen Branchen und Bereichen und eröffnet neue Perspektiven. Lösungen, die in anderen Bereichen bereits erfolgreich genutzt werden, können auf eigene Innovationsvorhaben übertragen werden. Durch den grenzüberschreitenden Zugang können neues Wissen und zusätzliche Kompetenzen im eigenen Unternehmen erschlossen werden. Darüber hinaus bietet der Ansatz das Potenzial schnellerer Entwicklungszeiten, da die Expertise schon verfügbar ist und nicht erst aufgebaut werden muss. Auch können neue Technologiemärkte schneller identifiziert werden und die Kompetenz einer lernenden Organisation wird gestärkt. Die Organisation wird anpassungsfähiger und resilienter.
Dabei ist es wichtig zu verstehen:
Open Innovation bedeutet nicht das Outsourcing von Innovationsmanagement, sondern die Erweiterung der internen Sicht mit externer Expertise.
SVP unterstützt Sie als externer Partner
Als Basis für ein Technologiescreening erfolgt die Auswertung von News auf globaler Ebene, Patenten, wissenschaftlicher Literatur, Start-up-Datenbanken oder Social Media. Wir untersuchen auch Wettbewerber oder identifizieren potenzielle Targets für einen Technologiezukauf oder eine Kooperation. Neben einer Sekundäranalyse kommen dabei auch Experteninterviews zum Einsatz.
SVP verfolgt dafür einen hybriden Ansatz. Wir setzen einerseits auf Automatisierungstools, in die ein Teil der relevanten Quellen eingebunden und automatisiert ausgewertet werden können. Das erhöht die Effizienz der Datengewinnung. Andererseits nutzen wir die Kompetenz unserer Market-Intelligence-Experten, um die Ergebnisse mit Insights aus spezialisierten kostenpflichtigen Datenbanken und Publikationen zu ergänzen, die das gesamte Spektrum der Innovation-Scouting-Landschaft abrunden.
Ihre Lösung für Open Innovation – auf Ihre Zielmärkte zugeschnitten
- Automatisierte Identifizierung von Innovationen aus öffentlichen Quellen und sozialen Medien.
- Ergebnis: Newsletter / Dashboard mit Nachrichten zu Innovationen und neuen Produkten.
- Mit KI-Technologie erstellte Wortwolke.
- Ergebnis: Die am häufigsten diskutierten Begriffe des letzten Monats werden angezeigt. > Trend
- Patentanalyse durchgeführt von Market Intelligence-Experten.
- Ergebnis: Ein Überblick über neue Patente in dem von Ihnen gewünschten Innovationsbereich.
- Recherche in Start-up-Datenbanken.
- Ergebnis: Neue Start-ups, die in Ihrem Bereich von Interesse sind, werden mit einer kurzen Beschreibung aufgeführt.
- Recherche von MI-Experten in Datenbanken, die auf wissenschaftliche Veröffentlichungen spezialisiert sind.
- Ergebnis: Artikel aus der Fachliteratur, die relevante Innovationen diskutieren oder veröffentlichen.
- Recherche in Pressedatenbanken und -portalen, die über eine automatisierte Recherche nicht integriert werden können.
- Ergebnis: Zusätzliche Informationen zu Innovationen aus Datenbanken mit Paywalls.
In enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden bewerten wir schließlich gemeinsam das Potenzial der gewonnenen Ideen und geben als externer Partner die Sicht „von außen“ wieder.
Haben wir Ihr Interesse geweckt? Setzen Sie sich gerne mit uns in Verbindung und wir klären, inwieweit SVP Sie bei Ihrem Innovationsmanagement unterstützen kann.
Yvonne Jacoby, Market Intelligence Senior Expert
Quellen:
- SVP-Research
Über die letzten Monate hinweg haben wir Sie auf eine informative Reise durch die Chemieindustrie mitgenommen. Es wurde offensichtlich, dass die Transformation der chemischen Industrie hin zur Klimaneutralität ohne Alternative ist. Sechs wichtige Handlungsfelder auf dem Weg zu einer klimaneutralen Chemieindustrie wurden definiert:
Eine Umfrage von SVP ergab, dass vor allem die erneuerbaren Energien aktuell als das Handlungsfeld angesehen wird, bei dem der Handlungsbedarf am drängendsten ist. Eine erfolgreiche Transformation könnte gefährdet sein, wenn es nicht genügend erneuerbare Energie zu wettbewerbsfähigen Preisen gibt, da sie die Grundlage für die anderen Handlungsfelder bildet.
Wir haben gesehen, dass der Ausbau der erneuerbaren Energie allein schon in Deutschland gewaltige Dimensionen hat und die Elektrifizierung der Schlüssel zur Klimaneutralität ist. Der Bedarf an Strom würde sich dem Verband der Chemischen Industrie (VCI) zufolge von derzeit rund 53 Terawattstunden (TWh) auf 685 TWh vervielfachen. Dies entspricht dem Elffachen des aktuellen Stromverbrauchs der deutschen Chemieindustrie und übersteigt sogar den gesamten Stromverbrauch in Deutschland (2022: 484 TWh, Quelle: Bundesnetzagentur). Berechnungen des VCI zeigen, dass die Branche bis zum Jahr 2050 Klimaneutralität erreichen kann. Jedoch erfordert dies einen hohen Grad an Elektrifizierung von Prozessen sowie die Nutzung großer Mengen an Strom aus erneuerbaren Quellen. Hier schließt sich der Kreis wieder.
Der Ausbau der erneuerbaren Energie kommt jedoch nicht so voran, wie es erforderlich ist, damit die Transformation der Chemieindustrie erheblich beschleunigt werden kann. Die Versäumnisse der letzten Jahrzehnte lassen sich nicht innerhalb kürzester Zeit wieder aufholen. Wir hatten gesehen, dass die Chemische Industrie bereits zahlreiche Initiativen und Projekte unternimmt, um erneuerbare Energien in ihre Prozesslandschaft zu integrieren, mit dem Ziel, die Klimaziele zu erreichen. Dies reicht aber bei weitem nicht aus. Es bedarf weiterhin großer Anstrengungen und Investitionen wie auch die entsprechenden politischen Rahmenbedingungen, damit die Veränderungen unter wirtschaftlichen Bedingungen realisiert werden können.
Die Chemieindustrie in Deutschland und der EU sieht sich dem internationalen Wettbewerb ausgesetzt. Insbesondere die energieintensiven Unternehmen sind aufgrund der anhaltend hohen Energiepreise in der EU belastet. Die Basischemie ist als großer Energieverbraucher auf eine zuverlässige Versorgung mit Strom zu wettbewerbsfähigen Energiepreisen angewiesen und unmittelbar von möglicher Versorgungsunsicherheit und zukünftigen Kostensteigerungen betroffen. Aktuell gibt es aufgrund der steigenden Energiekosten vermehrt die Tendenz, dass die energieintensive Basischemie zunehmend ins Ausland abwandert, in Regionen mit niedrigen Energiepreisen und besseren Rahmenbedingungen. Ein Abwandern der Basischemie gefährdet jedoch zahlreiche Wertschöpfungsketten der Chemie innerhalb Europas. Dadurch gerät man in eine riskante Abhängigkeit vom Ausland.
Neben dem Schlüsselthema der erneuerbaren Energie wurde in der Umfrage von SVP auch die Kreislaufwirtschaft als drängendes Handlungsfeld genannt. Eine etablierte Kreislaufwirtschaft spart materielle Ressourcen und reduziert den Einsatz von Energie, da die Produkte länger im Kreislaufzyklus gehalten werden können. Die Rohstoffsicherung im eigenen Land muss zu einer der wichtigsten Voraussetzungen werden, damit die Energiewende gelingt und der Weg in die Klimaneutralität erfolgreich beschritten wird. Eine zirkuläre Wirtschaft schafft den erforderlichen Zugang zu wichtigen Materialien und Ressourcen, die sich bereits im Land befinden. Der Boston Consulting Group zufolge sind bis 2040 Investitionen in Höhe von 50 bis 60 Milliarden Euro erforderlich, um eine 75-prozentige Wiederverwertung bzw. Kreislaufwirtschaft bei vielen Materialien in Deutschland zu erreichen. Von diesem Ziel ist man jedoch aktuell noch weit entfernt.
Welche dringenden Handlungsempfehlungen gibt es aus Sicht von SVP, damit die Transformation in eine klimaneutrale Chemieindustrie gelingt?
Action of fields for transforming the chemical industry
Die Reise in eine klimaneutrale Chemieindustrie hat längst begonnen. Sie wird in den nächsten Jahren stark an Fahrt aufnehmen und uns sicherlich noch mit überraschenden Themen konfrontieren. Wir von SVP begleiten Sie bei diesen Themen auch weiterhin.
Dr. Ronald Hinz, MI Senior Expert
Dr. Volkhard Francke, MI Senior Expert
Alle Artikel der Chemiereihe:
Wie in den vorherigen Jahren, erwartet die Internationale Energieagentur (IEA) auch 2023 wieder ein deutliches globales Marktwachstum bei den erneuerbaren Energien mit einen Rekordzubau an Neuanlagen. Der weltweite Zubau an erneuerbarer Kraftwerkskapazität soll auf mehr als 440 GW steigen, ein Plus gegenüber 2022 um 33 Prozent. Für Deutschland gibt es ähnlich positive Meldungen. Hier beziffert die IEA die Gesamtnennleistung der Erneuerbaren Energien Ende 2022 auf über 150 Gigawatt (GW) und prognostiziert, dass 2023 11,4 GW hinzukommen könnten. Solche Meldungen von Rekordzuwächsen, die man immer wieder liest, stimmen zuversichtlich und lassen glauben, dass die Transformation in vollem Gange ist. Schaut man sich jedoch die Bestandsdaten für die Welt und für Deutschland an, so zeigen diese ein nicht so positives Bild. Danach wird der Weg zu einer Stromversorgung aus erneuerbaren Energien eine Herausforderung.
Trotz eines unvergleichlichen Wachstums der erneuerbaren Energien wird der Energiesektor weiterhin von fossilen Brennstoffen dominiert. Steigende Energie- und Rohstoffpreise, nicht zuletzt hervorgerufen durch den Ukrainekrieg, haben zu einer verstärkten Suche nach fossilen Brennstoffen geführt, obwohl sich viele Länder zur CO2-Neutralität verpflichtet haben. Hinzu kommt, dass die weltweite Energienachfrage steigt, im letzten Jahr um vier Prozent, vor allem in den Schwellenländern Afrikas und Asiens. In seinem Global Status Report belegt das Ökostrom-Netzwerk REN21, dass der Wechsel zu einer Welt mit sauberer Energie noch nicht in Sicht ist. Der fossile Anteil am globalen Strommix ist in den letzten zehn Jahren nur um sieben Prozent gefallen, von 68 Prozent im Jahr 2012 auf 61 Prozent im Jahr 2022. Im gleichen Zeitraum ist der Anteil der erneuerbaren Energie von 21,3 Prozent auf 29,9 Prozent gestiegen.
Auch in Deutschland machen konventionelle Energieträger noch immer mehr als die Hälfte der Stromproduktion aus. Kohle, Gas, Kernenergie und sonstige Energiequellen produzierten im ersten Quartal 2023 mit 51,4 Prozent weiterhin mehr als die Hälfte des deutschen Stroms. Wind, Wasserkraft, Photovoltaik und Biogas erreichten in den ersten drei Monaten des Jahres 2023 48,6 Prozent.
Beim Endenergieverbrauch für Wärme und Kälte lag 2022 in Deutschland der Anteil Erneuerbarer Energien gerade einmal bei 17,4 Prozent. Angesichts häufiger auftretender Hitzewellen dürfte Kühlung in den kommenden Jahren zu einem Treiber der Stromnachfrage werden. Im Verkehrssektor sieht die Lage noch schlechter aus. Erstmals legte ein Expertenrat der deutschen Regierung ein Gutachten zu Klimafragen vor: Danach droht Deutschland das Klimaziel für das Jahr 2030 zu verfehlen. Einerseits nimmt Deutschland mit den Ausstiegsbeschlüssen für Kernkraft, Braunkohle und Steinkohle klassische, sicher verfügbare Kapazitäten zunehmend aus dem Markt. Andererseits steigt der Strombedarf durch die wachsende Elektrifizierung von Wirtschaft und Gesellschaft deutlich an. Mit den bisherigen Ausbauraten für erneuerbare Energien kann dies nicht kompensiert werden.
Ein weiteres generelles Manko ist, dass der Ausbau der erneuerbaren Energien weder regional noch bei den Energiearten ausgeglichen ist.
In Deutschland haben wir das Problem des Nord-Süd-Gefälles. Weltweit liegt das Ungleichgewicht in China. 2023 als auch 2024 wird mehr als die Hälfte des weltweiten Zubaus dort stattfinden. Der Nahe Osten hat bislang von allen Regionen den mit Abstand niedrigsten Anteil an sauberem Strom in seinem Energiemix, aber er beginnt, dies durch kräftige Steigerungen der Erzeugungskapazität für erneuerbare Energien zu ändern. In vielen Ländern fehlt schlichtweg das Geld. Die Preise für Bauteile haben allgemein stark angezogen.
Bei den Energiearten dominieren beim Ausbau der erneuerbaren Energien weltweit Solar- und Windenergie. Photovoltaik und Windenergie machten im Jahr 2022 92 Prozent des weltweiten Zubaus an erneuerbaren Energien aus.
Beim Zubau sollte auf eine größere Bandbreite der erneuerbaren Energien gesetzt werden, z. B. mehr Bioenergie, Geothermie oder auch neue Arten der Wasserkraft, wo das immer das möglich ist. Dies auch in Anbetracht der Entwicklung, dass die Herstellung von Photovoltaikmodulen und Windturbinen bereits jetzt schon stark auf China ausgerichtet ist und eine Abhängigkeit gegeben ist.
Wasserkraft spielt bereits in vielen Länder eine sehr große Rolle. So braucht man sich nicht zu wundern, dass in dem folgenden Top-Ranking Länder wie Laos, Uruguay oder Gabun genannt werden. Natürlich ist Island durch seine Geothermie führend.
Top 10 countries with the largest share of renewables in TFEC* in 2020
- Iceland
- Norway
- Paraguay
- Laos
- Sweden
- Gabon
- Uruguay
- Brazil
- Finland
- Tajikistan
- * TFEC = total final energy consumption
Top 10 countries with the largest increase in share of renewables in TFEC* (2010–2020)
- Laos
- Sweden
- Norway
- Denmark
- Finland
- Estonia
- Ecuador
- Uruguay
- Panama
- United Kingdom
Es wird immer noch zu viel in fossile Brennstoffe investiert. Im Jahr 2021 wurden 395 Milliarden US-Dollar von Privatbanken für fossile Brennstoffprojekte bereitgestellt, während nur 53 Milliarden US-Dollar für erneuerbare Energien aufgebracht wurden. Von den gesamten Energieinfrastrukturinvestitionen entfielen 30 Prozent auf erneuerbare Energien, 52,5 Prozent auf fossile Brennstoffe und Kernenergie sowie 17,4 Prozent auf Netze und Speicher. Fondsmanager glauben wohl nicht immer, was sie Anlegern zu ethischen Grundsätzen erzählen.
Die Hindernisse für eine erfolgreiche Energiewende und den Zubau der erneuerbaren Energien sind bekannt. Planungs- und Genehmigungshindernisse gehören zu den größten Herausforderungen. Dies ist nicht nur in Deutschland der Fall, unter anderem waren auch in Spanien zahlreiche Projekte gefährdet, weil die öffentlichen Verwaltungen die Bearbeitung der Umweltverträglichkeitserklärungen (Declaracion de Impacto Ambiental, DIA) verzögerten.
Damit Deutschland seine Klimaziele schafft, müssten laut EWI (Energiewirtschaftliches Institut, Köln) von 2023 bis Ende 2029 täglich 5,8 Windräder mit einer durchschnittlichen Leistung von je 4,2 Megawatt hinzukommen. Wenn es nach Angaben des Bundesverbands Windenergie im günstigsten Fall im Durchschnitt 20 Monate dauert, bis ein neues Windrad ans Netz geht, ist dieses Ziel zeitlich wohl kaum zu erreichen.
Unzureichende Investitionen in die Netzinfrastruktur stellen die nächste Herausforderung dar. Planungen und Investitionen müssen rechtzeitig erfolgen, um hohe Anteile variabler erneuerbarer Energien sicher und kostengünstig in Stromsysteme zu integrieren. Mehrere Länder in Europa – darunter Spanien, Deutschland und Irland – werden bis 2024 einen jährlichen Anteil an Wind- und Solar-PV von über 40 Prozent erreichen, was ein wirksames Netzmanagement erfordert, um steigende Drosselungsraten einzudämmen.
In vielen Märkten ist die Stromerzeugung aus Wind- und Solarenergie zunehmend eingeschränkt, insbesondere dort, wo die Netzinfrastruktur und die Systemplanung hinter dem Einsatz dieser schwankenden erneuerbaren Energien zurückbleiben.
Daten der Bundesnetzagentur zum Netzausbau in Deutschland (Stand 2022)
Geplant sind 101 Vorhaben mit einer Gesamtlänge von rund 12.300 km.
Davon befinden sich:
- rund 2.600 km noch vor dem Genehmigungsverfahren
- rund 7.100 km mitten im Genehmigungsverfahren
- etwa 1.900 km sind fertiggestellt.
Es ist hinlänglich bekannt, dass Stromtrassen in Deutschland fehlen. Der langsame Netzausbau verursacht immer höhere Kosten – etwa durch die Entschädigungszahlungen an die Stromerzeuger. 2021 wurde ein Höchststand gemessen. Nach Angaben der Bundesnetzagentur hatten die Betreiber von Erneuerbare-Energien-Anlagen über 807 Millionen Euro an Entschädigungsansprüchen. Kosten, die zulasten der Stromkunden gehen.
Blickt man ins Ausland, so gibt es dort ähnlich große Aufgaben zu bewältigen. In den USA etwa müsste für die Erreichung der Dekarbonisierungsziele eine Übertragungsinfrastruktur aufgebaut werden, die der dreifachen Kapazität von 2022 entspricht.
Die Bepreisung von Kohlenstoff ist eine Möglichkeit, mit der die Länder versuchen, ihre Emissionen zu reduzieren. Derzeit erheben 46 Länder CO2-Steuern oder Emissionshandelssysteme (ETS), und weitere ziehen dies in Betracht. Aber die Zahlungen für Emissionen sind immer noch zu billig, und die Wirksamkeit gegen den Klimawandel wird durch Schlupflöcher und Ausnahmen für die Industrie beeinträchtigt.
Countries and states choosing different approaches to carbon pricing based on their own circumstances and objectives.
Vom Grundgedanken her ist ein hoher Preis für fossile Energien, bedingt durch eine steigende CO2-Bepreisung, der beste Anreiz für einen Umstieg auf saubere erneuerbare Energien. Zumal diese wettbewerbsfähig sind und immer billiger werden sollen. Doch die Marktmechanismen funktionieren nicht so einfach.
Es zeigen sich zudem neue Wolken am Horizont. Früher bestand die Sorge, dass Erdöl knapp wird, heute sind es die Rohstoffe, ohne die eine Energiewende nicht stattfinden kann. Am Anfang der Wertschöpfungskette von Windrädern, Solaranlagen, E-Autos, Batterien etc. stehen Rohstoffe wie: Kobalt, Lithium, Kupfer, Nickel und Seltene Erden. Das Problem besteht nicht allein in Bezug auf die begrenzten Mengen. Seltene Erden treten häufig in Lagerstätten mit zu geringen Konzentrationen auf und der Abbau ist mit Umweltproblemen verbunden. Fast die Hälfte der Welt-Produktion an seltenen Erden stammt aus China. Kongo besitzt die größten Kobalt-Reserven der Welt. Abhängigkeiten und geopolitische Risiken können verhindern, dass Strom aus erneuerbaren Energien wirklich einmal günstig wird.
Beim Ausbau der erneuerbaren Energien gibt es viel Licht aber auch viel Schatten. Trotz aller Herausforderungen und Widrigkeiten gibt es keine Alternative, wir müssen den Weg der Transformation meistern, um auf diesem Planeten zu überleben.
Doris Höflich, Market Intelligence Senior Expert
Quellen:
- Renewable Energy Market Update, Outlook for 2023 and 2024, International Energy Agency (IEA), June 2023;
- Renewables 2023 Global Status Report, REN 21, 18.07.2023;
- Renewables 2022 Global Status Report, REN 21, 15.06.2022;
- Daten zu Erneuerbaren Energien, Fraunhofer ISE;
- Energiewende Index. McKinsey & Company;
- Zukunftspfad Stromversorgung, Auf dem Weg zu einer sicheren, bezahlbaren und nachhaltigen Stromversorgung für Deutschland bis 2025, McKinsey & Company, Dezember 2021;
- Strommix Deutschland: Wie hoch ist der Anteil erneuerbarer Energien? NDR, 23.08.2023;
- Expertenrat stellt Bundesregierung beim Klimaschutz schlechtes Zeugnis aus, Süddeutsche Zeitung, 17. April 2023;
- Wie teuer Strom bis 2030 werden könnte, Tagesschau, 07.06.2023.
Laut dem Positionspapier der CEFIC (European Chemical Industry Council) aus dem Mai 2023 lag der Stromverbrauch der chemischen Industrie in der EU 2020 bei 163 TWh. Sie ist somit der größte Stromverbraucher in Europa. Der Bedarf an Strom in dieser Branche wird aufgrund der Einführung von Technologien wie E-Crackern, Wasserstoffproduktionsanlagen, Kohlenstoffabscheidung und ‑speicherung, Wärmepumpen und chemischem Recycling weiter steigen.
Um bis 2050 nahezu vollständig klimaneutral zu produzieren, sind Investitionen in Höhe von mehr als 68 Milliarden Euro erforderlich. Der Bedarf der deutschen Chemie an Strom würde sich dabei ab Mitte der 2030er Jahre auf 685 TWh vervielfachen. Dies übersteigt den gesamten Stromverbrauch in Deutschland im Jahr 2022 in Höhe von 484 TWh.
Die genannten Technologien sind auf die Elektrifizierung industrieller Prozesse angewiesen, was entscheidend ist, um damit auch eine klimaneutrale Gesellschaft zu erreichen. Allerdings sind die Energiepreise in Europa im Vergleich zu anderen Regionen wesentlich höher. Um dieses Problem anzugehen und die Wettbewerbsfähigkeit zu stärken, ist eine umfassende Strategie erforderlich, die Reformen im Strommarkt, in Industrie- und Handelspolitiken sowie in Klima- und Umweltmaßnahmen umfasst. Der Vorschlag der Europäischen Kommission zur Änderung des europäischen Strommarktes ist ein wichtiger Schritt zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit Europas. Ein gut gestalteter Strommarkt kann den Industriesektor sehr unterstützen, indem er den Zugang zu Stromlieferverträgen erleichtert.
Der Chemiesektor ist dem internationalen Wettbewerb ausgesetzt. Insbesondere die energieintensiven Unternehmen sind aufgrund der anhaltend hohen Energiepreise in der EU belastet. Z. B. ist die Basischemie als großer Energieverbraucher auf eine zuverlässige Versorgung mit Strom zu wettbewerbsfähigen Kosten angewiesen und unmittelbar von möglicher Versorgungsunsicherheit und zukünftigen Kostensteigerungen betroffen. Zugleich aber sind stromintensive Prozesse, wie die Chlor-Alkali-Elektrolyse, Ausgangspunkt für Materialien, die für die Umsetzung der Energiewende unverzichtbar sind. So basiert etwa Epoxidharz, ein wesentlicher Bestandteil leistungsfähiger Rotorblätter für Windkraftanlagen, auf der Basischemikalie Chlor.
Um diesen Herausforderungen zu begegnen und die EU auf eine mögliche Energiekrise vorzubereiten, ist ein Marktrahmen erforderlich, der die kostengünstige Nutzung von erneuerbarem und kohlenstoffarmem Strom integriert. Dieser Rahmen sollte die Kapazität bieten, den steigenden Strombedarf zu decken, gleichzeitig die Nachfrageflexibilität zu fördern und die Vorteile von kostengünstigem Strom an die Verbraucher weiterzugeben.
Langfristige Verträge spielen eine entscheidende Rolle bei Investitionen in ausreichende Kapazitäten und erneuerbare und kohlenstoffarme Technologien. Für Verbraucher sind sie wichtig, um Preis- und Mengenrisiken zu reduzieren und notwendige Investitionen in den Übergang zur Klimaneutralität zu ermöglichen, beispielsweise in die Elektrifizierung. Für Erzeuger erleichtern sie die Finanzierung und senken die Kapitalkosten, indem sie einen langfristigen und zuverlässigen Absatz sicherstellen.
Sogenannte Power Purchase Agreements (PPAs) bieten bereits heute viele der Vorteile, die langfristige Verträge haben können. Allerdings sind sie aufgrund einer begrenzten Verfügbarkeit neuer Kapazitäten eingeschränkt. Darüber hinaus behindern administrative Hürden beispielsweise den Abschluss grenzüberschreitender PPAs. Zusammenfassend kann es selbst großen industriellen Verbrauchern schwerfallen, in den für sie optimalen Mengen auf PPAs zuzugreifen.
Mit zunehmendem Anteil erneuerbarer Energien werden eine höhere Nachfrageflexibilität sowie zusätzliche Speicher- und flexible Erzeugungskapazitäten erforderlich sein. Es werden auch Systeme benötigt, um den Überschuss an Strom in andere Energieträger umzuwandeln. Eine vorausschauende Investition in Energieinfrastrukturen und grenzüberschreitende Verbindungen ist erforderlich, um die Integration erneuerbarer Erzeugung in ganz Europa zu verbessern.
Die Transformation der chemischen Industrie erfordert enorme Investitionen. Neben dem Bedarf an hohen Kapitalinvestitionen für die Technologien, erfordert der Übergang auch hohe Betriebskosten, um Produktionsprozesse zu modifizieren und alternative Energie- und Rohstoffquellen zu beschaffen.
- Die Processes4Planet-Partnerschaft (P4P) im Rahmen von Horizon Europe schätzt, dass EU-weite Investitionen in Höhe von etwa 218 bis 238 Milliarden Euro erforderlich sein werden, um erstmalig kommerzielle kohlenstoffarme und kreislauforientierte Technologien in der Chemieindustrie zu entwickeln.
- Man geht auch davon aus, dass zusätzliche Investitionen in der Größenordnung von Billionen Euro erforderlich sind, um diese Technologien in ganz Europa vollständig einzusetzen, einschließlich der Stromerzeugung, Lieferketten und des Transports.
- Die P4P-Partnerschaft schätzt außerdem, dass für den Betrieb von Industrieanlagen auf Basis von kohlenstoffarmen Technologien jährlich durchschnittlich zusätzliche Investitionen in Höhe von 3,9 bis 5,5 Milliarden Euro erforderlich sind.
Die chemische Industrie muss die Möglichkeit haben, kostengünstigen klimaneutralen Strom zu erwerben. In chemischen Prozessen kann Strom entweder direkt oder indirekt eingesetzt werden. Die indirekte Nutzung von Strom kann zur Erzeugung von Wärme und Dampf oder für Niedertemperatur- und Hochtemperaturprozesse (z. B. E-Crackers) in Betracht gezogen werden. Die direkte Nutzung von Strom kann über Elektrochemie oder alternative Energieformen (z. B. Ultraschall und Plasma) erfolgen.
Eine ausreichende Stromversorgung wird auch für die Wasserstoffproduktion von großer Bedeutung sein. Die chemische Industrie ist sowohl ein bedeutender Produzent als auch Verbraucher von Wasserstoff. Die am häufigsten in der EU verwendete Methode zur Wasserstoffproduktion ist derzeit noch die Reformierung von Erdgas oder dem Rückstandsanteil von Rohöl. Diese Methode führt zu erheblichen CO₂-Emissionen. Gleichzeitig werden Technologien wie die Methanpyrolyse oder die photoelektrokatalytische Spaltung entwickelt, um Wasserstoff kostengünstig herzustellen, zusätzlich zur Wasserelektrolyse.
Laut der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V. und dem VCI im Juli 2023 war die Chemie- und Pharmaindustrie in Deutschland 2021 mit 10,6 Prozent oder 53 TWh am Stromverbrauch beteiligt.
Total electricity consumption: 497 TWh
Source: VCI Juli 2023: Energiestatistik – Daten und Fakten; AG Energiebilanz
Fast 43 Prozent entfielen in der Chemie- und Pharmaindustrie immer noch auf den Energieträger Erdgas. Dieses ist damit aktuell der noch mit Abstand wichtigste Energieträger für die Branche.
2022 lag der gesamte Anteil der erneuerbaren Energien in Deutschland bei der Brutto-Stromerzeugung bei fast 44 Prozent. Der Anteil nimmt langfristig zu. 2022 konnte nach einem schwachen Vorjahr (geringe Windversorgung, wenig Ausbau) der Anteil von 2020 wieder erreicht werden.
Total electricity generation: 583 TWh
Source: VCI Juli 2023: Energiestatistik – Daten und Fakten; AG Energiebilanz
Innerhalb der erneuerbaren Energien gewinnt die Windkraft (an Land und auf See) in Deutschland immer mehr an Bedeutung. 2022 lag der Anteil bei gut 50 Prozent, hiervon machen Anlagen an Land den größten Anteil aus.
Source: AG Energiebilanz; Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik – AGEE-Statistik 2023
Betrachtet man die Investitionen in die Errichtung von Erneuerbare-Energien-Anlagen 2015 bis 2022 genauer, so erkennt man, dass der allergrößte Anteil dieser Investitionen in die Photovoltaik fließt. Wasserkraft spielt aufgrund der Gegebenheiten in Deutschland kaum eine Rolle. Aber auch Investitionen in Offshore/Onshore-Windenergie und Geothermie nehmen immer mehr zu.
Source: AG Energiebilanz; Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik – AGEE-Statistik 2023
Grund für einen drastischen Investitionsrückgang in Offshore-Windanlagen in den Jahren 2018 bis 2020 war die bis 2020 fehlende Küstenmeerregelung, die mögliche Investitionen stark ausgebremst hat. Erst eine gesetzliche Verankerung in einem Windenergie-auf-See-Gesetz führte zu einem 20-GW-Ausbauziel bis 2030 und geplanten 40GW bis 2040. Das eröffnete der Branche eine Perspektive und machte die Investitionen wieder planungssicher.
Die Chemieindustrie bildet das Fundament zahlreicher Wertschöpfungsketten und stellt einen bedeutenden Motor für Innovationen in diversen Sektoren dar. Ihre Erzeugnisse und kreativen Neuerungen tragen in erheblichem Maße zum Triumph verschiedenster Branchen bei.
Von Reinigungs- und Pflegeprodukten über Arzneimittel bis hin zu Chemiefasern in Textilien, Klebstoffen, Farben, Lacken und Düngemitteln – chemische Erzeugnisse durchdringen sämtliche Lebensbereiche und sind unverzichtbare Bestandteile des modernen Alltags.
Dies erfordert Energie, wobei bisher hauptsächlich nicht erneuerbare Energiequellen wie fossile Brennstoffe genutzt wurden. Allerdings emittieren diese Quellen CO₂ und andere Treibhausgase.
Einige chemische Unternehmen sind jedoch schon so weit und haben vollständig auf erneuerbare Energien umgestellt, um diesen Ausstoß zu vermeiden. So stellen sie den Zugang zu wichtigen Produkten sicher und verringern gleichzeitig die Umweltbelastung.
Im Folgenden sind einige Beispiele nach Energieträgern genannt:
Seit 2020 bezieht der finnische Standort Kokkola der CABB GROUP (spezialisiert auf Feinchemikalien für die agrochemische Industrie) seinen gesamten Strombedarf aus 100 Prozent erneuerbarer Energie. Der Strom, der für den Betrieb des Standorts benötigt wird, stammt aus Wasserkraftwerken. Durch diese Umstellung auf erneuerbare Energien werden die CO₂-Emissionen des Standorts um etwa 5.800 Tonnen pro Jahr reduziert. Dies entspricht etwa dem durchschnittlichen individuellen CO₂-Fußabdruck von fast 830 EU-Bürgern.
Die Polycarbonat-Anlage von SABIC (ein saudi-arabischer Chemie- und Metall-Konzern) in Cartagena, Spanien, soll bis 2024 zu einem chemischen Großproduktionsstandort werden, der vollständig mit erneuerbarer Energie betrieben wird. Das Unternehmen hat eine Vereinbarung mit Iberdrola, einem der weltweit größten Energieversorgungsunternehmen, getroffen, um eine 100-MW-Solaranlage mit 263.000 PV-Modulen zu errichten. Dadurch würde sie zur größten industriellen Anlage zur Nutzung erneuerbarer Energien in Europa werden. Die neue PV-Anlage wird zu einer jährlichen Reduzierung von 80.000 Tonnen CO₂-Emissionen führen.
BASF in Deutschland und RWE haben eine Projektidee vorgestellt, die zeigt, wie die industrielle Produktion von Grundchemikalien nachhaltig und zukunftsfähig gestaltet werden kann. Bis 2030 würde RWE einen 2-GW-Offshore-Windpark entwickeln, bauen und betreiben, um den Chemiestandort Ludwigshafen mit erneuerbarem Strom zu versorgen und gleichzeitig eine CO₂-freie Wasserstoffproduktion zu ermöglichen.
Der erneuerbare Strom, in Kombination mit CO₂-freien Technologien wie elektrisch beheizten Steamcracker-Öfen, wird zur Produktion von Grundchemikalien verwendet, die derzeit auf fossilen Brennstoffen basieren. Diese Pläne könnten dazu führen, dass jährlich etwa 3,8 Millionen Tonnen CO₂-Emissionen vermieden werden, wovon 2,8 Millionen Tonnen direkt bei der BASF in Ludwigshafen realisiert werden würden. RWE beabsichtigt, 20 Prozent des grünen Stroms aus dem neuen Offshore-Windpark zur Wasserstoffproduktion zu nutzen. Der grüne Wasserstoff könnte auch von anderen Industriekunden verwendet werden, was eine jährliche Einsparung von mehr als einer Million Tonnen CO₂ ermöglichen würde.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der geografische Standort bestimmt, auf welche erneuerbare Energiequellen Unternehmen Zugriff haben. Diese Unternehmen beweisen, dass mit ein wenig Kreativität intelligente Lösungen vorhanden sind. Zudem gibt es in ganz Europa bereits viele Projekte der chemischen Industrie, die grüne Energie nutzen.
Besonders hervorzuheben sind:
Ineos
Project ONE ist die größte Investition im europäischen Chemiesektor seit einer Generation. Der neue Cracker in Antwerpen wird den niedrigsten CO₂-Fußabdruck aller europäischen Cracker aufweisen. Er ist doppelt so gut wie die besten Anlagen in Europa. Die Anlage wurde für den Einsatz kohlenstoffarmen Wasserstoffs ausgelegt. Sobald davon genug verfügbar ist, arbeitet der Cracker kohlenstoffneutral.
INEOS Olefins Belgium hat angekündigt, dass es 3,5 Milliarden Euro bereitstellt, um den Bau und Betrieb des nachhaltigsten Crackers in Europa zu finanzieren. Der Start ist für 2026 erwartet.
Solvay
Solvay hat ein Solaranlagenprojekt in seinem Kalksteinbruch in Belgien entwickelt, um den Einsatz erneuerbarer Energien für den Standort zu erhöhen. Mit einer Fläche von 1,4 Hektar handelt es sich bei dieser Photovoltaik-Anlage um eine der größten Solarinstallationen in Belgien.
Solvay
GreenYellow etabliert sich in Osteuropa durch eine Partnerschaft mit Solarpro. Die beiden Partner haben die Ambition, bis 2025 in der Region eine Kapazität von 100 MW zu installieren. Das erste gemeinsame Projekt wird ein 4-MW-Photovoltaik-Kraftwerk für den Chemiekonzern Solvay in Bulgarien sein. Die Anlage wird jährlich 5.300 MWh grünen Strom produzieren und auf einem Industriegelände von Provadsol, einer Tochtergesellschaft von Solvay, gebaut werden. Sie wird auf Grundlage eines Solar-as-a-Service(SaaS)-Vertrags betrieben, wobei GreenYellow als Hauptinvestor agiert und Solarpro für Bau und Betrieb des Assets verantwortlich ist.
Solvay
Solvay hat ein 10-jähriges Utility Power Purchasing Agreement (PPA) mit dem Wasserkraftunternehmen Statkraft unterzeichnet, um Strom aus dem Windpark Pajuperankangas zu beziehen. Die Vereinbarung ermöglicht es dem Standort Voikkaa der Gruppe in Finnland, zu 100 Prozent mit Windstrom zu arbeiten. Dies trägt zur Dekarbonisierung der Wasserstoffperoxid-Produktion vor Ort bei und unterstützt das Erreichen der Nachhaltigkeitsziele von Solvay.
Statkraft hat kürzlich einen zehnjährigen Stromliefervertrag mit ABO Wind, dem Entwickler des Projekts, unterzeichnet. Der Windpark, der sich derzeit im Bau befindet, wird aus 14 Turbinen bestehen, die voraussichtlich im Herbst 2023 ans Stromnetz angeschlossen werden. Sie werden eine kombinierte installierte Kapazität von rund 86,8 Megawatt haben und genug Strom produzieren können, um 14.000 mit Strom beheizte finnische Haushalte zu versorgen.
Covestro
Im Dezember 2019 hat Covestro mit dem Energieunternehmen Ørsted einen Liefervertrag für Strom aus Offshore-Windkraftanlagen abgeschlossen. Ab 2025 wird Ørsted den Produktionsstätten von Covestro in Deutschland zehn Jahre lang Strom aus regenerativen Quellen liefern, der in einem neu errichteten Windpark vor der deutschen Insel Borkum erzeugt wird. Ende 2022 hat Covestro bereits 12 Prozent seines weltweiten Energiebedarfs mit Strom aus erneuerbaren Quellen gedeckt. Diese Zahl wird 2023 voraussichtlich auf 16 bis 18 Prozent ansteigen.
Der Werkstoffhersteller aus Leverkusen wird ab 2025 über zehn Jahre hinweg 100 MW des produzierten grünen Stroms zu einem indexierten Festpreis vom Offshore-Windpark Borkum Riffgrund 3 beziehen. Das PPA wird einen wesentlichen Teil des Stromverbrauchs für die Produktionsstandorte von Covestro in Deutschland decken. Damit ist Covestro das erste große Chemieunternehmen in Deutschland, das einen langfristigen Stromabnahmevertrag aus einer neuen Anlage mit einem Anbieter von erneuerbaren Energien unterzeichnet hat.
BASF
BASF, SABIC und Linde haben mit dem Bau der weltweit ersten Demonstrationsanlage für elektrisch beheizte Steamcracker-Großöfen begonnen. Durch die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen anstelle von Erdgas hat die neue Technologie das Potenzial, die CO₂-Emissionen eines der energieintensivsten Produktionsprozesse in der chemischen Industrie, um mindestens 90 Prozent im Vergleich zu heute üblichen Technologien zu senken. Die Demonstrationsanlage wird vollständig in einen der bestehenden Steamcracker am Verbundstandort der BASF in Ludwigshafen integriert. Sie wird zwei verschiedene Beheizungskonzepte testen, etwa vier Tonnen Kohlenwasserstoff pro Stunde verarbeiten und sechs Megawatt erneuerbare Energie verbrauchen. Die Inbetriebnahme der Demonstrationsanlage ist für 2023 geplant.
Steamcracker spielen eine zentrale Rolle bei der Herstellung von Grundchemikalien und benötigen eine erhebliche Menge an Energie, um Kohlenwasserstoffe in Olefine und Aromaten aufzuspalten. In der Regel wird die Reaktion in Öfen bei Temperaturen von etwa 850 Grad Celsius durchgeführt. Heute werden diese Temperaturen durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erreicht. Das Projekt zielt darauf ab, die CO₂-Emissionen zu verringern, indem der Prozess mit Strom betrieben wird.
Solvay
Solvay hat ein 10-jähriges Corporate Power Purchase Agreement (PPA) mit Falck Renewables S.p.A für die Entwicklung eines Solarprojekts in der Region Apulien unterzeichnet. Das neue Solarkraftwerksprojekt wird eine Kapazität von 41,1 MW haben und etwa 70 GWh Strom pro Jahr produzieren, was dem Energiebedarf von etwa 26.000 Haushalten entspricht. 70 Prozent des von der Solaranlage erzeugten Stroms werden an vier der sechs italienischen Standorte von Solvay gehen: Bollate, Ospiate, Livorno und Rosignano. Dadurch wird eine jährliche Reduzierung der CO₂-Emissionen um über 15.000 Tonnen erreicht.
Das Projekt ist darauf ausgerichtet, erneuerbare Stromerzeugung und landwirtschaftliche Aktivitäten zu integrieren: Es wird eine abwechselnde Anordnung von Solarmodulen und Olivenbaumreihen umfassen. Die Bewirtschaftung des Olivenhains wird spezialisierten Betreibern übertragen, was neue Arbeitsplätze und Einkommen vor Ort schaffen wird. Dieses Projekt ist Teil der Nachhaltigkeits-Roadmap Solvay One Planet, die eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen um 26 Prozent anstrebt.
BASF
Der im Bau befindliche Windpark Hollandse Kust Zuid hat erfolgreich den ersten Strom erzeugt. Obwohl die ersten Turbinen noch in der Testphase sind, produzieren sie bereits Strom, der über ein Offshore-Umspannwerk an Land geleitet und in das niederländische Netz eingespeist wird. Der Windpark liegt in der Nordsee etwa 18 bis 35 Kilometer vor der Küste zwischen Den Haag und Zandvoort und befindet sich im Besitz von BASF, Vattenfall und Allianz.
Bislang sind 36 Turbinen installiert worden. Wenn er 2023 vollständig in Betrieb ist, wird Hollandse Kust Zuid mit 140 Turbinen und einer installierten Leistung von 1,5 GW der größte subventionsfreie Offshore-Windpark der Welt sein.
Total
Im Jahr 2023 werden TotalEnergies und sein Partner SSE Renewables den größten Offshore-Windpark Schottlands einweihen. Das Projekt Seagreen im Nordosten Schottlands, ein Joint Venture zwischen TotalEnergies (51 Prozent) und SSE Renewables (49 Prozent), wird nach seiner Fertigstellung den Energiebedarf von 1,6 Millionen britischen Haushalten decken.
Die erste Turbine des Offshore-Windparks Seagreen befindet sich 27 km vor der Küste von Angus in Schottland und erzeugt seit August 2022 Strom. Sobald alle 114 Turbinen in Betrieb sind, wird der Windpark genug grüne Energie liefern, um mehr als 1,6 Millionen Haushalte mit Strom zu versorgen, was zwei Dritteln aller schottischen Haushalte entspricht. Letztendlich wird der von Seagreen erzeugte Ökostrom jedes Jahr über 2 Millionen Tonnen Kohlendioxid aus der Stromerzeugung mit fossilen Brennstoffen ersetzen.
Laut dem Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e. V. BDEW lag der durchschnittliche Strompreis für Industriestrom Stand Juli 2023 wieder bei 26,50 ct/kWh. Somit ist der Industriestrom wieder günstiger, für die Industrie jedoch immer noch bei weitem zu teuer.
Electricity price for the industry (incl. Electricity tax)
Source: BDEW-Strompreisanalyse Juli 2023
Average electricity prices for new contracts in the industry in ct/kWh (including electricity tax), annual consumption from 160,000 to 20 million kWh, medium voltage supply.
* Renewable Energy Act Surcharge is no longer applicable as of 01/07/2022; Status: 07/2023
Es zeigt sich, dass es schon zahlreiche Bestrebungen und Projekte der Chemischen Industrie gibt, erneuerbare Energien in die eigene Prozesswelt zu integrieren, um die Klimaziele zu erreichen. Aber dies reicht lange nicht aus. Es bedarf weiterhin großer Anstrengungen und Investitionen wie auch entsprechenden politischen Rahmenbedingungen, damit die „Veränderungen“ unter wirtschaftlichen Bedingungen realisiert werden können.
Die Ampelkoalition diskutiert über Entlastungen für die Wirtschaft, Minister Habeck favorisiert einen Industriestrompreis. Wer die bestehende Produktion in Deutschland erhalten und Investitionen in klimaschonende Technologien forcieren will, kommt um wettbewerbsfähige Strompreise für die Industrie nicht herum, so ein aktuelles Positionspapier. Sein Plan sieht vor, dass energieintensive Unternehmen demnach nur 6 Cent pro Kilowattstunde Strom zahlen, begrenzt auf 80 Prozent des Verbrauchs. Habeck spricht sich daher für einen Preisdeckel als „endliche Subvention“ aus. Es gehe darum, Investitionen in die Transformation hin zu einer klimaneutralen Wirtschaft in Deutschland zu halten.
Fields of action renewables for chemical industry
Source: SVP-Research 2023
Im nächsten und letzten Artikel unserer Serie, die uns durch sechs wichtige Handlungsfelder auf dem Weg zu einer klimaneutralen Chemieindustrie führte, ziehen wir ein Resümee. Welches sind die wichtigsten Handlungsfelder, die aktuell am drängendsten angegangen werden sollten? Es wurde offensichtlich, dass die Transformation der chemischen Industrie zur Klimaneutralität alternativlos ist. Gibt es Forderungen aus der Chemieindustrie an die Politik und wo stehen wir aktuell auf dem Transformationspfad?
Dr. Ronald Hinz, Market Intelligence Senior Experte
Quellen:
- “ CEFIC position paper „Cefic position on the proposal of the European Commission amending the EU Electricity Market Design,“ May 2023.
- „Low-Carbon Technologies Projects: Mapping Investments And Projects Of The European Chemical Industry; Cefic
- „Producing Chemicals With 100% Renewable Energy; Cefic
- “ VCI July 2023: Energy Statistics – Facts and Figures; AG Energiebilanz; Working Group on Renewable Energy Statistics – AGEE-Statistik
- “ Center for Solar Energy and Hydrogen Research Baden-Württemberg, Stuttgart ZSW (as of February 2023)
- “ Project One (https://project-one.ineos.com/en/)
- “ PV-Magazine: GreenYellow s’implante en Europe de l’Est grâce à un partenariat avec Solarpro
- “ Solvay, Ørsted, BASF, Sabic, TotalEnergies