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Starten Sie große Dekarbonisierungsprojekte, indem Sie Ambitionen und Größenordnungen festlegen und gleichzeitig die technischen und kommerziellen Herausforderungen berücksichtigen.
Entwickeln Sie Partnerschaften und planen Sie frühzeitig. Das laufende Jahrzehnt wird entscheidend sein, um ein Fundament für den langfristigen Erfolg zu legen
Achieving Net Zero will require commitments to energy transformation journeys that go far beyond the incremental changes most companies are accustomed to and incentivised to make. This is particularly true for companies in hard-to-abate industries, characterised by high emissions and energy intensity.
These industries are among the most difficult to decarbonise due to technical factors such as the need for high-temperature heat, process emissions and the availability of alternative fuels, as well as commercial factors such as low margins, capital intensiveness and long asset life.
The complexities associated with decarbonisation strategies for heavy industrial companies are reflected in the comparatively slow pace of progress that has been made thus far and can be illustrated by the type of challenges and efforts needed to decarbonise an energy-intensive fertiliser manufacturing facility in the remote Pilbara region of Western Australia.
Ammonia, the building block for the ammonium nitrate fertiliser, is one of the most emissions-intensive commodities produced by heavy industry—nearly twice as emissions-intensive as crude steel and four times that of cement on a per-tonne basis, according to the IEA. About 96% of the hydrogen (H2) required to produce ammonia is derived from fossil fuels, consuming 3-5% of the world’s natural gas supply and generating 1% of global emissions. As a result, fertiliser has a massive carbon footprint.
To address its emissions, Yara, a world leader in ammonia and fertiliser production, partnered with ENGIE and ENGIE Impact to decarbonise the hydrogen supply for one of its fertiliser plants by producing green hydrogen via electrolysis. Its ambition is to take the Pilbara plant from zero renewables to more than 1GW of renewable power capacity by 2030, enough to power its entire production of fertiliser and ammonia. Together with Yara, ENGIE Impact designed a four-step decarbonisation roadmap strategy that can serve as a model for the phased, collaborative approach heavy industry should take to solve its complex energy challenges. It also demonstrates why starting early is critical to success.
Um Net Zero zu erreichen, ist es notwendig, sich einer umfassenden Energiewende zu verpflichten, die weit über die schrittweisen Veränderungen hinausgeht, an die sich die meisten Unternehmen gewöhnt haben und für die sie einen Antrieb haben. Dies gilt insbesondere für Unternehmen in schwer abbaubaren Sektoren, die durch hohe Emissionen und Energieintensität gekennzeichnet sind.
Diese Industrien gehören zu den am schwierigsten zu dekarbonisierenden Sektoren. Grund dafür sind technische Faktoren wie der Bedarf an Hochtemperaturwärme, Prozessemissionen und die Verfügbarkeit alternativer Brennstoffe sowie kommerzielle Faktoren wie niedrige Margen, Kapitalintensität und lange Lebensdauer der Anlagen.
Die Herausforderungen im Zusammenhang, mit Dekarbonisierungsstrategien für Unternehmen der Schwerindustrie spiegeln sich in den bisher vergleichsweise langsamen Fortschritten wider. Ein anschauliches Beispiel sind dafür die Herausforderungen und Anstrengungen, die für die Dekarbonisierung einer energieintensiven Anlage zur Herstellung von Düngemitteln in der abgelegenen Pilbara-Region in Westaustralien erforderlich sind.
Ammoniak, der Baustein für Ammoniumnitratdünger, ist einer der emissionsintensivsten Rohstoffe, die von der Schwerindustrie hergestellt werden - nach Angaben der IEA ist er pro Tonne fast doppelt so emissionsintensiv wie Rohstahl und viermal so emissionsintensiv wie Zement. Etwa 96% des Wasserstoffs (H2), der zur Herstellung von Ammoniak benötigt wird, wird aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Dabei werden 3-5% der weltweiten Erdgasvorräte verbraucht und 1% der globalen Emissionen verursacht. Infolgedessen hat Düngemittel einen enormen Co2-Fußabdruck.
Um die Emissionen zu reduzieren, hat sich Yara, ein weltweit führender Hersteller von Ammoniak und Düngemitteln, mit ENGIE und ENGIE Impact zusammengetan, um die Wasserstoffversorgung für eine seiner Düngemittelfabriken zu dekarbonisieren, indem es grünen Wasserstoff durch Elektrolyse herstellt. Yara hat sich zum Ziel gesetzt, die Anlage in Pilbara bis zum Jahr 2030 von null regenerativen Energien auf mehr als 1 GW erneuerbare Energiekapazität zu bringen - genug, um die gesamte Düngemittel- und Ammoniakproduktion des Unternehmens zu versorgen. Gemeinsam mit Yara hat ENGIE Impact einen vierstufigen Roadmap für die Dekarbonisierung entwickelt, die als Modell für den schrittweisen, kooperativen Ansatz dienen kann, den die Schwerindustrie wählen sollte, um ihre komplexen Energieprobleme zu lösen. Sie zeigt auch, warum es für den Erfolg entscheidend ist, früh zu beginnen.
Unternehmen der Schwerindustrie unterschätzen oft, wie lange der Übergang zu Net Zero dauert. Durch unsere Zusammenarbeit mit Kunden haben wir fünf häufig auftretende Herausforderungen identifiziert, denen Unternehmen bei der Implementierung ihrer Dekarbonisierungspläne gegenüberstehen.
1. Technologische Bereitschaft
Viele der Technologien, die als entscheidend für die Dekarbonisierung der Schwerindustrie gelten, müssen sich erst noch in großem Maßstab bewähren, sind mit Unsicherheiten hinsichtlich der künftigen Verfügbarkeit alternativer Kraftstoffe behaftet und im Vergleich zu den derzeitigen Alternativen teuer. Infolgedessen sind die Lieferketten, die für die Implementierung dieser Technologien erforderlich sind, noch nicht ausgereift. Grüner Wasserstoff zum Beispiel erfüllt alle diese Kriterien. Hochrechnungen haben gezeigt, dass die Kosten deutlich sinken könnten, wenn günstige politische Initiativen, öffentliche und private Investitionen und ein Ökosystem von Wasserstoffabnehmern zur Verfügung stehen.
2. Finanzielles Engagement
Großprojekte erfordern oft beträchtliche Vorabinvestitionen, was Unternehmen davon abhalten kann, ihre Ziele zu erreichen oder sich diese überhaupt erst zu setzen. Den Unternehmen fehlt unter Umständen das Fachwissen, um Finanzierungsquellen zu finden, so dass sie Schwierigkeiten haben, das Kapital für die Projekte zu beschaffen, die sie entwickeln möchten. Möglicherweise fehlt ihnen auch das Fachwissen, um die anfänglichen Kosten für die Verfolgung von Net Zero und die potenziellen Kosteneinsparungen durch das Erreichen dieses Ziels zu bewerten.
Umgekehrt sind die wirtschaftlichen und ökologischen Kosten, die entstehen, wenn Sie mit der Investition in die Umstellung warten, ebenfalls sehr hoch. Nicht nur, dass der Erdgasmarkt volatil ist und die Preise voraussichtlich steigen werden, auch die Kosten, die entstehen, wenn Sie zu den Konkurrenten aufschließen, die jetzt handeln und für die Zukunft planen, könnten unerschwinglich sein. Im Großen und Ganzen schätzt der Klimarat die weltweiten wirtschaftlichen Verluste, die entstehen, wenn wir nicht handeln, bis zum Jahr 2100 auf 24,1 Billionen AUD jährlich. Für Australien beläuft sich die Zahl auf 129 Mrd. AUD jährlich.
3. Operative Herausforderung
Die Anpassung der derzeitigen industriellen Praktiken an nachhaltigere Alternativen stellt eine operative Herausforderung dar, da dies ein Umdenken in der Arbeitsweise erfordert. Operative Exzellenz wird in der Regel durch die Minimierung von Ausfallzeiten, die Maximierung von Produktionsmengen usw. ausgedrückt. Während des Übergangs zu erneuerbaren Energien ist das Potenzial für erhebliche Betriebsunterbrechungen jedoch sehr real und sehr kostspielig, was die Betriebsteams davon abhält, sich auf eine Dekarbonisierungsreise zu begeben.
4. Verfügbarkeit von alternativen Energiequellen
Die Beschaffung erneuerbarer Energien ist einer der Schlüssel zum Erreichen von Net Zero, aber für viele Organisationen kann dies eine große Herausforderung darstellen. Ihre Standorte befinden sich möglicherweise an einem abgelegenen Ort der Welt, an dem die Infrastruktur für grüne Energien noch nicht entwickelt ist, oder das Unternehmen verfügt nicht über genügend Platz, um erneuerbare Energien vor Ort zu entwickeln. Australien zum Beispiel hat trotz idealer Bedingungen für regenerative Energien Schwierigkeiten, die Erzeuger von Strom aus erneuerbaren Energien in das Stromnetz zu integrieren, da ihre Variabilität und Unterbrechung die Komplexität des Ausgleichs von Angebot und Nachfrage erhöht. Dies macht es auch schwierig, eine stabile Frequenz und Spannung aufrechtzuerhalten.
5. Stakeholder-Buy-in und Unternehmensführung
Die Festlegung von Dekarbonisierungszielen ist ein wichtiger Teil des Puzzles, aber ein Unternehmen wird diese Ziele nicht ohne eine unternehmensweite Governance-Strategie erreichen, um seine Transformationsstrategie zu entwickeln und umzusetzen und gleichzeitig die vielen Risiken zu managen. Für ein großes Unternehmen kann es eine Herausforderung sein, eine Strategie zu entwickeln und zu implementieren, da alle Stakeholder und alle Funktionen an Bord sein müssen - von den Finanz- und Nachhaltigkeitsbeauftragten der C-Suite bis hin zu Standortmanagern, Investoren und Kunden.
Wenn diese Stakeholder nicht in den Prozess der Dekarbonisierung eingebunden, abgestimmt und engagiert sind, läuft ein Unternehmen Gefahr, dass seine Fortschritte aufgrund interner Widerstände ins Stocken geraten.
Ein typisches Beispiel ist das Versäumnis, die notwendigen Mittel für eine langfristige Umstellung bereitzustellen, weil man an dem traditionellen Geschäftsmodell festhält, das auf schnelle Investitionsrenditen und nicht auf die Gesamtbetriebskosten ausgerichtet ist. Unternehmensleiter müssen eine Governance einrichten, um sicherzustellen, dass die Strategie unternehmensweit verfolgt wird. Laut dem Net Zero Corporate Readiness Report von ENGIE Impact glauben jedoch über 60 % der Unternehmensleiter, dass keine abteilungsübergreifende Koordination stattfindet.
Wir haben wir fünf Herausforderungen identifiziert, mit denen energieintensive Unternehmen bei der Implementierung ihrer Dekarbonisierungspläne konfrontiert sind. Basierend auf unseren Erkenntnissen möchten wir Ihnen fünf Tipps geben, wie Sie diese Hürden erfolgreich überwinden können.
1. Legen Sie den Ehrgeiz und die Skala fest
Der erste Schritt eines jeden größeren Dekarbonisierungsprojekts besteht darin, den Ehrgeiz und die Skala festzulegen und dabei die technischen und wirtschaftlichen Herausforderungen und die Machbarkeit zu berücksichtigen. Ein Unternehmen der Schwerindustrie mit mehreren Standorten und einer großen geografischen Ausdehnung muss entscheiden, ob es auf der Ebene der Anlagen oder des Portfolios beginnen will. Aufgrund der Komplexität der Dekarbonisierung von energieintensiven Betrieben ist es am besten, zunächst eine Anlage auszuwählen, die als guter Testfall dienen kann und deren Erkenntnisse auf künftige Projekte übertragbar sind.
Im Jahr 2017 nahmen Yara und ENGIE Impact Gespräche auf, die zur Auswahl des Yara-Werks in Pilbara führten, das sich aufgrund des günstigen Potenzials für regenerative Energien, der Nähe zu den asiatischen Märkten, der Erfahrung mit zuverlässigen Energieexporten und der Stabilität des australischen Rechtsrahmens am besten für ein grünes Wasserstoffprojekt eignet. Die Ambition von Anfang an war es, das Wasserstoffprojekt mit dem Namen YURI zu einem Vorzeigeprojekt zu entwickeln, das als Beginn einer neuen industriellen Wertschöpfungskette dienen könnte. Diese Wertschöpfungskette würde erneuerbaren Wasserstoff und Ammoniak als Rohstoffe für die Produktion regenerativer Energien sowie einen erneuerbaren Kraftstoff für die Stromerzeugung, den Transport und die Schifffahrt für lokale und Exportmärkte liefern. An Ehrgeiz fehlte es nicht, aber sie brauchten einen realisierbaren Plan und Zugang zu Kapital.
2. Entwickeln Sie eine detaillierte, investitionsfähige Roadmap
Dies ist der Schlüssel, um ein derart ehrgeiziges Projekt auf die Beine zu stellen. Ein strukturierter und analysegestützer Ansatz sollte den Entscheidungsträgern einen geboten werden, der Emissionsvermeidung Vorrang vor der Reduktion einräumt, innerhalb klar definierter Parameter (Budget, Umfang und Zeitplan) arbeitet und sich auf risikoarme, aber zukunftssichere Technologien konzentriert.
Außerdem ist es äußerst wichtig, eher früher als später damit zu beginnen, denn die Dekarbonisierung der Schwerindustrie braucht Zeit und erfordert das volle Engagement der Unternehmen. Auf dem Weg dorthin sind viele Entscheidungen zu treffen, die eine enge Zusammenarbeit zwischen Berater und Kunde erfordern.
Der erste Schritt bei Pilbara bestand darin, Informationen zu sammeln, um den technischen Prozess zu verstehen und die wichtigsten Punkte zu identifizieren. Als Nächstes wurde das potenzielle System für erneuerbare Energien modelliert und eine Reihe von Szenarien erstellt, um die optimale Größe und den optimalen Mix aus Wind- und Solarenergie, Batterien und Ersatzbrennstoffen zu bestimmen, die in jeder der Phasen benötigt werden.
Das Ergebnis war ein Vier-Phasen-Plan, den ENGIE Impact zusammen mit Yara entwickelt hat, um die Anlage in Pilbara innerhalb von zehn Jahren von 0 % auf 100 % erneuerbare Energien umzustellen und dabei vollständig auf fossile Brennstoffe zur Herstellung von Dünger und Ammoniaknitrat zu verzichten.
3. Ein schrittweiser Ansatz
Es ist wichtig, Schritt für Schritt vorzugehen und dabei zu lernen, denn es gibt so viele Variablen und Unwägbarkeiten zu berücksichtigen, Investitionen zu tätigen und Genehmigungen einzuholen. Jede Herausforderung sollte eine nach der anderen angegangen werden. Wenn Unternehmen versuchen, mehrere Herausforderungen gleichzeitig zu bewältigen, kommt es zu Verzögerungen und Kostenüberschreitungen, die sich addieren.
| Phase 0 | Phase I | Phase II | Phase III | |
| Zieljahr | 2023 | 2026 | 2028 | 2030 |
| Wichtigste Ergebnisse | Solar-PV-Integration + Bewertung der grünen H2-Versorgung | Skalierung des Anteils regenerativer Energien | Ausbau der Anlagen und Skalierung der regenerativen Energien | Die Produktion von grünem H2 und Ammoniak hochfahren |
| Elektrolyseur [MW] pro Stufe | 10 | 150-500 | 1000 | 500 |
| % Grünes H2 in Rohstoffen | <1% | 6-20% | 60% | 80-100% |
Die erste Phase des YURI-Projekts deckt vielleicht nur weniger als 1 % der Emissionen ab, aber es ist der erste Schritt, um erneuerbare Energien in das nicht-erneuerbare System einzuführen. Die nachfolgenden Schritte befassen sich mit der Frage, was erforderlich ist, um das Projekt mit zusätzlichen regenerativen Energien zu erweitern, möglicherweise Stromleitungen und Pipelines zu bauen, Kostensenkungen bei Technologien zu ermitteln und so weiter. Um den Übergang vorzubereiten, sind umfangreiche Anpassungen erforderlich, und es müssen erhebliche Summen für die Finanzierung bereitgestellt werden
4. Finanzierung beschaffen
Die umfangreiche Planung und Zusammenarbeit im Vorfeld waren sowohl aus finanziellen als auch aus technischen Gründen wichtig. Ohne eine detaillierte Roadmap und eine erste Bewertung ist es schwierig, eine Zusage von Investoren für das große Kapital zu erhalten, das für solch ein Projekt benötigt wird. Nachdem die erste Phase ausgearbeitet und mit einem Preis versehen war, reichten ENGIE Impact und Yara die Machbarkeitsstudie bei der australischen Agentur für erneuerbare Energien ein, um die erste Phase teilweise zu finanzieren. Sie erhielten 42 Mio. AUD (28 Mio. US-$/EUR) für ein Gesamtprojekt von 70 Mio. AUD (47 Mio. US-$/EUR). Das ist zwar sehr teuer für die Schaffung von 10 MW an Elektrolysekapazität, die mit regenerativen Energien betrieben wird, aber die Kosten pro Einheit werden mit zunehmender Skala des Projekts sinken.
Die kommerzielle Durchführbarkeit ist der wichtigste verbleibende Punkt, der bei der Fortführung des Projekts berücksichtigt werden muss. YURI Phase 0 ist ein Demonstrationsprojekt, bei dem verschiedene Technologiekomponenten zu einem neuen integrierten Prozess kombiniert werden. Es hat einen hohen strategischen Wert in dem Sinne, dass die Markteinführung von physischem, erneuerbarem Ammoniak eine Voraussetzung für die Fortsetzung der Verhandlungen über die Lieferung von Wasserstoff oder Ammoniak an potenziell interessierte Kunden ist. Es ist daher ein sehr wichtiger Schritt, um das Henne-Ei-Problem auf dem heutigen Markt zu lösen: Das Interesse ist vorhanden, aber um eine Nachfrage zu schaffen, muss das Produkt verfügbar sein.
5. Fortgesetzte Zusammenarbeit
Bei der Durchführung von Projekten in der Schwerindustrie, insbesondere im Bergbausektor - wo die Nutzung von Land, Ressourcen und Energie Umwelt- und Sozialfolgen hat, umfangreiche behördliche Genehmigungen erfordert und die lokale Bevölkerung betrifft - ist eine frühzeitige und häufige Zusammenarbeit kein Luxus. Yara hat sich in der hochindustrialisierten Pilbara-Region einen guten Ruf erworben, und das YURI-Projekt wurde mit Unterstützung der nationalen, bundesstaatlichen und lokalen Regierung, lokaler und regionaler Stakeholder sowie der traditionellen Eigentümer der Aborigines vor Ort initiiert. Die Einbindung der Stakeholder verringert die Risiken, die mit der Akzeptanz des Projekts in der Gemeinde verbunden sind.*
Ob es um die Skalierung von erneuerbaren Wasserstoff-, Wind- oder Solarprojekten geht, sie alle werden von den globalen Bemühungen um eine Beschleunigung und Senkung der Kosten des Energiewandels und der Dekarbonisierung angetrieben. Jeder hat ein Interesse daran, die Auswirkungen der Klimakrise abzumildern. Deshalb fördern wir die Zusammenarbeit zwischen engagierten Unternehmen des Privatsektors und fortschrittlichen Regierungen, damit beide Seiten von der Erschließung erneuerbarer Energien und der Rationalisierung der entsprechenden Infrastruktur profitieren können - damit die Kosten und Emissionen für alle niedrig bleiben.
Erfahren Sie, wie Henkel erfolgreich mit ENGIE Impact zusammengearbeitet hat, um Emissionsminderungen in kurzer Zeit und in großem Umfang zu entwickeln und umzusetzen. Diskussion ansehen →
Es hat mehrere Jahre gedauert, von der anfänglichen Bewertung des Einsatzes von erneuerbarem Wasserstoff für die Ammoniakproduktion in einem der Düngemittelhersteller von Yara über die Entwicklung einer hochrangigen, abgestuften Roadmap bis hin zu einer gemeinsamen Investitions- und Implementierungsstrategie zu gelangen. Erst jetzt, fünf Jahre später, kann die erste Phase in Angriff genommen werden. Auf dem Weg dorthin haben sich mehrere Lektionen bestätigt.
Erstens ist Zeit von entscheidender Bedeutung. Für die einzelnen Unternehmen und die Schwerindustrie im Allgemeinen wird das laufende Jahrzehnt entscheidend sein, um den Grundstein für langfristigen Erfolg zu legen. Bauen Sie Ihre Partnerschaften auf und beginnen Sie frühzeitig mit der Planung, denn wer zu lange wartet, zahlt einen hohen Preis. Wenn Sie das Handeln hinauszögern, bleibt weniger Zeit, um zu lernen und sich auf unerwartete Umstände einzustellen, und oft sind die Entwickler gezwungen, mehrere Hebel der Transformation auf einmal anzugehen. Rechtzeitiges Handeln entlastet den gesamten Prozess und verschafft denjenigen einen Wettbewerbsvorteil, die anderen Unternehmen einen Schritt voraus sind.
Zweitens erleichtert ein schrittweiser Ansatz die Sicherung von Kapital und finanziellen Verpflichtungen. Die Finanzanträge sollten in die Stufenstrategie einbezogen werden, da die Vorlaufzeit für Investitionen und Genehmigungen lang sein kann. Daher sollten große Organisationen eher früher als später mit der Beantragung von Finanzierungsmöglichkeiten beginnen.
Insgesamt trägt die schrittweise Umsetzung des Konzepts dazu bei, den gesamten Prozess auf Kurs zu halten, ermöglicht seine Überwachung und erlaubt es der Organisation, ihr Tempo auf dem Weg zu Net Zero selbst zu bestimmen.
Als Ergebnis der Entwicklung einer gründlichen Roadmap und der Zusammenarbeit mit dem lokalen Kunden wurde kürzlich bekannt gegeben, dass die erste Phase des Yuri-Projekts bis zu 640 Tonnen erneuerbaren Wasserstoff pro Jahr als Null-Emissionen-Rohstoff für die Ammoniak-Produktionsanlage von Yara Australia produzieren wird. Die Fertigstellung ist für das Jahr 2024 geplant. Die Realisierung dieser ersten Phase hält das Ziel aufrecht, einen "Pilbara Green Hydrogen Hub" zu entwickeln, der lokale und Exportmärkte bedient und auf der bestehenden Exportinfrastruktur und den reichhaltigen erneuerbaren Energien in der Region aufbaut.
*Anmerkung: Im Geiste der Versöhnung erkennen wir die traditionellen Hüter des Landes in ganz Australien und ihre Verbindungen zu Land, Meer und Gemeinschaft an. Murujuga ist der traditionelle Name der Aborigines für das Dampier Archipelago und seine Umgebung. Es wird für die Eintragung in die Liste des Weltkulturerbes nominiert, damit seine einzigartigen kulturellen, spirituellen und archäologischen Werte international auf höchstem Niveau anerkannt werden. Die Felskunst ist für die traditionellen Besitzer von großer Bedeutung. Sie stellen eine Verbindung zu Geschichten, Bräuchen und Wissen über ihr Land her und verbinden sie mit den Ereignissen und Menschen der Vergangenheit und ihrem heutigen Glauben.
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