Energie- und Emissionsreduzierung? Projekte für die Zukunft!

Die Glasindustrie gehört neben den Branchen Baustoffe, Chemie, Nichteisenmetalle, Papier und Stahl zu den sogenannten energieintensiven Industrien. Der Begriff beinhaltet schon die Bedeutung: Es erfordert viel Energie, wenn diese Industrien beispielsweise Aluminium, Kunststoffe, Papier, Glas oder Stahl herstellen.

Bei der Herstellung von Glasverpackungen wird die meiste Energie – 50 bis 85 Prozent – während des Schmelzprozesses verbraucht, d. h. wenn aus dem Gemenge (Rohstoffe und Altglas) bei Temperaturen von 1450 °C bis 1600 °C eine homogene Glasschmelze entsteht. Dabei kommen mit Erdgas betriebene Schmelzwannen zum Einsatz.

Wie viel Schmelzenergie benötigt wird, hängt von der Zusammensetzung ab, vom Anteil der Rohstoffe und des recycelten Altglases. Je 10 Prozent eingesetztem Altglas werden beim Schmelzprozess 3 Prozent Energie eingespart. In Deutschland wird bereits viel Glas recycelt – die Quote liegt bei 83 Prozent –, sodass ein hoher Anteil von Altglasscherben für die Glasherstellung genutzt werden kann. Grünglas wird zum Beispiel aus bis zu 90 Prozent Recyclingglas hergestellt, das reduziert den Energieaufwand und den Ressourcenbedarf erheblich.

Doch auch wenn der Energieaufwand durch den Einsatz von Recyclingglas gesenkt werden kann, wird immer noch Energie benötigt. Denn um eine gleichbleibend hohe Qualität von Glasverpackungen zu gewährleisten, sind die Glaswannen bei konstanten Temperaturen jeden Tag im Jahr rund um die Uhr im Einsatz. Einige der Wannen werden zusätzlich mit elektrischen Zusatzheizungen (EZH) betrieben, die zur gleichmäßigen Energiezufuhr und Temperaturverteilung eingesetzt werden. Dafür kann Strom aus erneuerbaren Energien verwendet werden. Allein können diese EZH die erforderliche Temperatur für den Schmelzprozess jedoch nicht erreichen.

Deshalb wird der Großteil der Energie durch die Verbrennung von Erdgas erzeugt. Das führt zu CO₂-Emissionen. Die Glasindustrie hat in den letzten Jahren ihren Energieverbrauch schon maßgeblich gesenkt und arbeitet weiter daran. Zu den Maßnahmen gehören zum Beispiel die Teilnahme an der Initiative Energieeffizienz-Netzwerke der Bundesregierung, aber auch verschiedene Forschungsprojekte. Ziel ist eine Dekarbonisierung der Industrie und die Herstellung klimaneutraler Glasprodukte. Dekarbonisierung bedeutet, Energie so zu nutzen, dass dabei weniger und schließlich gar kein CO₂ mehr in die Atmosphäre gelangt. Hier zwei der Projekte, die die Glasindustrie verfolgt, um dieses Ziel zu erreichen:

Das Projekt HyGlass

Das Projekt HyGlass untersucht die Möglichkeit der Wasserstoffnutzung in der Glasindustrie zwecks Reduzierung von CO₂-Emissionen. Bei der Verbrennung von Wasserstoff, der aus erneuerbaren Energien hergestellt wird, entstehen keine CO₂-Emissionen. Die Nutzung von Wasserstoff als Brennstoff ist in der Industrie allerdings noch kein Standard und muss deshalb genau analysiert werden. Insbesondere die Auswirkungen auf den sehr sensiblen Schmelzprozess in der Glasherstellung, die Produktqualität und die Schadstoffemissionen werden dabei untersucht. Die Ergebnisse können wichtige Daten darüber liefern, wie „grüner" Wasserstoff zukünftig während der Glasherstellung eingesetzt werden kann und wie viele Emissionen eingespart werden können.

Das Projekt „Furnace for the Future"

Bei „Furnace for the Future" handelt es sich um die „Schmelzwanne der Zukunft". Es wird die weltweit erste große sogenannte Hybrid-Oxyfuel-Schmelzwanne sein, die zu 80 Prozent mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben wird. Damit werden die derzeitig eingesetzten fossilen Brennstoffquellen – hauptsächlich Erdgas – ersetzt und die CO₂-Emissionen um bis zu 50 Prozent reduziert. Oxyfuel-Befeuerung bedeutet, dass das Erdgas mit Sauerstoff und nicht mit Luft (ca. 80 Prozent Stickstoff [N₂], ca. 20 Prozent Sauerstoff [O₂]) verbrannt wird. Durch den Wegfall des Stickstoffs wird die Entstehung der Stickoxid-Schadgase (NO_x) stark reduziert. Die bisher eingesetzte elektrische Zusatzheizung wird durch leistungsfähigere elektrische Beheizungssysteme ersetzt. Die Entwicklung einer solch großen Schmelzwanne (400 Tonnen pro Tag) ist eine Herausforderung. Das Projekt wird von 20 Behälterglasherstellern aus ganz Europa unterstützt. Aktuell laufen die Planungen, die Wanne soll 2022 in Deutschland gebaut werden. In einem nächsten Technologie-Schritt könnte das Erdgas durch Wasserstoff ersetzt werden, was die CO₂-Emissionen nochmals drastisch senken würde.