Papierherstellung verursacht hohe Treibhausgasemissionen
Papierprodukte begleiten unseren Alltag. Von Kaffeefiltern und Verpackungen bis zu Büchern und Hygieneartikeln. Deutschland zählt zu den größten Papierproduzenten weltweit, rund 500.000 Menschen sind entlang der Wertschöpfungskette beschäftigt. 2022 wurden rund 21,6 Millionen Tonnen Papier, Karton und Pappe in Deutschland produziert. Die Papier- und Zellstoffindustrie emittierte dabei 11,8 Millionen Tonnen fossil gebundenem CO₂. Das entspricht etwa sieben Prozent der Treibhausgasemissionen der deutschen Industrie und 1,6 Prozent der nationalen Gesamtemissionen.
Nahezu alle diese Emissionen entstehen energiebedingt. Die prozessbedingten CO₂-Emissionen sind im Vergleich dazu vernachlässigbar. Nach Angaben des Verbands der Papierindustrie entfallen 60–70 Prozent der energiebedingten Emissionen auf die Trocknung.
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Fachforum Papier
Die KEI Fachforen bringen regelmäßig Branchenexpert*innen der energieintensiven Industrie zusammen.
Chance Dekarbonisierung
So funktioniert die Papier- und Zellstoffherstellung
weniger CO₂-Äquivalente
Durch eine Dekarbonisierung der Papier- und Zellstoffproduktion können rund 11,8 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente eingespart werden.
Klimafreundliche Technologien zur Wärmeerzeugung
Die Herstellung von Papier geht mit einem hohen Bedarf an Wärme einher. Diese ist für die Entwässerung und Trocknung von Holzhackschnitzeln notwendig, die in einer Chemikalienlauge gekocht werden. Die Wärme wird zum größten Teil über Dampf sowie durch direkte Befeuerung (z. B. für Heißluft) erzeugt. Die dafür genutzten fossilen Brennstoffe setzen CO2 frei. Lösungsansätze für diesen Prozessschritt bestehen darin, den Strom- und Dampfbedarf durch erneuerbare Energien zu decken und auch das bei befeuerten Trocknungsprozessen verwendete Erdgas zu ersetzen. Eine Möglichkeit dafür stellt die Teilelektrifizierung der Prozesskette und das Umstellen auf Wasserstoff oder reines Biogas dar. Allerdings herrscht sowohl für die befeuerten Trocknungsprozesse als auch für einige noch wenig verbreitete Dampferzeugungstechnologien – wie der Einsatz von Geothermie – noch Forschungsbedarf.
Klimafreundliche Lösungsansätze sind die Teilelektrifizierung der Prozesskette und das Umstellen auf Wasserstoff oder reines Biogas.
Verfügbarkeit erneuerbarer Energien begrenzt
Herausforderung für die Umstellung hin zu einer klimaneutralen Produktion ist insbesondere die nicht ausreichende Verfügbarkeit erneuerbarer Energien. Nach wie vor besteht das Risiko von Versorgungsengpässen durch die fluktuierende Stromerzeugung. Selbst kurze Unterbrechungen in der Stromversorgung von weniger als einer Sekunde können zu beachtlichen Schäden führen. Das ist insbesondere auf die synchronisierten Produktionsketten in der Papierindustrie zurückzuführen. Für einen effizienten Einsatz erneuerbarer Energien ist es daher erforderlich, das Strommarktdesign anzupassen und klimaneutrale Prozesse zu fördern. Wird zudem die gesetzliche Grundlage für die Möglichkeit der CO2-Abscheidung und -Speicherung aus Biomasse (BECCS) geschaffen, könnte die Branche als CO2-Senke gelten.
Drei Fragen an ...
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Dr. Heinz Joachim Schaffrath, TU Darmstadt
Dr. Heinz Joachim Schaffrath spricht im Interview über die Rezyklierbarkeit von Verpackungen und welche Herausforderungen Verbundmaterialien für das Recycling von Papierprodukten bergen.
Geförderte Projekte
Praxisbeispiele
Kabel ZERO
Tiefen-Geothermie-Anlage zur klimaneutralen Papiertrocknung
Hochspannungs-Elektrodenkessel
CO2-neutrale Wärmeproduktion u. a. in der Papierindustrie
Studien zur Dekarbonisierung der Papierindustrie
Weiterführende Informationen
- D.D. Furszyfer Del Rio et al. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 167 (2022) 112706
- Die Papierindustrie e. V. (2024): Papier 2024 – Ein Leistungsbericht. Berlin: Die Papierindustrie e. V.
- Die Papierindustrie. (2023). Transformation der Papierindustrie – Studie. Berlin. Die Papierindustrie e.V.
- M. Sun et al. (2018): Uncovering energy use, carbon emissions and environmental burdens of pulp and paper industry: A systematic review and meta-analysis. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 92, 823–833
- Umweltbundesamt (2024): Altpapier. Dessau-Roßlau, Umweltbundesamt.
- Umweltbundesamt (2024): Berichterstattung unter der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen und dem Übereinkommen von Paris 2024. Nationaler Inventarbericht zum Deutschen Treibhausgasinventar 1990 – 2022.
- Fleiter, Tobias (Hrsg.), Energieverbrauch und CO2-Emissionen industrieller Prozesstechnologien: Einsparpotenziale, Hemmnisse und Instrumente. 2013.
- Dietz, W., Meinl, G., Peche, R., Kreibe, S. (2020): Nachhaltiger Papierkreislauf – eine Faktenbasis. Augsburg, bifa Umweltinstitut GmbH
- Umweltbundesamt (2023): Zellstoff- und Papierindustrie. Dessau-Roßlau, Umweltbundesamt.
- Guminski, A., Rouyrre, E., Wiener, M. (2019): CO2-Verminderung im Papiergewerbe (Präsentation vom 27.11.2019). Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V.