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Globale Karte zeigt, wo Emissionen der Petrochemie wirklich entstehen
Die weltweite Petrochemie verursacht schätzungsweise rund zwei Gigatonnen CO₂-Äquivalente pro Jahr und ohne zusätzliche Gegenmaßnahmen könnten ihre Emissionen bis 2050 um etwa 50 Prozent steigen. Eine neue globale Anlagenanalyse zeigt zugleich, dass nur zehn Prozent der Produktionsstätten 53 Prozent der Emissionen verursachen und gezielte Eingriffe dort besonders wirksam sein könnten.
Sheffield (England). Petrochemische Grundstoffe stecken in Kunststoffen, Düngemitteln, Lösungsmitteln, Fasern und vielen weiteren Produkten, deren Herstellung große Mengen Energie und fossile Rohstoffe benötigt. Nach der neuen Analyse entfallen auf die Branche rund 13 Prozent der weltweiten industriellen Treibhausgasemissionen und etwa 3,5 Prozent der gesamten Treibhausgasemissionen.
Gleichzeitig wächst die Produktion weiter und hat sich seit 1980 nach Angaben der Studie etwa versechsfacht, sodass sie inzwischen bei annähernd einer Milliarde Tonnen pro Jahr liegt. Wie stark einzelne Anlagen, Verfahren und Produkte zu den Emissionen beitragen, war global bislang jedoch nur unvollständig vergleichbar.
Forscher der University of Sheffield (TUoS) um Dr. Fanran Meng haben deshalb eine globale Bilanz auf Anlagenebene erstellt. Dafür erfasste das Team 37.379 Produktionsanlagen, 81 Chemikalien und 2.043 Herstellungsverfahren und verknüpfte Produktionsmengen, Prozessdaten, Energiebedarf und Emissionsfaktoren in einem Modell, das von einzelnen Anlagen und Prozessen ausgeht.
Die historischen Daten reichen von 1978 bis 2020, für die folgenden Jahrzehnte kombinierten die Wissenschaftler die Anlageninformationen mit Prognosen zur Produktionskapazität, zu Produktionsmengen und zum Strommix. Die Werte für 2023 und die Zukunft sind deshalb Modellschätzungen mit entsprechend großen Unsicherheitsbereichen und keine direkte globale Messung.
Für 2020 ergibt die Bilanz 1,8 ± 0,7 Gigatonnen CO₂-Äquivalente, wovon China dem Modell zufolge 37 Prozent verursachte. Für 2023 schätzen die Forscher 2,0 ± 0,8 Gigatonnen CO₂‑Äquivalente. Bleibt die Entwicklung ohne zusätzliche Klimaschutzmaßnahmen auf dem bisherigen Pfad, könnten es 2050 rund 3,0 ± 1,2 Gigatonnen sein.
Besonders ungleich sind die Emissionen zwischen den Produktionsstätten verteilt, denn nur zehn Prozent der untersuchten Anlagen verursachten 2023 dem Modell zufolge 53 Prozent der gesamten Emissionen. Unter den wichtigsten Grundchemikalien lagen Ethylen mit 290 ± 50 Millionen Tonnen und Ammoniak mit 250 ± 50 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalenten an der Spitze.
Die Emissionen entstehen zudem überwiegend nicht erst unmittelbar im chemischen Reaktor. Für 2020 führt das Modell 45 Prozent auf indirekten Energieverbrauch und weitere 34 Prozent auf Gewinnung und Verarbeitung der Rohstoffe zurück. Damit hängen mögliche Einsparungen stark davon ab, wie Strom erzeugt wird, welche Ausgangsstoffe eingesetzt werden und wie einzelne Produktionsketten aufgebaut sind.
„Die Emissionen der petrochemischen Industrie sind bereits enorm, und unsere Forschung hat ergeben, dass sie bei einem Weiter-wie-bisher-Szenario bis 2050 voraussichtlich um 50 Prozent steigen. Angesichts der Komplexität der petrochemischen Industrie und ihrer entscheidenden Rolle für viele Alltagsprodukte, auf denen unsere moderne Gesellschaft beruht, gibt es leider keine Patentlösung. Selbst ein äußerst optimistisches Szenario, das eine weitgehende Dekarbonisierung der Stromnetze, den vollständigen Einsatz geeigneter Technologien zur Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid und ausreichend biobasierte Rohstoffe kombiniert, bringt den Sektor bis 2050 noch nicht auf Netto-Null. Die Nachfrage nach petrochemischen Produkten zu senken, muss Teil der Lösung sein, ebenso wie eine sauberere Produktion, wobei die Daten dieser Studie helfen könnten“, erklärt Dr. Fanran Meng.
Die Szenarien zeigen, dass kein einzelner technischer Hebel den Sektor bis 2050 auf Netto-Null bringt. Effizienzverbesserungen, CO₂-Abscheidung, alternative Rohstoffe und Elektrifizierung könn