Die Transformation der Chemie hin zur Klimaneutralität entwickelt sich zum stärksten Wachstumstreiber für den Chemieanlagenbau. Die Nachfrage nach chemischen Produkten steigt, während die Branche zugleich die Dekarbonisierung der gesamten Wertschöpfungsketten stemmen muss, was ihr für die kommenden Jahre ebenso große Herausforderungen wie Chancen beschert.
Getragen wird diese Entwicklung von den Klimazielen der Chemienationen, die den Ausstoß von Treibhausgasen zwischen 2050 und 2070 beenden wollen und dafür Investitionen in Milliardenhöhe auslösen. Dem Anlagenbau fällt dabei eine Schlüsselrolle zu, weil er die technologischen Grundlagen für klimaneutrale Produktionsanlagen liefert.
Klimaziele und Förderprogramme treiben die Investitionen
Die Selbstverpflichtung auf das Ziel Netto-Null bildet die treibende Kraft hinter dem wachsenden Auftragsvolumen. Während Indien seine Treibhausgasemissionen bis 2070 und China wie Russland bis 2060 beenden wollen, haben sich die übrigen Chemienationen auf 2050 festgelegt. Allein die europäische Chemieindustrie muss nach Schätzungen der Beratungsunternehmen Accenture und Nexant ECA rund eine Billion Euro aufwenden, von der 400 bis 600 Milliarden Euro auf den Umbau und Neubau von Produktionsanlagen für die acht wichtigsten Chemikalien Ammoniak, Ethen, Propen, Salpetersäure, Ruß, Caprolactam, Soda und Fluorchemikalien entfallen. In den USA und China werden die Investitionen noch deutlich höher ausfallen.
Zusätzlichen Schub erhält die Nachfrage nach Lösungen des Anlagenbaus durch die Politik. Der 2022 beschlossene Inflation Reduction Act der US-Regierung kann bis 2030 im Bereich Energiesicherheit und Klimaneutralität Investitionen von 369 Milliarden US-Dollar auslösen, und in ähnlicher Größenordnung planen die EU-Kommission mit REPowerEU sowie Japan mit dem Programm Green Transformation. Ausgelöst wurde die Beschleunigung nicht zuletzt von der Energiekrise infolge des russischen Angriffskriegs auf die Ukraine, die 2022 die stark gestiegenen Gaspreise vor allem in den energiearmen Chemienationen Europas spürbar machte.
Zugleich hat sich der Markt gegenüber den Corona-Jahren verändert, weil auch das klassische Öl- und Gasgeschäft wieder anzog. Gestiegene Preise für Rohöl und Erdgas führten 2022 mit Projekten von über zwei Billionen US-Dollar zu einem Rekordhoch der Upstream-Investitionen, und da die größten Unternehmen des Chemieanlagenbaus zumeist auch im Öl- und Gasgeschäft aktiv sind, werden die verfügbaren Kapazitäten knapp.
Elektrische Spaltöfen und CO2-Abscheidung erfordern neue Allianzen
Die klimafreundliche Umgestaltung der Steamcracker steht im Zentrum zahlreicher gemeinsamer Projekte, denn pro Tonne Ethen entstehen bislang fast 700 Kilogramm Kohlendioxid, und Ethen bildet den Ausgangspunkt vieler Kunststoffe und Basischemikalien. Den Baubeginn eines besonders großen Vorhabens markierte im Hafen von Antwerpen das Project One des britischen Petrochemiekonzerns Ineos, ein Ethan-Cracker, der nach der Inbetriebnahme 2026 rund 50 Prozent weniger Treibhausgas emittieren soll als die bislang effizientesten Anlagen und der mit 3,5 Milliarden Euro nach Unternehmensangaben das größte Investitionsprojekt der europäischen Chemie seit 25 Jahren ist. Die Technologielizenz und das Front-End-Engineering and Design sicherte sich Technip Energies, ein 2021 aus der französischen Technip hervorgegangenes Unternehmen für Lösungen der Energietransformation.
Der Umfang der Aufgabe macht Kooperationen zwischen Anlagenbauern und Betreibern notwendig, teilweise über Wettbewerbsgrenzen hinweg. So entwickeln BASF, Sabic und Linde gemeinsam einen elektrisch beheizten Spaltofen, während Dow und Shell zusammen mit Forschern der niederländischen TNO die Elektrifizierung der Steamcracker vorantreiben. Im kanadischen Fort Saskatchewan will Dow mit dem Anlagenbauer Fluor einen Cracker mit Netto-Null-Emissionen errichten, und der brasilianische Chemiekonzern Braskem plant die Elektrifizierung seiner Cracker mit dem finnischen Technologieunternehmen Coolbrook. Verfahren wie die Methanpyrolyse oder die Methanolsynthese aus Biomasse und Elektrolysewasserstoff stehen für den Großmaßstab noch nicht bereit, sodass dem Anlagenbau die Aufgabe zufällt, solche First-of-a-kind-Lösungen aus dem Labor in den großtechnischen Maßstab zu übertragen.
Als Brückentechnologie gewinnt das Abscheiden und Speichern von CO2 an Bedeutung, auf das Dow und Ineos in ihren Cracker-Projekten setzen und mit dem sich auch bei anderen Prozessen wie der Ammoniakproduktion das Netto-Null-Ziel erreichen lässt. Den grenzüberschreitenden Transport zeigte im März 2023 die erste Schiffsladung von Kohlendioxid aus einer Anlage von Ineos in Antwerpen, mit der das Greensand-Projekt startete, bei dem jährlich bis zu acht Millionen Tonnen CO2 in einem erschöpften Ölfeld vor der dänischen Nordseeküste gespeichert werden sollen und an dem neben Ineos der Energiekonzern Wintershall DEA sowie der Anlagenbauer Aker Carbon Capture beteiligt sind. Ein weiteres Vorhaben entwickeln BASF und der Industriegase-Spezialist Air Liquide, während das Global CCS Institute 2022 bereits 200 kommerzielle Projekte mit einer Gesamtkapazität von 244 Millionen Tonnen pro Jahr zählte. Das IPCC der Vereinten Nationen hält bis 2050 jährlich mindestens vier Gigatonnen CO2 über Carbon-Management-Technologien für erforderlich, um das 1,5-Grad-Ziel zu erreichen.
Über die Cracker-Projekte hinaus kann die CO2-Abscheidung den Umstieg auf blauen Wasserstoff beschleunigen. Weil die Wasserelektrolyse aus nachhaltig erzeugtem Strom noch lange nicht die benötigten Mengen an grünem Wasserstoff liefern wird, gilt blauer Wasserstoff als schnell verfügbare Option, bei der Wasserstoff weiterhin aus Erdgas gewonnen und das dabei entstehende Kohlendioxid abgeschieden und gespeichert wird.
Der Chemieanlagenbau ordnet sein eigenes Geschäft neu
Die Größe der Aufgabe verändert den Chemieanlagenbau auch in seiner eigenen Arbeitsweise. Projektflut und steigende Preise haben die Vertragsgestaltung zugunsten der EPC-Anbieter verschoben, wie der Anlagenbauer Worley berichtet, bei dem der Anteil der Festpreisverträge am Umsatz auf ein Prozent gesunken ist, während inzwischen 80 Prozent der Aufträge nach Aufwand abgerechnet werden. Im Zukunftsmarkt Wasserstoff bauen Hersteller von Elektrolyseanlagen wie Thyssenkrupp Nucera, ITM Power und die Siemens Energy AG, die für das Scale-up mit Air Liquide kooperiert, ihre Kapazitäten aus.
Weil Kapitalgeber zunehmend nachhaltige Geschäftsmodelle erwarten, richten die Unternehmen des Chemieanlagenbaus ihr eigenes Wirtschaften an ESG-Kriterien aus, sodass sich in nahezu jedem Geschäftsbericht Hinweise auf Fortschritte in den Bereichen Umwelt, Soziales und Unternehmensführung finden. Der Beitrag zum Klimaschutz dient dabei zugleich dem Employer-Branding, denn der Mangel an qualifizierten Fachkräften zählt zu den größten Herausforderungen der Branche.
Gegen die Knappheit von Personal und weiteren Ressourcen setzt die Branche auf Produktivität durch Digitalisierung, Automatisierung und künstliche Intelligenz. Der koreanische Anlagenbauer Samsung Engineering will den Aufwand im Engineering und auf der Baustelle gegenüber 2018 halbieren und stützt sich dabei auf datengetriebenes Engineering, bei dem eine Engineering-Data-Platform an die Stelle einzelner Dokumente tritt, während der dänische Anlagenbauer Haldor Topsoe mit einem datenzentrierten Ansatz mehr Projekte zu niedrigeren Kosten realisieren will. Ergänzend kommen maschinelles Lernen zur Risikoerkennung und zum Auslesen von P&ID-Zeichnungen sowie auf der Baustelle Roboter, Drohnen und 3D-Drucker zum Einsatz, etwa im Projekt HUGRS des saudischen Petrochemiekonzerns Aramco, in dem Samsung Engineering erstmals ein Gebäude vollständig aus dem 3D-Drucker entstehen lässt.
Grundlage dieser Meldung ist ein Fachartikel von Armin Scheuermann.
