Energieverbrauch

Als leichter und beständiger Werkstoff ist Aluminium essenziell für die Energiewende. Denn es spart z.B. Antriebsenergie bei Autos. Um neues Aluminium herzustellen, ist aber viel Strom nötig. Ein erheblicher Kostenfaktor und Quelle für CO2-Emissionen. Die Hersteller in Deutschland senken ihren Stromverbrauch jedoch seit Jahren. Und durch Recycling wird die Energiebilanz noch besser.

Hoher Energieverbrauch in der Aluminiumproduktion – warum?

Leichte Bauteile für Autos, U-Bahnen, Flugzeuge, hauchdünne, dichte Verpackungen, wärmedämmende Fensterrahmen: Aluminium spart als Werkstoff direkt Energie ein – weil weniger davon für den Antrieb verbraucht wird oder gute Isolierung Wärmeenergie spart. Die Produktion von Aluminium verschlingt aber auch viel Energie, hauptsächlich Strom. Nach dem Abbau des Rohstoffs Bauxit im Tagebau wird die rote Erde in riesigen Anlagen zerkleinert, gemahlen, gefiltert und erhitzt. So wird Aluminiumoxid gewonnen, aus dem in der Schmelzfluss-Elektrolyse mit viel Strom flüssiges, reines Aluminium gewonnen wird.

Bauxit

Bauxit ist nach dem Dorf Les Baux in Südfrankreich benannt, wo es 1821 entdeckt wurde. Das rötliche Mineral enthält sehr viel Aluminiumoxid, das Rohmaterial für die Aluminiumproduktion. Bauxit wird im Tagebau gewonnen, die Hauptfördergebiete sind Australien, Guinea, Brasilien und Jamaika. Die spätere Rekultivierung der Tagebaue ist fester Bestandteil der Gewinnung. Mehr als 90 Prozent der Welt-Jahresproduktion an Bauxit geht in die Aluminiumgewinnung.

Energiefresser Elektrolyse

Der Strombedarf für die Elektrolyse ist der Haupt-Kostenfaktor bei der Produktion von Primäraluminium, also neuem Aluminium. Benötigt werden für eine Tonne Aluminium im Schnitt knapp 15 Megawattstunden (MWh). Im Jahr 2022 lag allein der Strompreis für die Produktion einer Tonne Aluminium bei bis zu 6.500 Euro. Für eine Tonne Aluminium wurde an der maßgeblichen Londoner Metallbörse allerdings maximal 2.500 Euro gezahlt. Eine wirtschaftliche Produktion ist so nicht möglich. Inzwischen sind die Industriestrompreise zwar wieder gesunken, eine wettbewerbsfähige Produktion gestaltet sich aber nach wie vor enorm schwierig. Hohe Kosten verursachen auch die auf den Strompreis aufgeschlagenen Netzentgelte. Die Bundesregierung wollte diese stark gestiegene Gebühr ab 2024 mit einem Zuschuss von 5,5 Milliarden Euro senken. Dieser Zuschuss ist aber wieder gestrichen worden, so dass Industrien mit hohem Stromverbrauch enorme Kosten haben. Zwar erhalten energieintensive Unternehmen Vergünstigungen, aktuell durch das Strompreispaket der Bundesregierung. Dadurch sinkt die Stromsteuer für Unternehmen des produzierenden Gewerbes auf den Mindestwert, den die Europäische Union (EU) zulässt (0,05 Cent pro Kilowattstunde). Auch bei den Kosten für den Kohlendioxid (CO2)-Emissionshandel der EU wird entlastet, mit der sogenannten Strompreiskompensation und dem „Super-Cap“ für besonders im internationalen Wettbewerb stehende Unternehmen. Insgesamt senkt das die Preise aber nicht auf ein international wettbewerbsfähiges Niveau.

Gas fürs Recycling

Bei Gas, das als Brennstoff in der Aluminiumindustrie vor allem für das Recycling verwendet wird, hat der Angriff Russlands auf die Ukraine die Preise – wie beim Strom – ebenfalls stark ansteigen lassen. Inzwischen sind sie wieder deutlich gefallen, liegen aber noch immer deutlich höher als etwa in den USA, Kanada oder China. Zwar erhält das produzierende Gewerbe Steuerentlastungen bei der Gasnutzung, der sogenannte Spitzenausgleich für energieintensive Unternehmen ist aber seit Anfang 2024 ausgelaufen. Zudem wird in Deutschland eine Gasspeicher-Umlage erhoben, die stark preissteigernd wirkt. Die Umlage trifft hauptsächlich die Recycling-Unternehmen der Aluminiumindustrie, die wiederum entscheidend dazu beitragen, die CO2-Emissionen der Branche zu senken.

 

Ein differenzierter Blick auf den Energiebedarf

Der Energieaufwand für die Aluminiumherstellung treibt wegen des hohen Strompreises in Deutschland die Kosten für hiesige Unternehmen in die Höhe. Im Zusammenhang mit dem Strombedarf werden oft auch die Treibhausgas-Emissionen diskutiert. Hier lohnt ein differenzierter Blick:

  • Die Elektrolyse für die Herstellung von Primäraluminium ist ein Stromfresser. Der größte Teil der Treibhausgas-Emissionen entsteht bei der Erzeugung des dafür nötigen Stroms. Die Emissionen sind dabei abhängig vom Strommix, d.h. aus welcher Primärenergie der Strom hergestellt wird; also ob er aus Kohle, Wind, Sonne, Wasser oder Atomkraft entsteht.
  • Durch erhebliche Einsparungen beim Strombedarf leisten die Hersteller schon seit Jahren ihren Beitrag zur CO2-Emissionsreduktion.
  • Den hohen Strombedarf bei der Elektrolyse macht Aluminium durch sein langes Leben und einen deutlich geringeren Energieaufwand beim Recycling wieder wett. Etwa drei Viertel des gesamten seit dem 19. Jahrhundert produzierten Aluminiums ist noch immer im Einsatz. Und beim Recycling fallen nur fünf Prozent der Energie an, die benötigt wird, um neues Aluminium herzustellen. Immer weiter verfeinerte Methoden ermöglichen es, zu recycelndes Aluminium sortenrein zu trennen. Beim Einschmelzen von altem Aluminium kommt überwiegend Erdgas als Brennstoff zum Einsatz, hier kann grüner Wasserstoff beigemengt werden. Damit ist Aluminium CO2-ärmer zu recyceln.
  • Aluminium trägt direkt zur Energiewende bei: Für Windräder und Solaranlagen wird es häufig verwendet, denn Aluminium ist leicht, langlebig, korrosionsbeständig und damit ein ideales Material für verschiedene Umweltbedingungen. Auch die an einem Mast über der Erde verlaufenden Stromleitungen, sogenannte Freileitungen, benötigen wegen der guten elektrischen Leitfähigkeit Aluminium. Aluminium schlägt hier Kupfer, weil es viel leichter ist. Somit ist Aluminium auch für Stromtrassen unerlässlich, um den aus Wind und Sonne erzeugten Strom zu verteilen.

Aluminiumindustrie in Deutschland erhalten

Um die Produktion in Deutschland aufrechterhalten zu können, ist die Aluminiumindustrie auf stabile Rahmenbedingungen angewiesen, insbesondere in der Energiepolitik. Ein Abwandern der Unternehmen bedroht nicht nur den Wirtschaftsstandort und Arbeitsplätze. Es würde auch die Abhängigkeit von Importen und die Anfälligkeit bei gestörten Lieferketten erhöhen. Außerdem würde der Import von Aluminium auch die beträchtlichen Bemühungen um eine klimafreundliche Produktion in Deutschland untergraben.

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Fragen und Antworten

Energieverbrauch und Treibhausgase

Warum ist die Aluminiumproduktion so energieintensiv?

Aluminium wird mittels Elektrolyse aus Bauxiterz gewonnen. Um die erforderlichen Mengen an Aluminium produzieren zu können, sind große Mengen Strom nötig. Recyceltes Aluminium benötigt dagegen im Vergleich lediglich fünf Prozent dieser Energiemenge.

Entstehen durch die Aluminiumproduktion viele Treibhausgase?

Bei der weltweiten Aluminiumproduktion entstehen Treibhausgase, sie machen rund ein Prozent der gesamten globalen Treibhausgaseemissionen aus. Der Großteil davon fällt bei der Erzeugung des nötigen Stroms und der Erzeugung der Rohstoffe an. Dem stehen allerdings ein Vielfaches an Emissionseinsparungen durch Aluminiumanwendungen gegenüber, beispielsweise durch verringerten Kraftstoffbedarf bei Fahrzeugen dank Aluminium-Leichtbau.

Kann Aluminium auch unter Einsatz erneuerbarer Energien produziert werden?

Weltweit werden etwa 50 Prozent, in Europa sogar mehr als zwei Drittels des Stroms für die Produktion von Aluminium aus regenerativen Energiequellen gewonnen. Vor allem Wasserkraft spielt dabei eine zentrale Rolle. Die Produktion von Windrädern und Solaranlagen benötigt zudem viel Aluminium. Da das Stromangebot aus Sonnen- und Windenergie naturgemäß stark schwankt, kann durch eine Anpassung der Aluminiumproduktion an das Stromangebot auch eine möglichst effektive Nutzung erneuerbarer Energien erreicht werden.

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