SI/502465

Schlussbericht

Die Integration von Energieeffizienzmaßnahmen, Energiewandlungs- und erneuerbaren Technologien ist ein bewährter Ansatz zur Reduktion von Scope-1-Emissionen. Mit zunehmender Integration steigen jedoch die Scope-2-Emissionen aus dem Betrieb, die Scope-3-Emissionen entlang der Wertschöpfungskette sowie die Gesamtkosten. Da die meisten Unternehmen ihre Treibhausgasemissionen bereits gemäß dem GHG-Protokoll (Scopes 1–3) erfassen, gewinnen Scope 2 und 3 zunehmend an Bedeutung. Dies macht lebenszyklusbasierte Integrationsstrategien unerlässlich und unterstreicht die Notwendigkeit für Unternehmen, Gesamtemissionen und Gesamtkosten im Jahresvergleich auszubalancieren. Aufbauend auf der Rolle der HSLU als Kompetenzzentrum für Pinch-Analyse in der Zentralschweiz wurde in diesem Projekt ein robustes und flexibles Rahmenwerk entwickelt, das Pinch-Analyse (PA), Life Cycle Assessment (LCA) und Multi-Objective Optimization (MOO) in einem einzigen Entscheidungsunterstützungswerkzeug vereint. Das Framework identifiziert technisch machbare Integrationsoptionen, quantifiziert Umweltwirkungen und liefert Pareto-Fronten, die Zielkonflikte zwischen Emissionen und Kosten unter verschiedenen Ressourcenrestriktionen (z. B. Sonneneinstrahlung, Zugang zu sauberem Strom, Verfügbarkeit von Biomasse) sichtbar machen. Die Ergebnisse lassen sich in handlungsorientierte Empfehlungen für die Industrie unter realen Rahmenbedingungen übersetzen. Das Framework wurde in zwei Fallstudien zur Schweizer Milchindustrie (kontinuierlicher und nicht-kontinuierlicher Prozess) getestet. Direkte und indirekte Wärmerückgewinnung bildeten die kostengünstigste Grundlage. Wärmepumpen im niedrigen bis mittleren Temperaturbereich reduzierten die Scope-1-Emissionen um ca. 30 % bei einer Amortisationszeit von 2,1 Jahren. Solarthermie erwies sich als stark von der Sonneneinstrahlung abhängig, während Biomasse die tiefsten Reduktionen ermöglichte – bis zu 82 % weniger Emissionen, jedoch mit höheren Kosten und einer Amortisationszeit von bis zu 21 Jahren. Die Kombination mehrerer Technologien erwies sich durchgängig als kosteneffizienter als Einzellösungen. Über alle Szenarien hinweg zeigte sich, dass ab einem Integrationsgrad von rund 72 % indirekte Scope-2- und Scope-3-Emissionen dominierten, was die Notwendigkeit lebenszyklusbasierter Planung unterstreicht. Insgesamt zeigt das Projekt, dass Dekarbonisierungsstrategien nicht nur auf direkte CO2-Reduktionen abzielen dürfen, sondern auch vorgelagerte und betriebliche Auswirkungen berücksichtigen müssen. Durch die Kombination von PA, LCA und MOO stellt Eco-Targeting Industrie und Politik ein strukturiertes Instrumentarium zur Verfügung, um optimale Integrationsstrategien zu identifizieren. Künftig kann die Methode auf weitere Sektoren und Technologien ausgeweitet werden und so robuste, kosteneffiziente Pfade zur Klimaneutralität aufzeigen.