F&E-Projekt DekarPIO: Dekarbonisierung der Papierindustrie
@Adobestock/Nayana
Die Papier- und Zellstoffindustrie steht vor der großen Herausforderung eine Dekarbonisierung der Industrie unter Berücksichtigung wirtschaftlicher und technischer Machbarkeit zu erreichen. Das AIT (Austrian Institute of Technology) hat gemeinsam mit der österreichische Papier- und Zellstoffbranche im Projekt DekarPIO ein Dekarbonisierungs-Webtool entwickelt, das Unternehmen dabei unterstützt, ihre Dekarbonisierungsstrategie effizient und standortspezifisch ganzheitlich zu planen. Das Webtool basiert auf mathematischer Optimierung.
DekarPIO wurde als 3-jähriges Collective Research Projekt mit finanzieller Unterstützung der FFG durchgeführt und wurde Ende Jänner 2025 erfolgreich abgeschlossen. Das AIT übernahm als Forschungsinstitut die wissenschaftliche Leitung des Projekts. Fünf Industriepartner aus der Papier- und Zellstoffindustrie brachten ihre spezifischen Anforderungen und Praxiserfahrungen ein, sodass die entwickelten Lösungen auf reale Produktionsbedingungen anwendbar sind. Die ÖZEPA (Österreichische Vereinigung der Zellstoff- und Papierchemiker und -techniker) übernahm die Projektkoordination und förderte den Austausch zwischen Wissenschaft und Industrie.
Hintergrund für das Projekt: DekarPIO
In der energieintensiven Papierproduktion spielen fossile Brennstoffe für die Energieversorgung nach wie vor eine zentrale Rolle, bspw. zur Wärme- und Dampferzeugung, aber auch zur Stromerzeugung. Gleichzeitig steigen Energiekosten, und regulatorische Vorgaben erfordern Maßnahmen zur CO₂-Reduktion. Unternehmen stehen vor der Aufgabe, technisch und wirtschaftlich durchführbare Dekarbonisierungspfade zu entwickeln, die sich langfristig rechnen.
Projektergebnisse von DekarPIO
Webtool für individuelle Dekarbonisierungspfade mittels mathematischen Optimierungsmodells
Das Projekt DekarPIO kombiniert wissenschaftliche Modellierung mit praxisnaher Anwendung. Das entwickelte Dekarbonisierungs-Webtool ermöglicht es, für verschiedene Fabrikstypen standortspezifische Dekarbonisierungspfade zu berechnen. Dabei wurden Berechnungen für Papierfabriken durchgeführt. Allgemein sind Berechnungen für folgende Fabrikstypen möglich:
✔ Reine Papierfabriken (ohne Zellstoffproduktion)
✔ Integrierte Papier- und Zellstoffwerke
✔ Reine Zellstoffwerke
Das hinter dem Tool liegende Optimierungsmodell berücksichtigt Standortbedingungen, Energiekosten, verfügbare Technologien und Dekarbonisierungsziele der Unternehmen. Maßnahmen wie den Einsatz von Hochtemperatur-Wärmepumpen, Reststoffkesseln oder erneuerbaren Energiequellen werden wirtschaftlich bewertet und so die optimale Dekarbonisierungsstrategie für den abgebildeten Standort zu identifiziert.
Die Ergebnisse zeigen, dass durch gezielte Maßnahmen und Investitionen erhebliche Mengen an CO₂ eingespart und Energiekosten optimiert werden können. Diese Umstellung auf klimafreundlichere Technologien amortisieren sich, je nach Randbedingungen, durch langfristige Einsparungen.
Branchenleitfaden für Unternehmen
Neben der Entwicklung des Dekarbonisierungs-Webtools wurde vom AIT ein Branchenleitfaden erstellt, der praxisnahe Empfehlungen für Unternehmen liefert. Dieser Leitfaden fasst die wichtigsten Erkenntnisse des Projekts zusammen und zeigt verschiedene technologische Optionen zur Dekarbonisierung auf. Unternehmen erhalten damit eine fundierte Grundlage für die Planung und Umsetzung von Dekarbonisierungsmaßnahmen in ihren Werken.
Herausforderungen und Erkenntnisse
Die Wahl der richtigen Technologie ist stark standortabhängig, da jede Papierfabrik über andere Voraussetzungen verfügt: bspw. Anbindung an Energieinfrastruktur, Platzverfügbarkeit, Prozesse und Produkte. Auch Marktbedingungen wie schwankende Energiekosten oder sich ändernde regulatorische Vorgaben können Einfluss auf Investitionsentscheidungen haben.
Das entwickelte Dekarbonisierungs-Webtool und der Branchenleitfaden bieten Unternehmen eine Entscheidungsgrundlage, um technische und wirtschaftliche Potenziale gezielt zu analysieren. Das Tool kann dabei unterstützen, verschiedene Szenarien zu simulieren und die Dekarbonisierungsstrategie entsprechend anzupassen. Der Branchenleitfaden gibt ergänzend Hintergrundinformationen zu Technologien und bisherigen Erkenntnissen.
Die Ergebnisse in DekarPIO zeigen, dass modellunterstützte Planung und technologiebasierte Lösungen einen wichtigen Beitrag leisten können, um die Papierproduktion nachhaltiger und gleichzeitig wirtschaftlich tragfähig zu gestalten. Unternehmen können so ihre Dekarbonisierungsstrategien effizient und standortspezifisch ganzheitlich planen.
