Blickpunkt

Die chemische Industrie muss den spezifischen Energieeinsatz ständig weiter reduzieren,1 denn 
aufgrund begrenzter Rohstoffressourcen ist deren effiziente Nutzung unentbehrlich;
mit erhöhter Energieeffizienz lassen sich Umwelt- und Klimaschutzziele leichter erreichen;
bessere Energieeffizienz senkt die Importabhängigkeit von Energieträgern und erhöht die Versorgungssicherheit;
energieeffiziente Technik und Produkte sind ein Zukunftsmarkt;
gesenkte Energiekosten erhöhen die Wettbewerbsfähigkeit.
 Die chemische Industrie hält dazu an der Selbstverpflichtungserklärung vom November 2000 fest.2 Diese Erklärung beschreibt das Prinzip der nachhaltigen Entwicklung (Sustainable Development) und die Entkopplung des Energieverbrauchs vom Produktionswachstum.
Energiekosten machen in der chemischen Industrie im Durchschnitt 10 % der Betriebskosten aus. Während der Anteil in der Pharmaindustrie maximal 2 % beträgt, schlägt der Energieverbrauch in der Grundstoffchemie mit bis zu 40 % zu Buche.3 Um für eine effiziente Energienutzung Potenziale an der richtigen Stelle zu heben, sind die gesamte Anlage und der zugehörige Gebäudekomplex systematisch zu prüfen (Abbildung 1).
Zu den bekanntesten Maßnahmen, welche die Energieeffizienz erhöhen, gehören verfahrenstechnische wie Wärmeintegration und Wirkungsgradverbesserungen. Komplexere Prozesse sowie Wärme- und Stoffverkopplungen zwischen mehreren Anlagen stellen aber auch immer höhere Anforderungen an die Automatisierungstechnik. Vor allem interdisziplinäre Ansätze, in denen die Automatisierung eine zentrale Rolle spielt, identifizieren und heben Potenziale.6 Obwohl die Chemieindustrie in den letzten Jahren ihre Anlagen bereits energieeffizienter machte, ließen sich durch Prozessautomation noch 10 bis 25 % Energie einsparen.5


<h2>Energieeffizienz auf allen Ebenen</h2>
Die Arbeitsgebiete der Automatisierungstechnik lassen sich als Pyramide mit mehreren Ebenen darstellen (Abbildung 2).
Die Produktionsanlage bildet die Basis. Darüber stehen die Mess- und Stellgeräte für die Grundfunktionen der Automatisierung. Dazu gehören Sensoren (z. B. für Druck, Temperatur) sowie die entsprechenden Aktoren (z. B. Ventile, Antriebe). Damit die Anlage energieeffizient arbeiten kann, muss die Messtechnik an der richtigen Stelle angemessen genaue Daten an das Prozessleitsystem (PLS) übergeben.
Die PLS-Ebene enthält Funktionen wie Messen, Stellen, Steuern, Überwachen sowie die dazugehörigen Anzeige-, Protokoll- und Bedienfunktionen. Die Ebene umfasst die Basisregelung, die Messwerte mit geeigneten Stellgrößen verknüpft und so den bestimmungsgemäßen Betrieb einstellt.
Über der Basisregelung stehen Methoden der übergeordneten Prozesskontrolle (Advanced Process Control, APC). Diese Ebene macht Vorgaben für den optimierten Betrieb und gibt Startwerte an die Regler im PLS. Das aus Erfahrung und Modellen gewonnene Prozesswissen kann hier genutzt werden, um den Prozessverlauf möglichst nah an das energetische Optimum zu bewegen, ohne die Sicherheit der Anlage und die Qualität des Produkts zu gefährden.
Das Betriebsführungssystem (Manufacturing Execution System, MES) bündelt die Daten aus den Prozesseinheiten. So lassen sich Produktionsprozesse betriebsübergreifend zusammenstellen, visualisieren und archivieren.
Die meisten Anlagen sind heute an Betriebsdateninformationssysteme angeschlossen. Sie liefern Prozessparameter anhand von Messungen sowie Änderungen in der Anlagenkonfiguration in Echtzeit. Eine Datenanalyse auf dieser Ebene eignet sich besonders, um betriebliche Energieeffizienzpotenziale zu ermitteln, den Energieverbrauch zu überwachen und das Reporting von Effizienzmaßnahmen. Fachgremien wie Namur (Kasten) und der Verband der Deutschen Industrie erarbeiteten einheitliche MES-Funktionen, die Produktionsprozesse effizienter machen können.8
Auf der Ebene des Enterprise Resource Planning System (ERP) an der Pyramidenspitze lässt sich der Energieverbrauch eines Unternehmens verfolgen und kontrollieren: Das ERP fasst die Daten aus dem MES zusammen.


<h2>In der Praxis</h2>
Der Ist-Zustand eines Prozesses enthält grundsätzlich Daten zu Energiebezug und -verbrauch. Eine Grobanalyse identifiziert die Hauptenergieverbraucher und -kostenverursacher. Dadurch erscheinen die zentralen Ansatzpunkte zum Sparen, und es wird klar, welche Maßnahmen zuerst durchzuführen sind. Da sich die Randbedingungen im Lauf der Zeit ändern können, muss diese Potenzialanalyse regelmäßig wiederholt werden.
 Die Feinanalyse wertet den Energieverbrauch aus und stellt ihn grafisch dar. Sie ordnet den Verbrauch Prozessabläufen und Umgebungseinflüssen zu. Energieineffiziente Prozesse werden so identifiziert, Energie-Performance-Indikatoren und das dazugehörige Energiemonitoring erstellt. Daraus Daraus lassen sich Ansatzpunkte für eine energieoptimierte Prozessführung ableiten. Maßnahmen werden dann anhand technischer, ökonomischer und ökologischer Kriterien gewählt. Kriterien gewählt und priorisiert. Anschließend müssen der dauerhafte Erfolg kontrolliert und die Einsparungen dokumentiert werden. Dies dient als Grundlage für Nachfolgeprojekte.
Für nachhaltige technische Lösungen in der Prozessindustrie sind eine starke Unterstützung auf Managementebene und entsprechende personelle Ressourcen mit spezifischem Know-how der chemischen Industrie notwendig.
Gunther Windecker ist Obmann des Namur- Arbeitskreises 4.17 Energieeffizienz. Bei der BASF ist er Teamleiter zur Einführung des Themenfelds “Energiemanagements und Energieeffizienz”. Über konzeptionelle Ansätze für ein intelligentes Energiemanagement spricht Windecker während der 3. Fachtagung “Produktion in der chemischen Industrie” der Chemacademy am 18. Februar in Köln. <a href="mailto:gunther.windecker@basf.com">gunther.windecker@basf.com</a>


<h2>Energie sparen mit Arbeitsblatt</h2>
Um den Beitrag der Automatisierungstechnik zur Energieeffizienz herauszuarbeiten, hat der Namur-Arbeitskreis 4.17 “Energieeffizienz” ein Arbeitsblatt mit allgemein gültiger Vorgehensweise und automatisierungstechnischen Praxisbeispielen verfasst.7) Es enthält den Ablauf von Energieeffizienzprojekten in Anlehnung an die Richtlinie VDI 3922. Dabei unterstützen Checklisten den Leser; Beispiele aus der chemischen und chemisch-pharmazeutischen Industrie zeigen, wie automatisierungstechnischen Methoden Energie sparen. Dieser Teil ist nach verfahrenstechnischen Funktionen und Aufgaben gegliedert und umfasst Beispiele zu Stromverbrauchern, Reaktion, Destillation, Verbrennungsprozessen und zur Dampferzeugung.
Die Namur ist der Interessenverband der Anwender der Automatisierungstechnik. Er repräsentiert mehrere Tausend Fachleute der Prozessleittechnik; davon arbeiten etwa 300 in einem der 37 Arbeitskreise zu Messen, Steuern, Regeln, Automatisierung, Kommunikation, Prozessführung und Elektrotechnik.



<ul>
<li>
1 

O. Kahrs, S. Hoffmann: Energieeffizienz — Kurzbericht aus dem Namur-Arbeitskreis 4.17, atp-Edition 1—2/2010.
</li>
<li>
2 

VDI 2001: Weiterentwickelte Selbstverpflichtungserklärung der chemischen Industrie im Rahmen der Klimaschutzvereinbarung der deutschen Wirtschaft vom November 2000, Verband der chemischen Industrie (2001); <ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.vci.de/default∼cmd∼shd∼docnr∼65734.htm" target="_blank">www.vci.de/default∼cmd∼shd∼docnr∼65734.htm</a></ext-link> (abgerufen am 16.05.2011).
</li>
<li>
3 

 
J. Rudolph, 
<source>Chemie Ingenieur Technik 
(2006), 
78, 
381–<lpage>388.</lpage>
</li>
<li>
4 

 
A. Jupke, 
H.-J. Leimkühler, 
<article-title>Nachhaltige Implementierung von Energie- und Klimaeffizienz, Processnet-Jahrestagung, Mannheim, 2009; Kurzfassung</article-title>
in: <source>Chemie Ingenieur Technik 
(2009), 
81, 
1106.
</li>
<li>
5 

ZVEI, Infobroschüre‘ Mit Hightech für Umwelt- und Klimaschutz. Automation: Wir machen's energieeffizient!, Frankfurt am Main, 2010.
</li>
<li>
6 


K. Schächtele, 
S. Krämer, 
<source>Energieoptimierung in der Chemieindustrie, atp Edition, <publisher-name>Vulkan-Verlag</publisher-name>, <publisher-loc>Essen</publisher-loc>, (2012) 35–<lpage>43</lpage>.

</li>
<li>
7 

Namur NA 140, Vorgehensweise zur Steigerung der Energieeffizienz in chemischen Anlagen, 2012.
</li>
<li>
8 

Namur Arbeitsblätter NA 94, NA 110, NA 128, Namur Empfehlung NE 59, VDI-Richtlinie 5600.
</li>
</ul>

Artikel

Energiekosten senken

Die chemische Industrie muss den spezifischen Energieeinsatz ständig weiter reduzieren,1 denn aufgrund begrenzter Rohstoffressourcen ist deren effiziente Nutzung unentbehrlich; mit erhöhter Energieeffizienz lassen sich Umwelt- und Klimaschutzziele leichter erreichen; bessere Energieeffizienz sen...

Der nächste Schritt bei der Umsetzung der europäischen Chemikalienpolitik ist die Zulassung von besonders besorgniserregenden Stoffen (substances of very high concern, SVHC) [Nachr. Chem. 2009, 57, 45]. Dabei gibt es für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) verstärkt Herausforderungen, die nicht direkt mit der Zulassung selbst zusammenhängen. Sie sind darauf zurückzuführen, dass Reach das erste Gesetz ist, das direkt von der europäischen Kommission bestimmt und umgesetzt wird. So sind verbindliche Zwischenentscheide über die Verwendung eines SVHC durch nationale oder europäische Fachbehörden nicht vorgesehen. Ausschließlich die Mehrheit der Kommissare der EU-Kommission entscheidet über eine Zulassung. Alle Diskussionen oder behördlichen Vorgehen — national wie europäisch — haben lediglich Empfehlungscharakter. Dies ist für viele Betriebe ungewohnt.
Ein weiterer Faktor ist die Beweislastumkehr: Mussten Betriebe nach deutschen Gesetzen bisher handeln, wenn ein Risiko nachgewiesen war, müssen sie nach Reach nun nachweisen, dass kein Risiko besteht oder dass sie es ausreichend beherrschen.


<h2>Die Autorisierung erreichen</h2>
Besonders für kleine und mittlere Betriebe ist es schwierig nachzuweisen, dass sie ein Risiko angemessen beherrschen. Außerdem ist nachzuweisen, dass es keinen Ersatz für die betreffende Substanz gibt. Letzteres trifft häufig auf aus Chrom(VI)-Elektrolyten abgeschiedene Chromschichten zu. Zentraler Punkt für das weitere Vorgehen ist, dass das betroffene Unternehmen genau beschreibt, wie es die Substanz in der betrieblichen Praxis anwendet. Eine Maßgabe, wie detailliert die Beschreibung sein muss, gibt es nicht.
Die betroffenen Betriebe haben mehrere Möglichkeiten, um einen SVHC zu verwenden:
1. Der Lieferant des Stoffs beantragt und erhält eine Autorisierung. Der nachgeschaltete Anwender verwendet den Stoff im Rahmen dieser Autorisierung. Diese Lösung ist für Standardverwendungen denkbar. Sie kann allerdings die Entwicklung einschränken, da die Autorisierung neue Anwendungen nicht berücksichtigt.
2. Der Anwender beteiligt sich an einem Verbund betroffener Betriebe. Solche Kooperationen gibt bereits; sie unterscheiden in Interessenslage und Vorgehensweise.
3. Der Anwender beantragt die Autorisierung seiner spezifischen Anwendung selbst. Dies bedeutet gerade für die nachgeschalteten Anwender einen hohen, von KMU zumeist nicht realisierbaren Aufwand.
4. Eine Verwendung, die viele unter Standardbedingungen nutzen, erhält eine allgemeine Zulassung. Allerdings muss eine Zulassung an eine juristische Person erteilt werden, so dass diese Lösung nicht wahrscheinlich ist.
Für welche der Möglichkeiten sich ein Betrieb auch entscheidet — er muss immer seine eigene Verwendung so definieren, dass das Risiko als angemessen beherrscht gilt und damit eine Zulassung zu erwarten ist. Diese Definition muss er entweder an seinen Lieferanten weiterleiten (bei Punkt 1) oder dem Verbund zur Verfügung stellen (bei Punkt 2). Der zum Teil hohe Spezialisierungsgrad des nachgeschalteten Anwenders macht Verallgemeinerungen schwierig, sodass spezielle Anwendungen nicht in die Lieferanten- oder Verbundsicherheitsberichte aufgenommen werden. Im Zeitraum 2011 bis 2012 gingen bei der europäischen Chemikalienbehörde Echa genau 100 Stoffsicherheitsberichte (Chemical Safety Reports, CSR) von nachgeschalteten Anwendern ein. In 91 Fällen war der Grund, dass der Vorlieferant die jeweilige Verwendung trotz Gesprächen nicht in den CSR aufgenommen hatte.


<h2>Kooperationen bei Chromaten</h2>
Unterschiedliche Interessen, wirtschaftliche Abhängigkeiten, politische Intentionen und unklare Bewertungen der Datenlage versperrten einen gemeinsamen Weg bei der Autorisierung von Chromaten. So bildeten sich Zusammenschlüsse, die — jeder für sich — einen Konsens erreichten. Dies kann eine vertikale Struktur entlang der Lieferkette (Punkt 1) oder ein Zusammenschluss von anwendenden Betrieben mit eher horizontaler Struktur sein (Punkt 2).
Die vertikale Struktur konzentriert sich auf Standardanwendungen. Den Antrag auf Zulassung stellt ein Lieferant, der möglichst am Beginn der Lieferkette steht. Hierbei besteht allerdings die Gefahr, dass sich Anwender mit Spezialanwendungen nicht wiederfinden, die Alternativen nicht genügend abzugrenzen sind oder der sozioökonomische Nutzen nicht ausreichend zu spezifizieren ist.
Die horizontale Struktur berücksichtigt möglichst viele spezifische Verwendungen. Sie legt deshalb den Schwerpunkt auf allgemeinere Bewertungskriterien. Zu klären ist dabei die Form des Zulassungsantrags.
Es kristallisieren sich immer mehr spezifische Verbünde heraus. Manche bearbeiten sogar nur eine einzelne Anwendung mit einer großen wirtschaftlichen Bedeutung. Einige der Verbünde zur Zulassung von Chrom(VI)-Verbindungen sind
Vecco:1 Verein zur Wahrung von Einsatz und Nutzung von Chromtrioxid und anderen Chemikalien in der Oberflächentechnik. Substanzen: Chromtrioxid, von Chromtrioxid abstammende Säuren und deren Oligomere, zukünftig relevante Substanzen zur Oberflächenbehandlung
CTAC:1 The Chromium Trioxide Reach Authorization Consortium; Substanz: Chromtrioxid
Fuschidec:2 Funktionale Schichten mit dekorativem Charakter in der Sanitärindustrie; Substanz: Chromtrioxid
Isla Mathieson (Regulatory Scientist) / TSGE (UK);1 Substanzen: Chromtrioxid und Chrom(VI)-Hydroxysulfat
Hinzu kommen Initiativen aus spezifischen Anwendungsbereichen wie der Luft- und Raumfahrtindustrie.
Es ist zu erwarten, dass die Zahl der Konsortien weiter zunehmen wird, da die Möglichkeiten der einzelnen Konsortien begrenzt sind durch von Reach unabhängige finanzielle und rechtliche Aspekte sowie durch unterschiedliche Interessen.


<h2>Nach der Zulassung</h2>
Wichtig ist für KMU auch die Zeit nach der Zulassung. Viele Anwender verwenden mehrere Stoffe, bei denen eine Zulassung diskutiert werden kann. Jedes Konsortium muss sich deshalb bereits jetzt darauf vorbereiten, weitere Substanzen zu bearbeiten. Neben den rein fachlichen Arbeiten ist es erforderlich die Entscheidungswege zu betrachten sowie Basisdaten zur europaweiten Beurteilung des Risikos der jeweiligen Substanzen zu erarbeiten.
Nach der Zulassung sind Entwicklungen notwendig, die das Risiko weiter verringern oder Alternativen aufzeigen. Denn nach Reach wird nur eine zeitlich befristete Zulassung von Stoffen für bestimmte Anwendungen erteilt. In regelmäßigen Abständen überprüft die Echa, ob sich aufgrund von technischen Entwicklungen die Voraussetzungen für eine Zulassung geändert haben und daraus eine andere Beurteilung resultiert. Das Konsortium muss Wege entwickeln, die kleinen und mittleren Betriebe nach der Zulassung zu begleiten. Dies kann ein Konsortium mit horizontaler Struktur aufgrund ähnlicher Betroffenheit der Betriebe eher leisten. So will Vecco weitere Substanzen bearbeiten und begleitet die Betriebe langfristig.


<h2>Fazit</h2>
Eine Zulassung nach Reach stellt die Vertreter einer klein- und mittelständisch orientierten Branche wie der Oberflächentechnik vor besondere, branchenspezifische Probleme.
Ein vertrauensvoller Austausch innerhalb der Lieferkette sowie zwischen den Anwendern und den Behörden ist zwingend notwendig. Innerhalb eines Konsortiums kommt es auf eine gleichberechtigte Auseinandersetzung mit den Sorgen jedes einzelnen Betriebs an.
Schließlich ist es für ein Konsortium notwendig, eine Zulassung langfristig zu begleiten, zu erhalten und damit die geforderten technischen Weiterentwicklungen soweit wie möglich zu unterstützen und gemeinsam mit den Betrieben zu realisieren, um deren Existenz langfristig zu sichern.
Uwe König ist promovierter Chemiker mit dem Schwerpunkt Technologieentwicklung. Als Mitgesellschafter der Eupoc vertritt er die Bereiche Technologie, Entwicklung und Nachhaltigkeit in Deutschland und Europa. <a href="mailto:koenig.uwe@eupoc.de">koenig.uwe@eupoc.de</a>


<h2>Einwand oder Einspruch?</h2>
Frage 72:
Ich beziehe mich auf Ihren letzten Beitrag [Nachr. Chem. 2013, 61, 1240], in dem Sie die Möglichkeit vorgestellt haben, während des Prüfungsverfahrens einen Einwand gegen eine Patentanmeldung zu erheben. Ich hatte bislang gedacht, ein Patent sei vor allem durch einen Einspruch nach der Erteilung angreifbar. Gibt es eigentlich Gründe für einen kostenpflichtigen Einspruch, wenn man auch einen derartigen Einwand vor der Erteilung erheben kann?
Antwort:
Aus gutem Grund bleibt das Einspruchsverfahren, welches sich an eine Patenterteilung anschließt, das Standardverfahren, wenn es um die Abwehr von Patenten geht, die “eigentlich” nicht hätten erteilt werden sollen. Der Hauptgrund, das Einspruchsverfahren zu wählen, liegt darin, dass der Einsprechende Verfahrensbeteiligter ist. Damit kann der Einsprechende am besten auf das Verfahren Einfluss nehmen, z. B. Anträge und Beweismittel in das Verfahren einbringen. Vor allem kann der Einsprechende die Argumente und Beweismittel des Patentinhabers durch eigene Angaben entkräften oder widerlegen.
So kommt es manchmal vor, dass eine chemische Verbindung, die zum Patent angemeldet wurde, bereits vor der Anmeldung in einer Publikation beschrieben war, dort aber mit einer falschen Strukturformel angegeben ist. Wenn die Nachsynthese der Vorschrift klar und eindeutig zu der später patentgeschützten Verbindung führt, dann ist die frühere Publikation Stand der Technik und das Patent muss widerrufen werden. Den Beweis, dass die Nachsynthese eines publizierten Verfahrens klar und eindeutig zu einer bestimmten Verbindung führt, obwohl deren Strukturformel in einer Publikation falsch angegeben wurde, ist praktisch nur im Einspruchsverfahren zu führen.
Gegen eine Bestätigung des Patentes durch die zuständige Abteilung kann der Einsprechende Beschwerde einlegen und somit die Überprüfung durch eine zweite unabhängige Kammer bewirken. Dies ist eine sehr starke Stellung, die in keiner Weise vergleichbar ist mit den im früheren Beitrag geschilderten Möglichkeiten eines Einwandes vor der Patenterteilung. Darüber hinaus bleiben dem Patentinhaber weniger Verteidigungsmöglichkeiten, wenn das Patent erst einmal erteilt wurde. Dies alles spricht dafür, im Zweifelsfall einen Einspruch einzulegen. Ein Einwand vor Patenterteilung kann dann sinnvoll sein, wenn der Sachverhalt klar und eindeutig ist und die Patenterteilung noch längere Zeit auf sich warten lässt. Die Kostenersparnis der amtlichen Einspruchsgebühren (Deutsches Patent: 200 Euro Europäisches Patent: 745 Euro) ist normalerweise nicht entscheidend.
Sinnvoll kann ein solcher Einwand auch sein, wenn die Patentansprüche unklar formuliert sind: Kurioserweise ist die Unklarheit von Patentansprüchen kein Einspruchsgrund.
Fragen für Thomas Seuß an: <a href="mailto:nachrichten@gdch.de">nachrichten@gdch.de</a>. Info zur kostenfreien Beratung unter <ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.gdch.de/rechtsberatung" target="_blank">www.gdch.de/rechtsberatung</a></ext-link>



<ul>
<li>
1 

<ext-link ext-link-type="uri"><a href="http://chemicalwatch.com/reach_consortia" target="_blank">http://chemicalwatch.com/reach_consortia</a></ext-link>.
</li>
<li>
2 

<ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.baua.de" target="_blank">www.baua.de</a></ext-link>, <ext-link ext-link-type="uri"><a href="http://delivr.com/28629" target="_blank">http://delivr.com/28629</a></ext-link>.
</li>
</ul>

Artikel

Energiekosten senken

Überprüfung Ihres Anmeldestatus ...