Wie nachhaltig sind pharmazeutische und biotechnologische Anlagen, und wie lässt sich ihr CO2-Fußabdruck messen und senken? Dr. Cornelia Haas von VTU erklärt, wo in bestehenden Fabriken die größten Hebel liegen und wie Neubauten mit Green Value Engineering bis zu zwei Drittel weniger Emissionen erreichen.
Das Wichtigste aus der Folge
Die Pharmaindustrie verursacht rund 0,9 % der weltweiten Emissionen, etwa 2 Gigatonnen CO2 pro Jahr. Eine typische Anlage für Wirkstoffproduktion emittiert rund 24.000 Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr in Scope 1 und 2, so viel wie eine Stadt mit 3.000 Einwohner:innen. Nachhaltigkeit gehört deshalb als vierte Dimension neben Scope, Zeit und Kosten in jedes Anlagenprojekt.
Strategische Kernthemen & Engineering-Hebel
- Bestandsanlagen: In der biologischen Wirkstoffproduktion entstehen die meisten Emissionen nicht im Prozess, sondern in Heizung, Kühlung, Lüftung sowie in den Wasser- und Dampfsystemen. Der größte Treiber ist die Verbrennung von Erdgas zur Dampferzeugung.
- Synergien vor Energiewechsel: Erst Verbräuche senken, dann die Dampferzeugung auf Elektroboiler, Wärmepumpen oder Biomasse umstellen. Beispiele sind Wärmepumpen, die Wärme und Kälte gleichzeitig nutzen, Flash-Dampf aus Kondensat und Wärmetauscher bei Reinigung und Sterilisation.
- Wirtschaftlichkeit: Mit positivem Return on Investment lassen sich in Bestandsanlagen rund 20 % der Emissionen einsparen. Der Rekord bei der Amortisation liegt bei zwei Jahren, die meisten Maßnahmen rechnen sich innerhalb weniger Jahre. Wer ohnehin fälliges Equipment ersetzt, holt noch mehr heraus.
- Neubau mit Green Value Engineering: Engineering-Reviews bewerten Alternativen zusätzlich nach Energie und Ressourcen, Konstruktion und Materialien sowie Chemikalien und Abfällen. Jede Option erhält Scores für Green Impact, Economic Potential und Design Maturity. So lassen sich weit über zwei Drittel der Emissionen vermeiden, ohne signifikante Mehrkosten.
- Prozessentwicklung: Ein vollständiges Life Cycle Assessment ist früh oft nicht machbar. Die Process Mass Intensity rechnet Wasser, Dampf, Kunststoffe und Puffermaterialien in CO2-Äquivalente um und dient als pragmatische Steuergröße, ergänzt durch Benchmarks mit ähnlichen Prozessen.
Fazit
Nachhaltigkeit in pharmazeutischen Anlagen ist kein Widerspruch zu Qualität und Wirtschaftlichkeit. Der größte Hebel liegt in Europa bei den bestehenden Anlagen und ihren Energie- und Dampfsystemen. Bei Neubauten entscheidet die frühe Planungsphase, ob eine Anlage zwei Drittel weniger emittiert.
Häufige Fragen
Wie viel CO2 verursacht die Pharmaindustrie? Rund 0,9 % der weltweiten Emissionen, etwa 2 Gigatonnen CO2 pro Jahr. Eine typische Wirkstoffanlage emittiert rund 24.000 Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr in Scope 1 und 2.
Wo entstehen die meisten Emissionen in einer biotechnologischen Anlage? In den Versorgungssystemen: Reinraumbelüftung, Heizung und Kühlung sowie Wasser- und Dampfsysteme. Der größte Einzeltreiber ist Erdgas für die Dampferzeugung. In der chemischen Synthese stammen dagegen rund 70 % der Emissionen aus Herstellung und Recycling von Lösungsmitteln.
Wie viel CO2 lässt sich in bestehenden Pharmaanlagen einsparen? Mit Maßnahmen, die sich wirtschaftlich rechnen, rund 20 %. Typisch sind Wärmepumpen, die Nutzung von Flash-Dampf und Wärmerückgewinnung bei Reinigung und Sterilisation.
Was ist Green Value Engineering? Eine von VTU publizierte Methode für Neubauten. Technische Alternativen werden früh nach Green Impact, Economic Potential und Design Maturity bewertet. Neue Anlagen können so weit über zwei Drittel weniger Emissionen verursachen.
Was ist die Process Mass Intensity? Eine vereinfachte Alternative zum Life Cycle Assessment für die frühe Prozessentwicklung. Sie rechnet die eingesetzten Massen an Wasser, Dampf, Kunststoffen und Materialien in CO2-Äquivalente um.
Shownotes
Kontakt Cornelia: https://www.linkedin.com/in/cornelia-haas-b1b84a135/
VTU: https://www.vtu.com
Studie Green Value Engineering: https://www.mdpi.com/2071-1050/15/20/14827
Eine Folge des Product Engineering Podcast: www.productengineeringpodcast.de
Kontakt Gregor: mail@productengineeringpodcast.de
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