Dekarbonisierung der Pharmaindustrie

Die Dekarbonisierung der Pharmaindustrie ist eine komplexe, aber notwendige Herausforderung. Durch die Kombination von Elektrifizierung, Energieeffizienzmaßnahmen, Wärmerückgewinnung, erneuerbaren Energien und digitaler Steuerung kann die Branche ihren CO₂-Fußabdruck erheblich senken. Das AIT Austrian Institute of Technology entwickelt und implementiert innovative Strategien zur nachhaltigen Transformation der Pharmaindustrie. 

Die Pharmaindustrie ist eine der energieintensivsten Branchen und trägt mit einem Anteil von ca. 14% erheblich zu den globalen CO₂-Emissionen bei. Die Hauptenergieträger in der Pharmabranche sind Strom und nach wie vor Erdgas sowie Mineralölprodukte welche auch stofflich eingesetzt werden. 

Der zunehmende Druck seitens der Politik, der Gesellschaft und der Investoren macht eine nachhaltige Transformation unausweichlich. Um eine klimaneutrale Produktion zu erreichen, sind innovative Technologien und effiziente Strategien erforderlich, die sowohl die Emissionen reduzieren als auch die hohen Qualitätsanforderungen der Branche erfüllen.

Das AIT Austrian Institute of Technology ist ein führender Forschungs- und Beratungspartner, der Unternehmen der Pharmaindustrie auf dem Weg zur Dekarbonisierung mit modernsten Lösungen unterstützt.

Die erfolgreiche Dekarbonisierung der Pharmaindustrie erfordert maßgeschneiderte Transformationspläne, die an die spezifischen Gegebenheiten eines Produktionsstandorts angepasst sind. Dabei werden alle relevanten Faktoren wie Energieverbrauch, Prozessanforderungen, verfügbare Infrastruktur und regulatorische Vorgaben berücksichtigt. Eine zentrale Rolle spielt die wirtschaftliche Bewertung von Investitionen in klimaneutrale Technologien, um sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile zu maximieren. Hierbei werden Kosten-Nutzen-Analysen, Amortisationszeiten und Fördermöglichkeiten geprüft, um Unternehmen eine fundierte Entscheidungsgrundlage für ihre nachhaltige Transformation zu bieten. Durch diesen strategischen Ansatz kann die Pharmaindustrie schrittweise ihre Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen reduzieren und langfristig klimaneutral wirtschaften.

Die pharmazeutische Produktion ist stark energieabhängig, wodurch verschiedene Herausforderungen entstehen:

Hoher Energiebedarf für Reinräume und Prozesswärme

• 65 % des Energieverbrauchs entfallen auf die Raumkonditionierung (HVAC), da strenge Reinraumvorschriften eingehalten werden müssen.
• Prozesswärme wird in Form von Dampf bei Temperaturen von 160–180 °C für Sterilisation, Reinigung und Produktion benötigt.

Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen

• Große Teile der Produktion basieren noch auf Erdgas für Heizung, Dampferzeugung und Prozessenergie und mineralölbasierten Produkten für die Herstellung von Wirkstoffen.

Regulatorische und Qualitätsanforderungen

• Strenge GMP-Richtlinien (Good Manufacturing Practices) erfordern eine präzise Kontrolle von Temperatur, Feuchtigkeit und Luftqualität.
• Veränderungen in der Produktion müssen langwierige Zulassungsverfahren durchlaufen.

Schwankender Energiebedarf

• Energieverbrauch variiert je nach Produktionszeitplan, saisonalen Temperaturen und Spitzenlastzeiten.

Besonders im Sommer kann ein erhöhter Kältebedarf zu Engpässen und höheren Kosten führen. Im Winter wird Dampf zur Luftbefeuchtung eingesetzt.

Verschiedene Technologien können dazu beitragen, die Emissionen der Pharmaindustrie zu reduzieren und die Energieeffizienz zu steigern.

Elektrifizierung der Prozesswärme und Dampferzeugung

• Elektrische Dampfkessel ersetzen fossile Brennstoffe und ermöglichen eine emissionsfreie Produktion.
• Hochtemperatur-Wärmepumpen nutzen Abwärme zur Dampferzeugung und Prozesswärmebereitstellung.

Optimierung des Reinraum-Energieverbrauchs

• Reduzierung des Energieeinsatzes durch intelligente Luftführung und Luftwechselraten.
• Umluftsysteme und energieeffiziente Klimatisierung senken den Heiz- und Kühlbedarf.

Nutzung von Abwärme und Wärmerückgewinnung

• Abwärme aus Produktionsprozessen kann für Heizung, Dampferzeugung oder Vorwärmung von Rohstoffen genutzt werden.

Integration erneuerbarer Energien

• Nutzung von Photovoltaik, Windkraft und Biomasse für Strom- und Wärmeversorgung.
• Geothermie als nachhaltige Heizalternative.

Digitalisierung und KI zur Energieoptimierung

• Künstliche Intelligenz (KI) und mathematische Optimierung in Kombination für einen optimierten den Energieeinsatz.
• Smart Digital Twins für modellprädiktive Regelung passen den Verbrauch dynamisch an.

Das AIT Austrian Institute of Technology bietet maßgeschneiderte Lösungen für die nachhaltige Transformation der pharmazeutischen Produktion.

 Wärmerückgewinnung und Wärmepumpen

• Simulation von Wärmeflüssen zur Identifikation von Einsparpotenzialen.
• Integration von Hochtemperatur-Wärmepumpen für energieeffiziente Prozesswärme.

Energieeffizienz-Analysen und digitale Optimierung

• Pinch-Analyse und Energieflussmodellierung zur Optimierung von Anlagen.
• Einsatz von KI-gestützten Steuerungssystemen zur Energieeinsparung.

Erneuerbare Energien und Speichersysteme

• Technisch-ökonomische Machbarkeitsstudien für PV-, Wind- und Geothermieprojekte.
• Batteriespeicher, Wärmespeicher und Kältespeicher zur Stabilisierung der Energieversorgung.

Entwicklung von Dekarbonisierungsstrategien

• Erstellung von standortspezifischen Transformationsplänen.
• Wirtschaftliche Bewertung von Investitionen in klimaneutrale Technologien.