Wir sparen Wasser,

indem wir die Abwasserbelastung durch Vorbehandlung, Recycling und Rückführung reduzieren und Wasser in unseren Produktionsprozessen effizient nutzen.

Verbundproduktion

Nichts verschwenden, alles verwenden

Mitten hinein ins Werk und dann nochmal hoch hinaus geht es auf die oberste Plattform. Hier oben, auf dem Dach der Produktionsanlage für pyrogene Kieselsäure, ist der Liebingsplatz von Dr. Jutta Matreux. Nur die langen dünnen Reaktionskolonnen nebenan überragen die Werks­leiterin an diesem Ort. In der luftigen Höhe schaut sie sich gerne um. „Von hier aus habe ich nicht nur den besten Blick auf unser Werk in Nünchritz“, sagt Matreux, „sondern ich sehe auch, wie es in die Landschaft eingebettet ist.“ Im Westen schiebt sich langsam die Elbe vorbei. Am Nord­rand sind die von oben winzigen Häuser der nächsten Anwohner zu sehen. Gegenüber befindet sich ein Nah­erholungs- und Naturschutzgebiet. In der Ferne zeichnen sich die Berge der Sächsischen Weinstraße ab und ganz am Ende des Horizontes erhebt sich bereits majestätisch das Elbsand­steingebirge. „Wir haben hier eine besondere Ver­antwortung“, so die Werksleiterin, „für unsere Produkte, die Menschen und die Umwelt, die uns umgibt.“ Alles hängt miteinander zusammen, im Großen wie im Kleinen.

Das WACKER-Werk in Nünchritz produziert besonders abfallarm und energieeffizient. Das belegen die aktuellen Umweltkennzahlen: In den letzten 20 Jahren, seit denen das Werk zu WACKER gehört, konnten Abfall, Abwassermenge, Abluftfracht, Abwasserfracht und der Kohlen­dioxidausstoß jeweils um mehr als 90 Prozent pro Tonne Bruttoproduktion reduziert werden. „Und das, obwohl der Standort in dieser Zeit massiv ausgebaut worden ist“, ergänzt Matreux nicht ohne Stolz. Die Gesamtbrutto­produktion ist während der letzten zwei Dekaden um das 26-Fache gestiegen. Das Erfolgs­rezept dafür liegt ihr beim Blick vom Dach direkt zu Füßen: verfahrens­technische Anlagen mit hundert­tausenden von einzelnen Komponenten, die zusammen ein hoch­integriertes Verbundsystem ergeben. Das bedeutet: Alles wird verwertet. Entstehen in einem Produktionsschritt Abfall- oder Nebenprodukte, werden diese an anderer Stelle wieder der Produktion zugeführt. Etwa als Rohstoff oder in Form von Energie. Fast alles, was das Werk bezieht, wird in verkaufsfähige Produkte umgewandelt.

Effizienz ist mehr als die Summe der einzelnen Teile

Dabei sah die Vogelperspektive auf das Werk in Nünchritz 1998 noch ganz anders aus. Auf einer alten Luftaufnahme von damals zeigt Frau Matreux, dass nicht nur die Gesamt­fläche viel kleiner war als heute. Bei genauem Hinsehen stehen die wenigen Anlagen auch eher vereinzelt. Weniger Rohre und Leitungen verbinden sie untereinander, kurzum: Es ist noch kein geschlossener Verbund. Investitionen in Höhe von 1,7 Milliarden Euro haben das Bild des Werks seitdem massiv verändert. Entlang der chemischen Reaktions­pfade zur Synthese von Siliconen und Poly­silicium wurden Anlagen ausgebaut oder neu errichtet. Immer im Mittelpunkt dabei stand die hochintegrierte Verbundstruktur. „Ein solcher Chemiestandort kann nur mit geschlossenen Stoff- und Energiekreisläufen wirtschaftlich betrieben werden“, ist sich Matreux sicher. Das gilt bis heute. Mit dem großen Ausbau seit der Übernahme von WACKER konnte der Verbund abgestimmt und optimiert werden. Die Geschichte des WACKER-Werks in Sachsen zeigt, dass Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit nicht nur zusammen­gehören, sondern sogar einander bedingen.

„Ein solcher Chemiestandort kann nur mit geschlossenen Stoff- und Energiekreis­läufen wirtschaftlich betrieben werden.“

Im Nordosten des Werks befindet sich das Herz des rohstofflichen Produktionsverbunds, die Chlorwasserstoff-Anlagen. Das farblose Gas Chlorwasserstoff wird in zwei Kreisläufen geführt – einem für Silicon, einem für Poly­silicium. Es ist der eigentliche Champion der hiesigen Verbundproduktion. Chlorwasserstoff regt die an sich reaktionsträgen Ausgangsstoffe Silicium und Methanol an verschiedenen Stufen der Produktion immer wieder zu Reaktionen an. So verbindet es sich mit Methanol zu Chlormethan. Chlormethan reagiert wiederum mit Rohsilicium im Wirbelschichtreaktor zu einer Mischung verschiedener Methylchlorsilane (Müller-Rochow-Prozess). Durch Destillation der Silane und anschließende Hydrolyse beziehungsweise Alkoholyse entstehen Siloxan, pyrogene Kieselsäure und verschiedene Nebensilane. Letztere werden beispielsweise als Siliconöle oder Spezialsilicone aufbereitet und verkauft. Chlorwasserstoff selbst wird wieder zurück­gewonnen, aufgereinigt und neu eingesetzt.

Der Chlorwasserstoffverbund ist auch das entscheidende Merkmal für eine wertschöpfende Herstellung von Poly­silicium. Das gemahlene Rohsilicium reagiert mit dem gasförmigen Chlorwasserstoff zu Trichlorsilan. Aus dieser hochreinen Flüssigkeit werden anschließend Stäbe aus reinem polykristallinem Silicium, dem Polysilicium, gewonnen. Der dabei freigesetzte Chlorwasserstoff wird ebenfalls wieder zurück in den Kreislauf eingespeist.

„Wir versuchen wirklich jedes Molekül Chlorwasserstoff im Kreislauf zu führen und mehrmals wiederzuver­wenden“, unterstreicht Jutta Matreux. So wird ein einzelnes Chlor-Atom in vergleichbaren Verbundproduktionen statistisch gesehen bis zu acht Mal wieder verwendet. Nichts soll verschwendet, alles verwendet werden. Verborgen ist Chlorwasserstoff dennoch, weil er, außer in sehr kleinen, verkaufbaren Restmengen, in keinem der späteren Verkaufsprodukte von WACKER erhalten ist.

HDK^® als Bindeglied der Kreisläufe

Aber nicht nur die Wiederverwertung von Chlorwasserstoff zeichnet den Verbund aus, sondern auch die clevere Kombination von Reststoffen zu neuen Verkaufsprodukten. Das beste Beispiel dafür ist pyrogene Kieselsäure. Die Produktionsanlage, auf deren Dach sich die schöne Aussicht genießen lässt. Also, runter vom Dach und rein ins Gebäude.

Pyrogene Kieselsäure, welche von WACKER unter dem Marken­namen HDK^® vermarktet wird, begegnet einem dort in Form von feinem, weißem Pulver. Als eine Art Schweizer Taschenmesser der Hilfs- und Zusatzstoffe ist es in einer Vielzahl von Anwendungen im Einsatz – vom leicht fließenden Ketchup über fein verpresste Tabletten bis hin zum optimalen Autolack. HDK^® wird direkt als Verkaufs­produkt vertrieben. Es verknüpft im Verbund aber auch den Poly­silicium- mit dem Siliconkreislauf wie kein anderes Produkt. Bei der Herstellung von hochreinem Poly­silicium entstehen unter anderem Chlorsilane, die in der HDK^®-Anlage zu pyrogener Kieselsäure umgesetzt werden. An anderer Stelle wird diese HDK^® wieder eingesetzt: bei der Modifikation von Siliconen, etwa um die Festigkeit oder die Fließfähigkeit zu erhöhen.

Verbundproduktion in Nünchritz

Die Währung der Zukunft: Energie und CO₂

Weniger offensichtlich, aber ebenso entscheidend für einen hochintegrierten Produktionskreislauf ist der energe­tische Verbund. Etwa eine Terawattstunde Strom pro Jahr benötigt das Werk in Nünchritz für die energie­intensive Produktion. Der Großteil davon wird aus dem öffent­lichen Stromnetz bezogen und da gilt: „Jedes Watt, das nicht verbraucht wird, kostet uns auch nichts“, so Matreux. Hinsichtlich der jüngsten Rekordstrompreise ein großer Hebel. Neben Strom ist Dampf Hauptenergie­träger am Standort. WACKER erzeugt diesen im eigenen Wärmekraftwerk umweltfreundlich aus Erdgas. Wo möglich, werden Abwärme und Dampf aus chemischen Energien in andere Anlagen geführt und dort verbraucht. Selbst Stoffen, die sich weder weiterverarbeiten noch verkaufen lassen, entlockt die eigene Rückstandsverbrennungs­anlage noch das letzte Quäntchen Energie. „Wir legen nicht nur Wert darauf, sparsam mit unseren Rohstoffen umzugehen, sondern auch unsere Betriebsmedien, wie Energie, Dampf, Strom oder Wasser, bestmöglich einzusetzen“, so Matreux. Dass dies gelingt, honorierte kürzlich der Verband der Nord­ostchemie. Dieser zeichnete das Werk in Nünchritz mit dem Responsible-Care-Preis 2021 für besonders hohe CO₂-Einsparungen in den Betriebs­abläufen aus. Mit Maßnahmen zur besseren Wärmerückgewinnung und durch Zweitnutzungen konnte der Einsatz von Erdgas als Primärenergie im Heizkraftwerk Nünchritz reduziert und die CO₂-Emissionen des Standortes um jährlich 30.000 Tonnen gesenkt werden. Heute deckt das Werk darüber hinaus etwa 70 Prozent seines gesamten Dampfbedarfs durch Wärmerückgewinnung ab.

Der hochintegrierte Verbund ist die Stärke von WACKER. Energie und Stoffe werden bestmöglich eingesetzt, was etwa die wertschöpfende Herstellung von hochreinem Poly­silicium überhaupt erst ermöglicht. Gezielt entwickelte Produktions­pfade, Wieder- und Weiterverwendung von Rohstoffen sowie Energieeffizienz sind entscheidend für eine nachhaltige und wirtschaftliche Produktion. Auch für die Zukunft sind solche Maßnahmen mehr denn je gefragt, wenn es darum geht, die globalen Klimaziele zu erreichen. Am Standort Nünchritz arbeiten die Mitarbeiter bereits an neuen Projekten. Im Rahmen eines konzernweiten Dekarbonisierungs-Fahrplans prüfen sie weitere Technologien für den Einsatz in Nünchritz. Damit der Verbund auch in den nächsten Jahren seiner Historie treu bleibt und immer besser wird.