Die CO2-Abscheidung an Bord ist für große Tanker und Neubauten wirtschaftlich am sinnvollsten

Laut einem neuen Bericht des Mærsk Mc-Kinney Møller Center for Zero Carbon Shipping bietet die Kohlenstoffabscheidung an Bord mit chemischer Absorption auf großen Tankern die besten Geschäftsszenarien.

Die Technologie wurde vielfach kritisiert, da sie eine kostspielige und ineffiziente Möglichkeit sei, den CO2-Ausstoß von Schiffen zu reduzieren, insbesondere im Vergleich zu ihrem Gegenstück an Land.

Dennoch wird OCC angesichts immer strengerer Vorschriften wahrscheinlich eine Rolle als Überbrückungslösung für Schiffe spielen, die ihr Potenzial ausgeschöpft habenInitiativen zur Energieeffizienzkönnen aber noch nicht wechselnalternative Kraftstoffebei begrenzter Verfügbarkeit oder anderen Herausforderungen.

Das Zentrum veröffentlichte einen Bericht, in dem die Ergebnisse mehrerer Fallstudien detailliert beschrieben werden, in denen das Potenzial der CO2-Abscheidung an Bord, ganz oder teilweise, auf großen Seeschiffen, einschließlich Containerschiffen, Tankern und Massengutschiffen, die kohlenstoffbasierte Kraftstoffe verwenden, untersucht wurde. Die Szenarien umfassten Neubau- und Nachrüstungsfälle.

Die Studie verwendetAbsorption von flüssigem Amin nach der Verbrennung mit Speicherung von flüssigem CO2Das System besteht aus einer Einheit zur Absorption von flüssigem Amin, einer Verflüssigungseinheit und einem Lagertank.

Die wichtigsten Überlegungen, die bei der Prüfung der möglichen Installation eines OCC berücksichtigt wurden, waren die erforderlichen Abmessungen für CO2-Lagertanks und deren idealer Standort sowie der daraus resultierende Ladungsverlust (Volumen und Gewicht), da in einigen Fällen CO2-Lagertanks vorhanden sein müssen in Frachträumen installiert.

Dem Bericht zufolge schwankt der Prozentsatz der CO2-Reduktion je nach Schiffstyp kaum, die Wahl des Treibstoffs hat jedoch einen Einfluss. LNG-betriebene Schiffe können etwa 78 % der effektiven Emissionen erreichen, verglichen mit etwa 75 % bei LSFO- und MeOH-Schiffen. Auf jährlicher Basis kann das abgeschiedene CO2 zwischen rund 22.000 Tonnen bei einem LR2-Tanker und über 97.000 Tonnen bei einem 15.000-TEU-Containerschiff liegen.

Im Hinblick auf die Designintegration ermöglichen Tanker eine einfachere Integration (mit CO2-Tanks an Deck) und minimale Auswirkungen auf die Ladekapazität. Massengutfrachter und Containerschiffe stellen größere Integrationsherausforderungen dar, die zu erheblichen Ladungsverlusten führen können. Die Schiffsintegration und die Kostenauswirkungen sind bei kleineren Schiffen größer, daher bieten große Tanker das beste Geschäftsmodell.

Die Ergebnisse zeigen, dass ein Neubau eines sehr großen Rohölfrachters (VLCC) die besten Geschäftsmöglichkeiten bietet, wenn es um die Installation einer CO2-Abscheidung an Bord geht.

Wie offengelegt liegen die CO2-Vermeidungskosten für einen VLCC-Neubau zwischen 220 und 290 US-Dollar pro Tonne CO2, wobei die effektive Reduzierung der CO2-Emissionen vom Tank bis zum Nachlauf 74 bis 78 % beträgt. Die Ausdauer des VLCC basierte auf einer Hin- und Rückfahrt zwischen dem Persischen Golf (PG) und Japan (13.400 Seemeilen, 41 Tage) bei einer Geschwindigkeit von 14,5 Knoten. In der Fallstudie wurde davon ausgegangen, dass im VLCC-Fall CO2 in PG ausgestoßen würde.

Für den Kraftstofftyp LSFO erhöht das OCC-System die CO2-Emissionen aufgrund des zusätzlichen Energiebedarfs um 42 %. Bei der LSFO-Version und maximaler Kohlenstoffabscheidung werden etwa 55 % der zusätzlichen Energie für Strom (für Umwälzpumpe, Verflüssigung usw.) und weitere 45 % für Dampf (zur CO2-Abscheidung) benötigt.

„Bei einer Abscheidungsrate von 82 % beträgt die effektive Emissionsreduzierung im Vergleich zu den CO2-Emissionen des Basisschiffs 74 %, was der MeOH-Version mit einer effektiven Emissionsreduzierung von 75 % entspricht. Die LNG-betriebene Version kann dadurch eine effektive Emissionsreduzierung von 78 % erreichen „Ein niedrigerer CO2-Ausgangswert und ein geringerer zusätzlicher Energiebedarf“, heißt es in dem Bericht.

„Für das VLCC gibt es keinen Verlust an Frachtvolumen, die Gewichtszunahme führt jedoch zu einer Verringerung des Eigengewichts um 3–4 % (2.800–3.600 Tonnen). Es gibt einen geringen Einfluss auf das Biegemoment des Schiffes, der durch Anpassung gemildert werden kann Beladungsbedingungen ohne Verstärkung der Rumpfstruktur. Da die CO2-Lagertanks an Deck platziert sind, muss die Brückenhöhe um 4 bis 5 Meter erhöht werden.“

Insgesamt ergab die Studie, dass OCC mit chemischer Absorption technisch machbar ist und voraussichtlich bis 2030 kommerziell verfügbar sein wird. Die Installation des OCC führt zu einem zusätzlichen Energiebedarf und damit zu einem höheren Gesamtkraftstoffverbrauch von bis zu 45 %.

Der Bericht fügte hinzu, dass eine teilweise Kohlenstoffabscheidung aufgrund der hohen anfänglichen Investitionskosten typischerweise zu höheren CO2-Vermeidungskosten führt.

Allerdings ist die Lösung für Neubauten am vielversprechendsten, da Nachrüstungen kostspielig sind und größere Änderungen erfordern können.

„Obwohl das Emissionsminderungspotenzial von OCC erheblich ist, sind die Kosten für die CO2-Vermeidung derzeit hoch. Dennoch könnte OCC bei weiterer Entwicklung mittelfristig eine Rolle dabei spielen, die Emissionsintensität bestehender mit fossilen Brennstoffen betriebener Schiffe zu reduzieren“, sagte das Zentrum , unter Hinweis darauf, dass weitere Analysen und Entwicklungen erforderlich sind, um die Reduzierung der OCC-Emissionen zu maximieren und die Kosten zu minimieren, sowie Geschäftsmodelle zu entwickeln, die die Nutzung und/oder Speicherung des an Bord von Schiffen abgeschiedenen Kohlenstoffs ermöglichen würden.

Künftig könnten Herausforderungen, die die Einführung der Technologie behindern könnten, Verzögerungen bei der Entwicklung eines Regulierungsrahmens oder eines Marktes für den Erhalt von Gutschriften für die CO2-Reduktion sowie eine Verzögerung bei der Infrastrukturentwicklung an Land sein.

„Obwohl sich OCC-Technologien noch in der Entwicklung befinden, werden sie bald kommerziell verfügbar sein und können erhebliche Emissionsreduzierungen bewirken. Daher sollten Schiffseigner, die eine Dekarbonisierung anstreben, ihre mittelfristigen Emissionsreduktionsziele bewerten und die Einbeziehung von OCC in Betracht ziehen, wenn dies eine Option ist.“ ihre Schiffstypen, Größen und Fahrtgebiete.

Als Fortsetzung dieser Arbeit hat das MMMCZCS eine Arbeitsgruppe zur CO2-Abscheidung an Bord ins Leben gerufen, um weitere OCC-Technologien, -Anwendungen und -Geschäftsmodelle zu untersuchen.

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