Der Transport von LNG in die eine und CO2 in die andere Richtung wird nicht funktionieren

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In den letzten drei Jahren ist eine weitere unsinnige Idee aufgetaucht, die den Transport von Molekülen zur Energiegewinnung irgendwie ermöglichen soll. Die Voraussetzung ist, dass verflüssigtes Erdgas (LNG) in die eine Richtung fließt und verflüssigtes CO2 (l-CO2) in die gleichen Tanks gefüllt wird und in die andere Richtung fließt. Es klingt so offensichtlich!

Die Prämisse ist, dass CO2 aus Erdgas abgeschieden und dann irgendwohin gebracht werden muss. Und die Schiffe, die Erdgas in flüssiger Form von seinem Ursprungsort zu seinem Bestimmungsort bringen, müssten leer nach Hause fahren, was keinen wirtschaftlichen Vorteil hat. Und die Gasfelder lieben es, CO2 unter die Erde zu bringen, und sei es nur, um mehr Öl zu gewinnen.

Dies wird natürlich von Fakultätsmitgliedern der University of Houston vorgeschlagen und gilt ausschließlich für Methan, das aus dem Untergrund mit CO2 gewonnen wird und zur verbesserten Ölförderung in die Ölfelder zurückgeführt wird. Angesichts der hohen stromaufwärts und stromabwärts liegenden Methanlecks im US-System und der Prämisse der verbesserten Ölförderung, CO2 unterirdisch zu injizieren, um mehr Rohöl zu fördern, das bei bestimmungsgemäßer Verwendung mehr CO2 erzeugt als injiziert wird, ist dies auf jeden Fall eine bemerkenswerte Idee. Es ist ein wesentlicher Bestandteil des Hütchenspiels der CO2-Abscheidung und -Sequestrierung in der Industrie für fossile Brennstoffe, bei der CO2 an einer Stelle aus dem Untergrund entnommen und an einer anderen für eine verbesserte Ölförderung wieder unter die Erde gebracht und als Gewinn beansprucht wird, obwohl es immer noch ein winziger Bruchteil bleibt der jährlichen Emissionen von ExxonMobil.

Aber Fortescue, ein australisches Rohstoffgewinnungsunternehmen, das trotz der wirtschaftlichen und thermodynamischen Realitäten versucht, exportierten australischen grünen Wasserstoff zu einer Energiequelle für die Welt zu machen, erwägt, noch viel weiter in den entropischen Kaninchenbau vorzudringen. Sie schlagen vor, grünen Wasserstoff in besser handhabbares Methan mit hohem Treibhauspotenzial umzuwandeln, das Methan dann zu LNG zu verflüssigen, das LNG dann an Energiemärkte zu liefern und dann die LNG-Tanker wiederzuverwenden, um das CO2 zur Wiederverwendung bei der Herstellung von grünem Methan zurückzugeben Verfahren.

Beginnen wir damit, ob dies überhaupt möglich ist, und die Antwort lautet „Ja“. Wirtschaftlich machbar? Zutiefst unwahrscheinlich. Eine Klimalösung? Ganz sicher nicht.

Beginnen wir mit der Herstellung von Methan aus grünem Wasserstoff. Wie ich und viele andere bereits betont haben, kann Wasserstoff grün sein, aber nicht billig. Das Argument besteht aus Investitions- und Betriebsausgaben. Der Investitionsanteil besteht darin, dass skalierte Elektrolyseanlagen wichtige Kapitalanlagen darstellen und Elektrolyseure nur eine von vielleicht 28 Hauptkomponenten sind. Der Rest der Komponenten ist bereits kommerziell erhältlich, sodass die Gesamtinvestitionen nicht auf null sinken werden. Das bedeutet, dass die Anlage möglichst rund um die Uhr betrieben werden muss, um die Investitionskosten zu decken. Das bedeutet, dass rund um die Uhr fester Strom benötigt wird und dass es sich bei ständig verfügbarem Strom um Netzstrom handelt, der teurer als Netzstrom ist.

Tabelle mit den Kosten für CO2, Wasserstoff und deren Verarbeitung zu Methanol von Michael Barnard, Chefstratege, TFIE Strategy Inc.

Wasserstoff ist der teuerste Input für jeden synthetischen Kraftstoff wie grünes Methan, wie ich vor einigen Jahren in meiner Einschätzung des thermodynamischen Analphabeten Carbon Engineering veröffentlichte. Kein billiger Wasserstoff, kein billiges Methan. Aber man muss CO2 und Wasserstoff beschaffen und sie in einem anderen energieintensiven Prozess zusammenführen, um Methan zu erhalten. Die obige Tabelle zeigt einen Weg zu billigem Methanol, einer weiteren Alternative, und vermittelt einen Eindruck von der Energie- und Kostenbilanz. Methan wird nicht mehr weit sein.

Werfen Sie eine Menge Ökostrom weg, während Sie Wasserstoff herstellen und überschüssige Feuchtigkeit darin entfernen. Das verliert etwa 30 %. Beseitigen Sie mehr Energie, indem Sie das CO2 gewinnen, insbesondere wenn Sie es um die Welt transportieren. Werden Sie mehr Energie los, indem Sie beides zu Methan kombinieren. Vielleicht haben Sie Glück, wenn Sie sehen, dass 50 % der Energie im Methan enthalten sind, und wir sind noch nicht fertig.

Danach muss man das Methan verflüssigen, was viel weniger Energie kostet als Wasserstoff, aber immer noch viel. Dann muss man es über einen Ozean transportieren und an den Ort bringen, an dem es verbrennt. Vielleicht kommen 40 % der Energie an?

Anschließend verbrennt man es in einem modernen Erdgas-Kombikraftwerk mit einem Wirkungsgrad von 50 %, sodass beispielsweise in Deutschland nur 20 % des Ökostroms in Australien in Strom umgewandelt werden.

Dann müssen Sie das CO2 aus der Verbrennung abfangen, was selbst nach Angaben des stets CCS-positiven Global Carbon Capture and Storage Institute, einer Lobbyorganisation für fossile Brennstoffe, die CCS gerne alle Vorteile bietet, parasitäre Belastungen im Bereich von 20–30 % verursacht des vorstellbaren Zweifels. Sie sehen also tatsächlich, dass etwa 15 % der Solar- und Windenergie aus Australien tatsächlich in das Zielnetz eingespeist werden.

Wie bereits erwähnt, wird für die Elektrolyseanlage Strom in fester Netzqualität benötigt, das bedeutet also wahrscheinlich 100 US-Dollar pro MWh, sodass er wahrscheinlich im Bereich von 600 US-Dollar pro MWh für in Europa oder Asien im Großhandel gelieferten Strom liegt. Mittlerweile kosten neue Wind- und Solaranlagen an Land 30 US-Dollar pro MWh, also das 20-fache. Wer genau wird für diese extrem teure Energie bezahlen?

Oh, aber Moment, diese Idee ist noch alberner. Einer der vielen Vorbehalte des Fortescue Future Industries-Plans besteht darin, dass die Menge an CO2, die bei der Verbrennung von Methan erzeugt wird, zu einem um 20 % größeren Volumen an verflüssigtem CO2 führt als bei LNG, sodass ein großer Teil davon dort zurückbleiben müsste, wo es verbrannt wurde.

Dieses CO2 wäre bei gleichem Volumen im Schiff 2,1-mal so schwer. CO2 verflüssigt sich nur, wenn es auf einen Druck von mindestens 5,18 bar komprimiert wird. LNG wird bei Umgebungsdruck transportiert. Bei der CO2-Ladung wird es viel wärmer sein als bei der LNG-Ladung und sie muss an jedem Ende der Reise einen Wärmezyklus von ~100 °C durchlaufen. Das sind also auf beiden Seiten deutlich mehr Kapitalkosten für das Wärmemanagement.

Natürlich handelt es sich bei den meisten methanbetriebenen Schiffen um LNG-Tanker, die LNG abdampfen, und wenn Sie L-CO2 transportieren, haben Sie kein LNG zum Abkochen, sodass Sie speziell Methan für den Antrieb des Schiffes oder mehr vorrätig haben müssen wahrscheinlich einfach einen völlig anderen Kraftstoff verwenden.

Mit anderen Worten: Kein bestehendes LNG-Schiff ist für diesen Anwendungsfall geeignet. Sie müssten speziell dafür gebaut werden, mit erheblichen Design- und wirtschaftlichen Kompromissen. Dazu muss man ein ganzes Schiff vom Kiel an für diesen Zweck konstruieren.

Alles, damit Gase mit hohem Treibhauspotenzial hergestellt und in eine Lieferkette eingespeist werden können, die sie unterwegs in die Atmosphäre abgibt.

Die Annahme, dass LNG-Anlagen und -Schiffe wiederverwendet werden können, um CO2 in die andere Richtung zu transportieren, hält keiner technischen Prüfung stand. Die End-to-End-Kosten der Energieversorgung als grünes LNG halten keiner wirtschaftlichen Prüfung stand. Es ist bemerkenswert, dass Leute, die einfache Mathematik beherrschen, dieser Glaubwürdigkeit auch nur annähernd Glauben schenken, was ein Beweis für die vereinte Kraft von Lobbyarbeit und Hoffnung ist.

ist Mitglied des Beirats des Elektro-Luftfahrt-Startups FLIMAX, Chefstratege bei TFIE Strategy und Mitbegründer von distnc Technologies. Er moderiert den Redefining Energy – Tech-Podcast (https://shorturl.at/tuEF5) und ist Teil des preisgekrönten Redefining Energy-Teams. Er verbringt seine Zeit damit, Szenarien für die Dekarbonisierung für 40 bis 80 Jahre in die Zukunft zu entwerfen und Führungskräften, Vorständen und Investoren dabei zu helfen, heute kluge Entscheidungen zu treffen. Ob es um die Betankung der Luftfahrt, Netzspeicherung, Vehicle-to-Grid oder Wasserstoffnachfrage geht, seine Arbeit basiert auf Grundlagen der Physik, der Wirtschaft und der menschlichen Natur und ist geprägt von den Dekarbonisierungsanforderungen und Innovationen verschiedener Bereiche. Seine Führungspositionen in Nordamerika, Asien und Lateinamerika stärkten seine globale Sichtweise. Er veröffentlicht regelmäßig in mehreren Medien zu den Themen Innovation, Wirtschaft, Technologie und Politik. Er steht für Vorstands-, Strategieberater- und Vortragstätigkeiten zur Verfügung.

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