Ammoniak, Methanol oder doch Wasserstoff als zukünftiger Treibstoff für die Schifffahrt?

Die Schifffahrt ist für den Ausstoß von etwa 1 Milliarde Tonnen Kohlendioxid (CO2) und etwa 2,5 Prozent der globalen Treibhausgasemissionen weltweit verantwortlich. Die drastische Verringerung der Treibhausgasemissionen von Schiffen wurde als eines der dringenden Ziele zur Erreichung der Green-Deal-Ziele der EU festgelegt.
Infolgedessen sucht die Schifffahrtsindustrie aktiv nach alternativen Lösungen und Technologien, die sie klimafreundlicher machen können, ohne dabei das derzeitige Leistungsniveau zu beeinträchtigen. Das Projekt FuelSOME konzentriert sich auf die technologische Machbarkeit eines flexiblen, skalierbaren und multibrennstofffähigen Energieerzeugungssystems auf der Grundlage der SOFC-Technologie (Solid Oxide Fuel Cells), das speziell für die Langstrecken-Seefahrt geeignet ist. Dieses System wird mit Ammoniak, Methanol und Wasserstoff sowie deren Mischungen betrieben werden können.
Ein von AEE INTEC entwickeltes Strukturdiagramm bietet einen modularen Ansatz, um verschiedene Herstellungspfade der drei Treibstoffe umfassend zu bewerten. Es ermöglicht einen Modellierungsansatz zur Untersuchung der Herstellungspfade unter Berücksichtigung von:

• Primärenergien (Solar und Wind in verschiedenen Weltregionen)
• Rohstoffen (woher kommt der Kohlenstoff?),
• Umwandlungsprozessen und -komponenten (Elektrolyse, Verdichter, Verflüssiger)
• Speicherung (Stahlspeicher, ehemalige Salz-Kavernen)
• Verteilung (Tanker, Pipelines)

Die Grafik zeigt beispielsweise den Pfad der Herstellung von Ammoniak mit Langzeit-Speicherung in ehemaligen Gaslagerstätten und Pipeline-Transport.

Das Hauptziel des Projekts ist es, eine modulare Umgebung für eine detaillierte Bewertung bereitzustellen und potenzielle Pfade anhand von definierten KPIs (z.B. Treibstoff-Erzeugungskosten, Flächenverbrauch und Treibhausgas-Emissionen) in Bezug auf die geforderten Treibstoffspezifikationen für das im FuelSOME-Projekt definierte SOFC-Modellsystem zu testen.
Zudem erfordern die Treibstoffspezifikationen des SOFC-Systems erfordern eine wirksame Entfernung von Verunreinigungen wie Schwefel und Silizium an geeigneter Stelle entlang des Herstellungspfades, die über die in den aktuellen Normen geforderten Werte hinausgeht.
Vorläufige Ergebnisse für die drei Anwendungsfälle (i) Wasserstoff-Erzeugung durch Elektrolyse, (ii) Ammoniak-Erzeugung durch Haber-Bosch-Synthese und Elektrolyse und (iii) Methanol-Erzeugung durch Biogasumwandlung zeigten, dass der Anwendungsfall 1 die niedrigsten Bereitstellungskosten aufweist. Für die Bewertung des Methanolweges ist die CO2-Quelle ist von entscheidender Bedeutung. Die Speicherung und Verteilung sind Schlüsselaspekte in Bezug auf die Kosten und den Wirkungsgrad des Gesamtsystems.
Zurzeit wird die Methode verfeinert und in einem Open Source Python Software-Paket implementiert. Anhand von zwei konkreten Use Cases in europäischen Häfen wird sie getestet. In weiterer Folge wird das Software-Paket für Schulungen zur Verfügung gestellt werden.

Auftraggeber:
Horizon 2000

Projektkoordinator:
AVL LIST GMBH Austria

Projektpartner:
AEE  INTEC
ATENA SCARL – DISTRETTO ALTA TECNOLOGIA ENERGIA AMBIENTE Italy
EBOS TECHNOLOGIES LIMITED Cyprus
ELCOGEN OY Finland
POLITECHNIKA WARSZAWSKA Poland
TEKNOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VTT OY Finland
ZURCHER HOCHSCHULE FUR ANGEWANDTE WISSENSCHAFTEN Switzerland

Kontakt:
Wolfgang Gruber-Glatzl