Neuer Treibstoff für Schiffe: Pipi fürs Klima
Kann Ammoniak ein Treibstoff der Zukunft sein? In Norwegen wird jetzt das erste ozeantaugliche Schiff auf Ammoniak umgerüstet.
Viel Fracht – und hohe Emissionen Foto: Thomas Ebert/laif
STOCKHOLM taz | „Wenn das klappt, könnten wir eine Schiffahrt ganz ohne Klimagasausstoß bekommen“, schwärmt Henriette Undrum, Leiterin der „Forschungsabteilung für zukünftige Wertschöpfungsketten“ beim staatlichen norwegischem Energiekonzern „Equinor“.
Was da klappen soll, wird nun mit dem Umbau eines ersten Schiffs getestet. Die „Viking Explorer“ soll das erste ozeantaugliche Schiff werden, das – ohne ein Segelschiff zu sein – auch über weite Destinationen gänzlich „kohlenstofffrei“ das Meer befahren kann. Angetrieben mit „grünem“ Ammoniak.
Die globale Schifffahrt gehört zu den größten Klimagasemittenten und ihre Klimabilanz droht relativ gesehen sogar zunehmend schlechter zu werden. Derzeit steht sie mit rund 850 Millionen Tonnen CO2 jährlich für etwa 2,5 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen.
Zwar blieb die internationale Schifffahrt ebenso wie der Luftverkehr im Pariser Klimaabkommen unberücksichtigt. Aber IMO, die maritime Organisation der Vereinten Nationen, hat die Zielmarke gesetzt, den Klimagasausstoß der Schifffahrt bis 2050 im Vergleich zu 2008 immerhin zu halbieren. Bis 2070 will man einen Nullausstoß erreicht haben.
Kein Ersatz für fossile Treibstoffe
Das geht zu langsam und dauert zu lange, meinen viele Klimaschutzorganisationen und fordern die „Null“ schon für 2050. Es gibt aber auch pessimistische Szenarien, die für die Schifffahrt einen Anteil von 17 Prozent am globalen CO2-Ausstoß bis 2050 vorhersagen. Der Grund: Im Gegensatz zu anderen Transportsektoren gibt es auf den Ozeanen bislang keinen wirklichen Ersatz für fossile Treibstoffe. Die haben nämlich eine hohe Energiedichte und auch für große Reichweiten bedarf es an Bord nicht viel Platz, der ja auf Kosten der Ladekapzität der Schiffe gehen würde.
Eine Alternative, die elektrische Antriebstechnik mit Batterien ist nur für kürzere Strecken geeignet. Was Flüssiggas (LNG) angeht, das seit einigen Jahren zumindest als mögliche Brückentechnologie galt und das Kreuzfahrtreedereien mittlerweile gern als „grün“ vermarkten, so wird dieses in aktuellen Studien wegen seiner Methangasemissionen sogar als wesentlich klimaschädlicher als Marinediesel bewertet. Wasserstoff gilt als zukunftsträchtig, erfordert aber aufwändige Drucktanks sowohl an Bord der Schiffe wie an Land bei Lagerung und Transport.
Weil es eine höhere Energiedichte als Wasserstoff hat und noch dazu leichter zu handhaben ist, wurde in letzter Zeit ein anderes Gas zunehmend interessant: Ammoniak. Eine chemische Verbindung aus Stickstoff und Wasserstoff, die im industriellen Maßstab vorwiegend durch Synthese im „Haber-Bosch-Verfahren“ und vor allem zur Herstellung von Düngemitteln produziert wird. Ammoniak wird unter minus 33 Grad Celsius flüssig, bei einem Druck von 10 bar schon bei Normaltemperaturen. Es ist ein Gas, das stark stechend riecht, ätzend und giftig ist.
Besser fürs Klima
Klingt nicht gerade nach einem geeignetem Treibstoff, aber in den USA wurden Strassenbahnen schon in den 1870er Jahren mit Ammoniak angetrieben und im 2. Weltkrieg in Belgien Busse. Auf dem marinen Sektor haben jahrzehntelange Erfahrungen, zu denen auch regelmässige Ammoniaktransporte mit weltweit über 150 Schiffen und die Verwendung als Kühlmittel gehören, zu erprobten Sicherheitsprozeduren geführt.
Und Ammoniak gefällt dem Klima: Bei der Verbrennung entstehen Stickstoff und Wasser und auch bei möglichen Leckagen kommt es zu keinem Klimagasausstoss oder negativer Einwirkung auf die Ozonschicht. Weltweit größter Ammoniakproduzent ist die norwegische „Yara“. Die will ab Ende 2022 über den Einsatz erneuerbarer Energie statt des bisherigen Erdgases und den Einstieg in die CO2-Lagertechnik CCS ihre Produktion nach und nach ganz auf „grünes“ Ammoniak umstellen.
Solches Ammoniak gilt mehreren Studien zufolge als die gegenwärtig aussichtsreichste kohlenstofffreie Treibstoffalternative für die Schifffahrt. So auch nach einer Analyse, die vom „University Maritime Advisory Services (UMAS)“ im Januar beim Weltwirtschaftsforum in Davos präsentiert wurde. „Grünes“ Ammoniak für seine Brennstoffzellen soll ab 2024 auch die „Viking Explorer“ antreiben. Bislang fährt sie mit LNG.
Das wird auch nach dem Umbau möglich sein – die Ammoniakversorgung ist noch lückenhaft. Schiffsmotoren, die sowohl mit LNG wie Ammoniak betrieben werden können, entwickelt derzeit auch die deutsche „MAN Energy Solutions“. Die Kosten für den Umbau der „Viking Explorer“ werden auf umgerechnet etwa 23 Millionen Euro geschätzt: Die EU steuert über ihr „Horizon 2020“-Programm 10 Millionen für dieses Pilotprojekt bei.
Und entsprechende Katalysatoren sollen dafür sorgen, dass das Schiff nicht nur das Klima nicht schädigt, sondern auch keine Stinkefahne hinter sich herzieht.
Leser*innenkommentare
Elena Többféle
Bei "YARA" denke ich leider zuallererst an Korruption, Gefängnis etc.
www.google.no/search?q=yara+korruption
Bernhard Hellweg
Na dann wird Gülle noch ein wertvoller Rohstoff.
hedele
Greenwashing erster Kajüte. Der Wasserstoff für das Haber-Bosch-Verfahren muss ja aus Öl, Gas oder Kohle stammen, denn Power-to-Gas-Methan gibt es ja kaum. Und dann gehen noch zwei Drittel der Energie beim Prozess verloren. Aber egal, was tut man nicht alles für ein schönes Etikett auf dem Kreuzfahrtticket.
4813 (Profil gelöscht)
Gast
Thermodynamisch ziemlicher Blödsinn.
Da gibt es ca. zwei Drittel Energieverlust.
Aber wir haben es ja.
Gregor Tobias
@4813 (Profil gelöscht) Thermodynamisch betrachtet sind sie selbst ziemlicher Blödsinn.
4813 (Profil gelöscht)
Gast
@Gregor Tobias Immerhin noch effektiver als ihr Schiffsammoniak. Mit reicht eine Scheibe trockenes Toastbrot um zur Arbeit zu kommen.
Arbeiten sie zufällig für das Unternehmen?
Gregor Tobias
@4813 (Profil gelöscht) Sind sie zufällig Galeerensklave?
4813 (Profil gelöscht)
Gast
@Gregor Tobias Na sie sind mir ja ein Schnurzelchen - Beleidigen geht bei Ihnen immer, wenn ich mir ihre Beiträge so ansehe.
Aber zum Beleidigen gehören zwei. Und bei mir scheint die Sonne.
Gregor Tobias
Eines kommt hier nicht deutlich genug durch: Ziel der Bemühungen ist, weder Ammoniak noch Methan zu verfeuern. Beides ist lediglich als »Träger« von Wasserstoff geplant, der in Brennstoffzellen Strom erzeugt.
Für Die, die es genauer wissen wollen. www.hzwei.info/blo...-ammoniak-im-tank/
ClaraN
@Gregor Tobias nein.
Wenn von "Wasserstoffspeicher" die Rede ist, ist damit gemeint, dass das Ammoniakmolekül ebenso wie das Methanmolekül Wasserstoffatome enthält, bei deren Reaktion zu Wasser Energie frei wird.
Gregor Tobias
@ClaraN Richtig. Und diese Reaktion erfolgt in der BZ und nicht durch verbrennen oder zerknalllen.
64984 (Profil gelöscht)
Gast
Die bestmögliche Alternative bleibt mal wieder unerwähnt.
Dies wäre die Erzeugung von Benzin und Duesel mittels Algen.
Da das bei dee Verbrennung enstehende CO2 zuvor von den Algen aus der Luft entnommen wurde, ist das zu 100% CO2 neutral. man brauch auch keine Landwirtschaftlichen Flächen, da das auch in der Wüste mit Meerwasser funktioniert.
und vor allem muss man keine neuen Autos, Flugzeuge, Schiffe bauen. Es funktioniert mitden bestehenden Motoren und Triebwerken. habenAirbus und Boeing schon getestet.
Mitch Miller
@64984 (Profil gelöscht) Was soll daran "bestmöglich" sein? Bei der Nutzung entstehen immer noch giftige Abgase und Lärm und das Fahrverhalten von Verbrennungsmotoren ist unglaublich grottig im Vergleich zum E-Antrieb.
Ausserdem bräuchte man gigantische Mengen Algen, die Konvertierung zu Flüssigbrennstoff hat grundsätzlich energetische Verluste.
Bis diese Prozesskette steht dauert es noch viele Jahre, vermutlich nicht unter 10.
E-Antriebe gibt es jetzt schon und sind bei der Umsetzung von solarer Energie deutlich am effizientesten.
Wenn Sie unbedingt unnötig viel Reichweite mit allen diesen Nachteilen erkaufen wollen sind Sie sehr einseitig vorbelastet.
4813 (Profil gelöscht)
Gast
@64984 (Profil gelöscht) Solarer Wirkungsgrad 2% ?
Photovoltaik zwangsweise auf jedes Dach und in die Wüste, dann ist das Problem gelöst.
64984 (Profil gelöscht)
Gast
@4813 (Profil gelöscht) Ach, und wieviel CO2 wird durch die Produktuon dieser Solarmodule und vor allem der ganzen neuen Autos in die Luft geblasen worden sein?
Und wieviel % der Flugzeuge und Schiffe, die Kontinente miteinander verbinden, werden elektrisch betrieben sein ? 2% ? Oder doch eher 0%?
64984 (Profil gelöscht)
Gast
@4813 (Profil gelöscht) Wie lange dauert es denn, bis alle Autos e-Autos sind und der Strom dafür zu 100% aus erneuerbaren Energien kommt? Vermutlich ca. 40-60 Jahre. Und bis dahin ist mit jedem neuen e-Auto genau so viel CO2 in die Luft geblasen worden wie bei 50.000km mit einem Benziner.
Und bis wann hat man Flugzeuge und Schiffe mit E-Motoren ausgestattet? Nie
Das Klima wird so unwiederbringlich verloren sein.
Da sind 10 Jahre eine verdammt gute Lösung.
4813 (Profil gelöscht)
Gast
@64984 (Profil gelöscht) E-Autos ? In 10 Jahren so 80%. Alle kriegen sie nie. Weltweiter Luftverkehr war bei 4% der CO2 Emissionen glaub ich. Peanuts.
Der Anbau ihrer Alten benötigt vermutlich genau soviel Energie für Ausrüstung und Betrieb wie für Energiepflanzen an Land. Da kann die Solarzelle in der Sahara mithalten. Und in zehn Jahren haben wir eh nichts geregelt. Da hätten meine Mitmenschen früher aufs Fahrrad umsteigen müssen. Das Auto, die Flugreise und der globale Handel sind keinesfalls eine Lösung und führen zu nachhaltiger Umweltzerstörung.
64984 (Profil gelöscht)
Gast
@4813 (Profil gelöscht) Bis 2050 soll sich der Kerosinbedarf versechsfachen. Ist es dann immer noch Peanuts?
64984 (Profil gelöscht)
Gast
@4813 (Profil gelöscht) hier z. B ei. Link dazu aus Japan
japanmarkt.de/2019...kerosin-aus-algen/
Die sind schlauer als wir
64984 (Profil gelöscht)
Gast
@4813 (Profil gelöscht) In 10 Jahren sollen 80 % aller Autos weltweit e-Autos sein? Wie wäre es mit 20% in Deitschland und 10% weltweit?
Und da e-Autos beim derzeitigen Strommix 70-80% des CO2 Ausstoßes von verbrennern haben (wenn man die Produktion mit berücksichtigt), wird man mit e-Autos in den nächsten 10-20 Jahren nicht viel einsparen können.
Wenn Flugzeuge 4% des CO2 produzieren, sind dies bei 32 Mrd. T CO2 weltweit ca 1 Mrd. T pro Jahr. Schiffe verbrauchen ca das Doppelte, als ca. 2 Mrd. T, also zusammen ca 3000 Mill. T.
Das ist nicht unbedingt Peanuts verglichen mit 800 Mill. T, die ganz Deutschland pro Jahr produziert.
Und selbst e-Fuel, der mit erneuerbaren Energien aus CO2 und Wasser produziert wird, kostet nur noch ca 2 € pro l. Zeit, fossiles Benzin durch erneuerbares zu ersetzen.
64984 (Profil gelöscht)
Gast
@4813 (Profil gelöscht) Sie glauben allen Ernstes, dass in 10 Jahren 80% aller Autos weltweit e-Autos sein werden?
Ich vermute mal, in Deutschland vielleicht 20% und im Rest der Welt 10%.
Wenn man dann noch weiß, dass e-Autos beim heutigen Energiemix ca 70-80% der CO2 Emmissionen con Verbrennern haben (in der EU, in Vhina noch schlechter), dann sieht man, dass das nicht viel helfen wird.
Wenn Flugzeuge 4% Anteil am weltweiten CO2 Ausstoß haben (der ist ca 32 Mrd. T ), dann wären das ca 1 Mrd. T, Schiffshrt hat meines Wissens das Doppelte der Flugzeuge, sind nochmal 2 Mrd. T, also insgesamt 3000 Mill t. Und das sind Peanuts? Ganz Deutschland hat 800 Mill t. Dann sind das ja erst recht Peanuts und wir in Deutschland müssten gar nichts machen
Margit Englert
Wie wir aus dem Autoverkehr wissen, reagiert Stickstoff bei den hohen Temperaturen in Verbrennungmotoren zu Stickoxiden. Diese sind zum Teil viel klimaschädlicher als CO2, zudem sind sie eine der Ursachen des sauren Regens und wirken als Düngemittel in Böden und Meeren.
Und zum Energiebedarf des Haber-Bosch-Verfahrens (Danke, Heiner!) nur schnell ein Zitat aus wiki:
"Etwa 3 % des weltweiten gewerblichen Energiebedarfs gehen zu Lasten des Haber-Bosch-Verfahrens. Pro Tonne produziertem Ammoniak entstehen 1,5 Tonnen des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid.[3] "
Es braucht einen demokratischen, egalitären Umgang auch mit technisch-naturwissenschaftlichem Wissen. Auch dieses hat uns das Kapital enteignet.
80576 (Profil gelöscht)
Gast
@Margit Englert "Es braucht einen demokratischen, egalitären Umgang auch mit technisch-naturwissenschaftlichem Wissen. Auch dieses hat uns das Kapital enteignet." Ach was. Wie denn?
4813 (Profil gelöscht)
Gast
@Margit Englert Das Kapital hat niemanden daran gehindert, in der Schule im naturwissenschaftlichen Unttericht aufzupassen.
Das man naturwissenschaften im Wesen abwählen konnte, ist ein Slandal, den das Bildungsbürgertum der alten BRD zu verantworten hat.
Margit Englert
"Was Flüssiggas (LNG) angeht, das seit einigen Jahren zumindest als mögliche Brückentechnologie galt und das Kreuzfahrtreedereien mittlerweile gern als „grün“ vermarkten, so wird dieses in aktuellen Studien wegen seiner Methangasemissionen sogar als wesentlich klimaschädlicher als Marinediesel bewertet."
Was hier unter den Tisch fällt:
Flüssiggas ( Methan) ist nicht nur wegen der Methangasemissionen während Gewinnung und Transport klimaschädlich. Diese könnte man ja technologisch minimieren, sie bedeuten ja auch für die Industrie Verluste.
Sondern: Methan ist ein fossiler Brennstoff. In 16 kg Methan sind 12 kg Kohlenstoff enthalten, die zu CO2 verbrennen. Nur darauf beruht die Energiegewinnung aus Methan. Die CO2-Bilanz des Methans ist damit nur etwas besser als die von Benzin, Diesel oder Kohle.
Dass das CO2 im Zusammenhang mit der Verbrennung von Methan zwecks Energiegewinnung selbst in der Klimabewegung oft völlig unerwähnt bleibt, ist offenbar Folge eines gelungenen Propagandacoups der vermarktenden Industrie. Bitte nicht darauf reinfallen!
hup
@Margit Englert Methan ist CH4 - für jedes durch Oxidation erzeugte CO2 werden auch 2 H2O erzeugt. Die resultierende freigesetzte Energie stammt daher mehrheitlich von der Wasserstoffoxidation und nur zu einem geringeren Teil von der Kohlenstoffoxidation.
Das ist auch der wesentliche Grund warum Energieerzeugung aus (zu gut 90% aus Methan bestehendem) Erdgas CO2-freundlicher ist als Kohle- oder Ölverbrennung, deren Kohlenwasserstoffe langkettiger sind und anteilsmäßig weniger Wasserstoff und mehr Kohlenstoff enthalten - dazu kommt dann als tatsächlich weniger wichtige Faktor noch die technisch bessere Effizienz der Gaskraftwerke.
Kohlenwasserstoffe, wie der Name schon sagt, enthalten immer sowohl Kohlen- als auch Wasserstoffe. Die anteilsmäßige Menge CO2 bei Verbrennung resultiert daher direkt aus dem Verhältnis Kohlenstoff zu Wasserstoff - und Methan hat von allen (in der Praxis relevanten) Kohlenwasserstoffen das beste (Kohlenstoffärmste) Verhältnis - und keine unerwünschten Anteile an Schwefel und Schwermetallen, die Kohle und Öl enthält.
Das einen „gelungenen Propaganda-Coup der vermarktenden Industrie“ zu nennen ist seltsam, denn die zusammenhänge werden in der Schule spätestens in der Mittelstufe (also auch Haupt- und Realschülern) allen Schülern in Deutschland im Chemieunterricht erklärt. Kann natürlich sein, dass das an einem Freitag unterrichtet wurde, das wäre dann natürlich tragisch, weil es ausgerechnet am Klima interessierte SchülerInnen (m/w/d) so eventuell nicht mitbekommen, und dann das Missverständnis entsteht, es handle sich dabei um „Geheimwissen“ und damit um eine Verschwörung der bösen Industrie.
Margit Englert
@hup "Kohlenwasserstoffe, wie der Name schon sagt, enthalten immer sowohl Kohlen- als auch Wasserstoffe. "
Dieser Satz hätte gereicht.
Und genau deshalb muss auch das Erdgas (= Methan = "Flüssiggas") in der Erde bleiben und nicht zu CO2 und Wasser verbrannt werden.
Der Vergleich mit Erdöl und Kohle zeugt davon, dass das Ziel der Überlegung nicht Nachhaltigkeit ist. Wäre es das, dann müsste die Überlegung in Richtung geschlossener Kohlenstoff-Stoffkreisläufe gehen, und dann schließt sich die Verbrennung aller Kohlenwasserstoffe zur Energiegewinnung aus.
4813 (Profil gelöscht)
Gast
@hup So gut haben sie jetzt auch nicht im Chemieunterricht aufgepasst.aber ob da der Begriff Enthalpie in der achten Klasse behandelt wurde, wage ich zu bezweifeln.
Die Methanverluste bei Förderung, Transport und Nutzung scheinen allerdings so hoch zu sein, dass in Summe Braunkohle weniger Klimaschâdlisch zu sein scheint. www.erneuerbareene...fekt-um-40-prozent
Heiner Petersen
Entschuldigung, aber wo kommt denn die Energie für die erwähnte Haber- Bosch Synthese her und wie Co2 neutral ist die????
Yara, als grösster Düngemittelhersteller, hat in Australien einen Versuch gestartet und die Stickstoffherstellung mittels Sonnenenergie realisiert. Nachdem was mir erzählt wurde, ist das Kilogramm N doppelt so teuer wie aus Erdgas, weshalb die Landwirtschaft da nun nicht richtig scharf drauf ist.
Dass sie jetzt dieses Allheilmittel auf den Markt werfen ist verständlich aber von der ökologischen Gesamtbilanz genauso blödsinnig wie die Herstellung von Wasserstoff....solange es nicht wirklich überschüssige regenerative Energie gibt. Und um zu sehen wann der Punkt erreicht ist, muss mensch sich nur den weltweiten Anteil an der Primärergie anschauen.
4813 (Profil gelöscht)
Gast
"Bei der Verbrennung entstehen nur Stickstoff und Wasser"
und große Mengen NOx - so wird der Nitrat-Dünger hergestellt.
Wenn Ammoniak freigesetzt wird, ist die Besatzung tot - aber sonst gibt es keine Probleme.
festus
@4813 (Profil gelöscht) ...auf hoher See. Im Hafen oder irgend einem norwegischen Fjord wird es auch noch für die Umgebung unterhaltsam.
meerwind7
"Die „Viking Explorer“ soll das erste ozeantaugliche Schiff werden, das – ohne ein Segelschiff zu sein – auch über weite Destinationen gänzlich „kohlenstofffrei“ das Meer befahren kann"??
Nicht ganz, mit Solarantrieb sind auch schon Weltumrundungen geglueckt, und Atom-U-Boote oder atomar angetriebene Flugzeugtraeger fallen auch in die Kategorie.
Heinz OTTO
@meerwind7 Selten solch anständige Diskussion vorgefunden, allerdings besondere Freude kam auf, als ich von MEERWIND7 zum ersten Mal ein Segelschiff erwähnt vorfand. Daran arbeiten in Deutschland noch nicht viele, obwohl das DYNARIGG hier vor 50 Jahren entwickelt wurde.