Warum der Transport von CO2 in flüssiger Form nicht die beste Idee ist

May 06, 2023

Henrik Madsen, Nachhaltigkeitsberater und ehemaliger CEO von DNV, plädiert für Trockeneis in Behältern.

Ein vom Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) erstelltes Szenario einer globalen Erwärmung um 1,5 Grad Celsius bis 2100 geht von einer jährlichen CO2-Reduktion von 6 Milliarden Tonnen durch Kohlenstoffabscheidung und -speicherung bis 2050 aus. Dieses CO2 muss von einem Abscheidungsort zu einem Speicher- oder Nutzungsort transportiert werden . Zum Vergleich: Der jährliche Transport von Kohle beträgt heute etwa 7,5 Milliarden Tonnen.

CO2 kann je nach Temperatur und Druck in gasförmiger, flüssiger, fester oder überkritischer flüssiger Form vorliegen.

Es gibt verschiedene CO2-Abscheidungstechnologien. Chemische Absorptions-, Membrantrenn- und elektrochemische Abscheidungssysteme liefern das abgeschiedene CO2 in Gasform mit hoher Reinheit. Kryogene Abscheidungstechnologien liefern das abgeschiedene CO2 in fester Form als Trockeneis.

Die CO2-Speicherung in tiefen geologischen Onshore- oder Offshore-Reservoirs erfolgt mit dem CO2 in der überkritischen flüssigen Phase.

Das isländische Unternehmen CARBFIX hat die Speicherung in flachen Onshore- oder Offshore-Bohrlöchern im jungen Basaltgestein entwickelt, das den größten Teil Islands bedeckt. Bei dieser Technologie wird CO2 in Wasser gelöst, das unter mäßigem Druck in die Brunnen gepumpt wird.

Der Transport von CO2 ist in speziellen CO2-Pipelines am wirtschaftlichsten, wenn die Volumina groß und die Entfernungen nicht zu lang sind. In manchen Fällen trifft dies auch dann zu, wenn der Transport eine Seestrecke beinhaltet. Bei kleineren Volumina oder langen Seestreckentransporten ist es wirtschaftlicher, CO2 in flüssiger oder fester Form zu transportieren.

Bisher scheint jeder davon auszugehen, dass ein solcher CO2-Transport in flüssiger und nicht in fester Form erfolgen wird. Daher sind Pläne für die Einführung von Tausenden von ISO-Kryogen-CO2-Drucktankwagen und den Bau von Spezialtankern für verflüssigtes CO2 (lCO2-Tanker) und Zwischenlagertanks vom Typ C im Verkehrsträgerbetrieb geplant, und mit den ersten Bauarbeiten wurde bereits begonnen. Allerdings ist es in der Praxis nicht möglich, eine solche Transportkette rechtzeitig und bedarfsgerecht von Grund auf neu zu entwickeln. Außerdem wird es eine teure CCS-Wertschöpfungskette sein, die zu teuer ist, um die erforderliche Verbreitung sicherzustellen.

Eine vielversprechendere Alternative ist der Transport von CO2 in fester Form als Trockeneis bei Atmosphärendruck und -78° Celsius.

Das Trockeneis kann aus aufgefangenem CO2 in Gasform durch direkte Kühlung oder aus druckentlastendem flüssigem CO2 hergestellt werden.

Erfolgt die Abscheidung durch einen kryogenen Prozess, liegt das CO2 bereits in fester Form vor.

Das Trockeneis kann in Standard-20-Fuß-ISO-Containern transportiert werden, die in Pelletform durch einfaches Einblasen des Trockeneises befüllt und entleert werden können. Die Behälter müssen über eine Innenisolierung verfügen. Die im Hochbau verwendeten Dämmeigenschaften sind ausreichend und führen zu einem CO2-Verlust durch Sublimation von weniger als 0,2 % pro Tag. Eine solche Isolierung lässt im Inneren des Behälters einen freien Platz für etwa 25 Tonnen CO2-Pellets. Oben am Behälter muss ein Überdruckventil installiert werden.

Die Behälter sind kostengünstig und bei ausreichender Verfügbarkeit – die Kosten betragen weniger als 5 % der alternativen kryogenen ISO-Druck-CO2-Tanks. Sie können mit vorhandenen LKWs, Zügen, Lastkähnen oder Schiffen transportiert werden. Es können Container-Feederschiffe oder verschiedene Massengutfrachter, einschließlich Massengutfrachtern mit offener Luke, eingesetzt werden. Die Tagessätze für solche Schiffe betragen weniger als 10 % derjenigen eines künftigen lCO2-Tankers. Die Trockeneis-Containerlösung erfordert keine Zwischenlagertanks bei Verkehrsverlagerungen.

Schließlich ist der Trockeneis-Transportmodus sicher und erfolgt unter atmosphärischem Druck, der Frachtumschlag ist einfach und er reagiert nicht sehr empfindlich auf Verunreinigungen im abgeschiedenen CO2.