CCS Redux: Die Abscheidung von CO2 aus Auspuffrohren ist eine schlechte Idee, die nicht sterben wird

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Die Kohlenstoffabscheidung und -bindung in all ihren verschiedenen ineffektiven, ineffizienten und teuren Formen erlebt einen weiteren Hype-Zyklus. Es hat sich nichts wirklich geändert. Die Probleme bestehen immer noch. Die Alternativen sind immer noch besser. Das Einsatzpotenzial ist noch gering. Und so die CCS Redux-Reihe, in der alte CCS-Artikel mit geringfügigen Änderungen neu veröffentlicht werden.

Also hier ist eine Idee. Eine Menge CO2 stammt von Autos und leichten Lastkraftwagen, oder? Warum erfassen wir es also nicht einfach im Auto selbst?

Ich bin sicher, dass eine Menge Leute diese Idee hatten. Und dann, nach etwa 10 Sekunden des Nachdenkens, wurde ihnen klar, wie bescheuert das war, und sie machten weiter. Aber es gibt ein Unternehmen, dem die Idee wirklich gefällt und das mehrere funktionierende Prototypen gebaut hat. Welcher? Saudi Aramco. Wenn Sie noch nie davon gehört haben, wird es Sie wahrscheinlich nicht überraschen zu hören, dass es sich um das größte Öl- und Gasunternehmen der Welt handelt und sich vollständig im Besitz der saudischen Regierung befindet.

Ja, es stellt ständig Varianten seiner Technologie vor und leichtgläubige Leute berichten weiterhin darüber, als ob es eine ernste Sache wäre. Saudi Aramco baute einen Toyota Camry-Limousinen-Prototyp, bei dem der größte Teil des Kofferraums und der Rücksitze mit einer integrierten Einheit zur Kohlenstoffabscheidung und -komprimierung ausgestattet war.

Moment, sind die Leute wirklich so leichtgläubig? Ja natürlich. Hier finden Sie eine kurze Auswahl an Presseartikeln.

Ich könnte weitermachen, aber Sie verstehen, worauf es ankommt. Saudi Aramco ist voll von MINT-Typen und ich bin mir sicher, dass ihnen klar ist, dass es eigentlich Unsinn ist, aber sie präsentieren ihre Prototypen weiterhin Konferenzen und Journalisten, und die Leute berichten weiterhin darüber, als ob es eine echte Sache wäre.

Im Interesse, zumindest einen Einsatz für diese Vampir-Idee zu veröffentlichen, wenn nicht sogar, den Einsatz in ihr schwelendes Herz zu treiben, habe ich die Grundlagen herausgearbeitet, was ein solches System mit sich bringen würde, was es bedeuten würde und wie hoch die Kosten wären.

Wie immer habe ich mit Daten begonnen:

• UVP: Etwa 19,6 Pfund CO2 entstehen bei der Verbrennung einer Gallone Benzin, das kein Kraftstoff-Ethanol enthält.
• Garber: Eine Gallone Benzin wiegt 6,2 Pfund
• FHWA: Der durchschnittliche Amerikaner fährt 13.476 Meilen pro Jahr, 37 Meilen pro Tag oder 259 Meilen pro Woche
• Motortrend: Die US-amerikanische Pkw- und Lkw-Flotte verbrauchte im Jahr 2016 insgesamt durchschnittlich 24,7 mpg
• UWaterloo: Für einen effizienten Transport wird CO2 üblicherweise auf über 7,38 MPa komprimiert; Die Komprimierung erfolgt im Allgemeinen in mehreren Schritten oder Stufen. es gibt vier oder fünf Kompressionsstufen; in jeder Phase kommt es zu einem erheblichen Anstieg der Gastemperatur; Der Wirkungsgrad der CO2-Komprimierung beträgt etwa 80 %. Beispielsweise würde der Energiebedarf für die Verdichtung von CO2 auf 7,38 MPa etwa 60 kWh pro Tonne CO2 betragen

Interessante Zahlen und die ersten beiden Punkte machen deutlich, wohin das führt, aber gehen wir trotzdem dorthin.

Der durchschnittliche Amerikaner fährt 37 Meilen pro Tag mit seinem 24,7 mpg-Auto. Allerdings wird ihr Auto keinen Durchschnittsverbrauch von 24,7 mpg haben, weil es das Gewicht einer anderen Person mit mindestens zusätzlicher CO2-Komprimierungs- und Speicherausrüstung enthält. Runden wir es auf 24 mpg ab.

Sie verbrennen etwa 37/24 = 1,5 Gallonen Benzin pro Tag. Ihr Auto wird durch die Verbrennung des Benzins 6,2*1,5=9,3 Pfund leichter, wird dann aber 19,6*1,5=29,4 Pfund schwerer, was einer Nettozunahme von 29,4-9,3=20,1 Pfund entspricht. Da sie das CO2 nicht jeden Tag ausstoßen, bedeutet das in einer Woche 65,5 Kilogramm, einen weiteren menschlichen Körper und einen weiteren Rückgang des Benzinverbrauchs. Und natürlich sind das für ein Jahr 7316,4 Pfund.

Aber stellen wir uns vor, wir erreichen eine Verdichtung von 7,38 MPA in der vierstufigen Verdichtung, sonst würde ein riesiger CO2-Ballon hinter dem Auto schweben. Im Laufe der Woche werden sie 140,7/2000=0,07 Tonnen CO2 komprimieren, was 60*0,07=4,2 kWh Strom erfordert. Woher kommt dieser Strom? Vom Benzinmotor, der als Generator fungiert. 746 Watt = 1 PS. Sie werden also ein paar Prozent ihres verbrannten Benzins in CO2-Komprimierung statt in Vorwärtsbewegung umwandeln. Allein aufgrund dieses Faktors können wir wahrscheinlich 5 bis 10 % zu allem hinzufügen.

Das Ergebnis ist, dass der durchschnittliche US-Fahrer jede Woche CO2 im Wert einer Leiche in seinem Auto hat, das er irgendwie entsorgen muss.

Wo genau werden sie diesen toten CO2-Körper entsorgen? Stellen wir uns vor, dass Tankstellen CO2 akzeptieren. Es gibt wirklich keine andere Verteilungswahl, die ein Fahrer in Betracht ziehen würde. Die Tankstelle müsste über einen eigenen CO2-Kompressor verfügen und die durchschnittlichen Kosten für einen 3.000 PS starken CO2-Kompressor betragen 4,47 Millionen US-Dollar. Ja, das wird sie glücklich machen.

Und dann ist da noch der riesige hupende Tank oder die riesigen Tanks, die installiert werden müssen. Angenommen, eine einzelne Tankstelle verkauft 4.000 Gallonen Benzin pro Tag, benötigt sie eine Speicherung für das entstehende CO2, und das bedeutet, dass sie in der Lage sein muss, 4.000 * 19,6 = 78.400 Pfund CO2 pro Tag oder 548.800 zu komprimieren und zu speichern eine Woche. Das sind 39,2 Tonnen pro Tag und 274,4 Tonnen pro Woche. Das bedeutet, dass sie zusätzlich 39,2 * 60 = 2.352 kWh Strom pro Tag oder 16.464 pro Woche zurücksaugen werden. Bei einem durchschnittlichen US-amerikanischen kommerziellen Strompreis von 10,74 Cent pro kWh sind das zusätzliche Kosten von 2.352 * 10,74 = 252,60 US-Dollar an Kosten pro Tag oder 1.768,23 US-Dollar pro Woche.

Auch auf Wiedersehen Parkplätze. Und vielleicht auch die Autowäsche. Wussten Sie, dass die durchschnittliche Tankstelle mit dem Verkauf von Benzin pro Tag etwa 200 US-Dollar Gewinn macht? Deshalb sind der Supermarkt und die Autowaschanlagen so wichtig. Und warum sie automatisierte Pumpen haben.

Oh, aber sie werden das durch den Verkauf des CO2 wettmachen, nicht wahr?

Nein. CO2 hat zwar einen Marktwert von etwa 30 US-Dollar pro Tonne, allerdings ohne den Vertrieb. Tankwagen haben eine maximale Ladung von 80.000 Pfund. Da 548.800 Pfund CO2 zu bewältigen sind, bedeutet das, dass sieben LKWs pro Woche allein wegen des CO2 kommen. Der Versand per LKW in die USA kostet etwa 15,6 Cent USD pro Tonnenmeile. Unter der Annahme, dass das CO2 50 Meilen entfernt an eine Sammelstelle geliefert wird, sind das weitere Kosten von 2.140,32 US-Dollar pro Woche, die irgendwo zusammengetragen werden müssen. Allerdings benötigen die LKWs eigene Kühl- und Kompressionseinheiten, daher wird es höher sein.

Oh, Moment, der durchschnittliche Lastkraftwagen in den USA stößt 161,8 Gramm CO2 pro Tonnenmeile aus! Das bedeutet, dass allein der Transport dieser Tonnen CO2 den Ausstoß weiterer Tonnen CO2 verursacht. Ja, das macht immer weniger Sinn, je mehr wir damit herumstochern.

Update 2024: Das neueste Transportmittel, das diese Sackgasse erforscht, ist die Seeschifffahrt. Wie ich schon sagte anderswo Wenn kürzlich 100 % des CO2 aus den Abgasen eines Schiffes aufgefangen und zum späteren Dekantieren an Bord gespeichert würden, hätte es die 2,7-fache Masse und den 2,5-fachen Platzbedarf des verbrannten Kraftstoffs. Und das als verflüssigtes CO2 mit zusätzlichem energetischen Aufwand. Darüber hinaus würde flüssiges CO2, wenn der Tank platzen würde, leicht die Kabinen und Räume des Schiffes mit dichtem, erstickendem gasförmigem Kohlendioxid füllen, sodass es ein zusätzliches Sicherheitsrisiko darstellen würde, das angegangen werden muss. Die Branche nimmt dies sogar so ernst, dass sie dem Global Centre for Maritime Decarbonization in Singapur Millionen von Dollar zahlt, um ein Pilotprojekt dazu durchzuführen.

Welchen möglichen Grund könnte Saudi Aramco haben, diese offensichtlich unsinnige Idee zu fördern? Und warum sollten Menschen so leicht darauf hereinfallen, selbst Doktoranden mit Energiehintergrund? (Sie denken, ich mache Witze? Schauen Sie sich den ersten Artikel in der Liste an.)

Nun, das erste ist das alte Fazit von Aramco – ein Jahresumsatz von 455 Milliarden US-Dollar lässt eine Menge Feigenblätter und Greenwashing-Übungen zu. Dies gibt der gesamten Automobilindustrie und den damit verbundenen Interessen an fossilen Brennstoffen einen Anhaltspunkt, der darauf hindeutet, dass Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor im Zeitalter der raschen Elektrifizierung des Transportwesens eine längere Haltbarkeit haben.

Es gibt die üblichen Gründe dafür, warum Menschen darauf hereinfallen. Manches davon ist Käuflichkeit. Ein Grund dafür ist die mangelnde Fähigkeit, Kosten zu prognostizieren und Analysen durchzuführen. Ein Teil davon ist auf einen Mangel an grundlegenden MINT-Kenntnissen zurückzuführen. Und einiges davon wird nur von der PR-Abteilung von Aramco gespeist Pressemeldungen an Medien und freundliche Analysten, die hungrig nach Aufmerksamkeit sind und diese auffressen.