Im Moment ist die Die FAA nimmt öffentliche Kommentare zur Umweltprüfung von SpaceX zum bevorstehenden Start von Starship Orbital entgegen. Während ich im Allgemeinen die Weltraumforschung unterstütze und hoffe, dass SpaceX erfolgreich ist, ist es wichtig, die Umweltauswirkungen von Weltraumaktivitäten zu berücksichtigen und Wege zu finden, die Umweltauswirkungen angemessen zu minimieren.
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– Elon Musk (@elonmusk) 23. Oktober 2021
Die Verwendung von Methan für Raketen ist größtenteils vertretbar
Aus Umweltsicht sollte eine Rakete mit Wasserstoff betrieben werden. Beim Verbrennen von Wasserstoff wird Wasserstoff mit Sauerstoff aus der Atmosphäre kombiniert, wodurch im Abgas nur Wasserdampf entsteht. Der Wasserdampf diffundiert harmlos in die Atmosphäre und trägt nicht zum Klimawandel oder anderen Umweltschäden bei. Wasserstoffraketen sind auch eine bewährte Technologie, die die Vereinigten Staaten zum Mond brachte, sodass es durchaus möglich ist, Wasserstoff für Weltraumstarts zu verwenden.
Aber Wasserstoff hat einige gravierende nachteile.
Da es sich um ein kleines Molekül handelt, ist es sehr schwierig und teuer, sicherzustellen, dass eine Rakete nicht einfach ihren Treibstoff verliert. Jede Schweißnaht muss absolut perfekt sein. Jede Naht muss sorgfältig abgedichtet werden. Alle Verbindungen und Armaturen vom Tank bis zum Motor müssen perfekt abgedichtet sein. All dieses Bedürfnis nach Perfektion bedeutet viel mehr Arbeit, Kosten und sogar Gefahr.
Das zweite Problem bei Wasserstoff besteht darin, dass er Metall spröder macht. Dies treibt die Kosten für den sicheren Bau einer Wasserstoffrakete erneut in die Höhe. Andere Probleme umfassen die niedrige Energiedichte im Vergleich zu anderen Brennstoffen, die Temperaturkontrolle, die Kosten und die Komplexität der Systeme, die erforderlich sind, um sie richtig zu handhaben. Es ist auch nicht einfach auf dem Mars zu produzieren, daher wäre es für eine Marskolonie nicht geeignet.
Methan (die reinste Form von „Erdgas“) ist das nächstbeste. Es produziert Kohlendioxid, wenn es verbrannt wird, aber das ist im Grunde alles, was es produziert (außer Wasserdampf, wie bei jeder Verbrennungsreaktion). Im Gegensatz zu RP-1 oder anderen Raketentreibstoffen trägt es etwas zu den Treibhausgasen bei, aber keine anderen Schadstoffe.
Angesichts der Kosten von Wasserstoff und der Tatsache, dass Methan nur wenig schlechter ist, war Methan die naheliegende Wahl, wenn auch nicht perfekt für die Umwelt.
Das ganze Methan muss aber irgendwo herkommen
Bei der Bewertung der Umweltauswirkungen hat die FAA eines nicht berücksichtigt: die Quelle des Erdgases, das die Sternenbasis von SpaceX versorgen würde.
Das Offensichtliche, wofür sie Erdgas brauchen, sind die Raketen. Für Unbekannte ist Erdgas hauptsächlich Methan, und obwohl es für Dinge wie Öfen und Kraftwerke gut genug ist, ist das Gas, das normalerweise in Rohren vorhanden ist, einfach nicht rein genug für den Einsatz in Raketen. SpaceX benötigt also eine Anlage, um Erdgas aufzunehmen, zu reinigen und dann abzukühlen, bis es in einen flüssigen Zustand übergeht. Dann kann es in den Tank einer Rakete gepumpt und für Starts verwendet werden.
Aber sie haben die Quelle all dieses Erdgases in dem Bericht nicht erwähnt. Theoretisch könnten sie das Erdgas mit Tankaufliegern transportieren, aber das wäre teuer, umständlich und würde viele Lastwagen erfordern. Die andere, vernünftigere Option wäre die Reaktivierung einer Erdgaspipeline, die durch das Lower Rio Grande Valley National Wildlife Refuge verläuft. Die 2016 stillgelegte Pipeline hält derzeit Glasfaserkabel für eine lokale Bildungseinrichtung.
SpaceX kann die Pipeline also möglicherweise noch verwenden oder muss eine neue bauen.
Die andere Sache, die in dem Bericht nicht berücksichtigt wurde, ist, dass das Gas von irgendwo in die Pipeline eingeführt werden muss, und die Gegenden in der Nähe von Brownsville produzieren einfach nicht genug Gas um den Bedarf von SpaceX in der Sternenbasis zu decken, sodass mehr Gas aus einer Entfernung von mindestens 80 Meilen benötigt wird. Das bedeutet mehr Brunnen, mehr Pipelines und mehr Umweltauswirkungen, die derzeit nicht berücksichtigt werden.
SpaceX baut auch ein 250-Megawatt-Gaskraftwerk
Methan für Raketen zu bekommen wäre wahrscheinlich etwas, was die nahe gelegenen Brunnen liefern könnten, mit minimalem Gasbedarf aus anderen Teilen des Staates, und das wäre vernünftig. Fügt man aber den benötigten Brennstoff für ein 250-Megawatt-Kraftwerk hinzu, das mit Erdgas betrieben wird, kommt man in die oben beschriebene Situation. Es gibt einfach nicht genug lokales Gas, um die Raketen und ein großes Kraftwerk anzutreiben.
Entsprechend TechCrunch und ESG-Hund (beide oben verlinkt) wird das Kraftwerk benötigt, um eine Entsalzungsanlage zu betreiben, um den Wasserbedarf der Sternenbasis zu decken und den anderen Strombedarf der Basis zu decken.
Angesichts der begrenzten Wasservorräte in der Gegend und des Überflusses an Salzwasser ist eine Entsalzung sinnvoll, aber die Ausrüstung dafür ist nicht wählerisch, woher die Elektronen kommen. Ob aus Erdgas oder aus Wind und Sonne, solange der Strom ankommt, können sie das benötigte Wasser produzieren.
Warum verwendet SpaceX keine erneuerbaren Energien?
Angesichts der Tatsache, dass das Unternehmen bereits plant, Gas zu verrohren, und die Beschaffung von mehr Gas relativ günstig ist, ist dies wahrscheinlich insgesamt die billigste Lösung.
Aber Südtexas hat wirklich große Solarressourcen.
Bild vom National Renewable Energy Laboratory (NREL). Gemeinfreiheit.
Sicher, es ist nicht so glühend heiß wie in El Paso, aber Brownsville hat immer noch Sonnenlicht von besserer Qualität für die Solarstromproduktion als der Großteil des Landes. Es gibt nicht viel Entschuldigung dafür, kein großes Solarkraftwerk mit Speicher zu bauen, um den Bedarf der Entsalzungsanlage sowie anderer Bedürfnisse in der Sternenbasis zu decken. Sie könnten wahrscheinlich keine so große Anlage direkt neben der Sternenbasis bauen, aber Sie könnten in der Region ein leeres Land finden, um genug Energie zu liefern.
Brownsville hat nur 223 Sonnentage pro Jahr, was ein Problem darstellen könnte, aber es gibt keinen Grund, nicht weiter weg in Texas zu gehen, um Macht zu gewinnen. El Paso und andere Teile des äußersten Westens von Texas, so nah wie Big Bend, haben über 300 Sonnentage pro Jahr.
Die Energie vom unbebauten Land zur Sternenbasis zu bringen, egal ob aus der Nähe oder weiter weg, ist ein Problem, aber auch der Bau von Pipelines. Wenn Sie Pipelines bauen können, können Sie Stromleitungen bauen. Außerdem lecken Stromleitungen nicht und verursachen andere Umweltschäden wie Gasleitungen.
Die Kosten für 250 Megawatt Solarstrom sind wahrscheinlich höher als 250 Megawatt Gas, aber es macht keinen Sinn, mit Tesla zu versuchen, die Spezies zu retten und dann umzukehren und Erdgas für die Weltraumkolonisierungsbemühungen von SpaceX zu verbrennen.
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