Im Oktober kam es weltweit zu einer seismischen Verschiebung Seeschifffahrt und Luftfahrt Beide Branchen verpflichten sich, bis 2050 auf Netto-Null zu gehen. Für die Schifffahrtsbranche ist dies ein weiterer Fortschritt auf dem Meilenstein Poseidon-Prinzipien. Für die Luftfahrt zeigt dies ein neues Ambitionsniveau.
Aber beide Sektoren sind schwer zu dekarbonisieren, und eine zentrale Frage bleibt: Wie werden sie das tun?
Wir haben noch nicht alle Details der Technologien, die zum Einsatz kommen werden – aber diese Branchen auch nicht. Die Internationale Schifffahrtskammer (ICS) hat erklärt, dass bis 5 2030 Prozent der weltweiten Schifffahrtsflotte emissionsfrei sein müssen, um Netto-Null zu erreichen. Dies bedeutet den Bau und Einsatz Tausender von Schiffen auf der Grundlage neuer Technologien, die nicht noch in großem Maßstab eingesetzt wurden, sowie der Aufbau von Kraftstoffversorgungsketten, um sie zu unterstützen.
Die Luftfahrtindustrie hat Lösungen vorgeschlagen, die die Betriebsmodelle der Branche weniger stören – obwohl auch hier neue Technologien und neue Flugzeugtypen eine zunehmende Rolle spielen dürften. In beiden Fällen werden mehr Mittel für die Erforschung und Skalierung von Lösungen von entscheidender Bedeutung sein.
In diesem Blog werden wir einige der wahrscheinlicheren potenziellen Technologien betrachten, die sowohl die Seeschifffahrt als auch die Luftfahrt zur Dekarbonisierung ihrer Flotten und Abläufe einsetzen könnten.
Elektrifizierung für die Kurzstrecke
Sowohl für Schiffe als auch für Flugzeuge gibt es für Kurzstreckenfahrten eine Lösung, die man bereits aus dem Bodentransport kennt: die Elektrifizierung. Seit Dezember 2019 führt Nordamerikas größte Wasserflugzeug-Fluggesellschaft Testflüge mit batteriebetriebenen Elektroflugzeugen durch. Harbour Air, das in der Region Vancouver, BC, tätig ist, strebt die behördliche Genehmigung an bis 2023 Passagiere in Elektroflugzeugen befördern und plant, seine gesamte Flotte von 42 Flugzeugen auf Batteriebetrieb umzustellen.
Das norwegische Unternehmen Yara International gab bekannt, dass es erstmals Fracht mit seinem neuen, autonomen batteriebetriebenen Containerschiff transportieren wird.
Und diesen Sommer kündigte das norwegische Unternehmen Yara International an, dass es erstmals Fracht in seinem neuen, autonomes batteriebetriebenes Containerschiff. Beide Entwicklungen zeigen, dass die Elektrifizierung für Kurzstreckenreisen vielversprechend ist, einschließlich Flugreisen, die als Lebensader für abgelegene Gemeinden an Orten wie dem australischen Outback, Teilen Kanadas und anderen Gebieten dienen, die über die Straße nicht leicht erreichbar sind.
„Kurzstrecken sowohl für die Schifffahrt als auch für die Luftfahrt können wahrscheinlich elektrifiziert werden“, bemerkt Thomas Koch Blank, leitender Direktor des RMI-Programms „Climate-Aligned Industries“. Allerdings bezeichnet er die Elektrifizierung längerer internationaler und interkontinentaler Strecken für beide Branchen unauffällig als „herausfordernd“.
Für die Luftfahrt stellt das Gewicht der Batterien eine Herausforderung dar. Für den Versand ist es ihre Masse. „Die Menge an Batterien, die benötigt werden, ist verrückt“, bemerkt Koch Blank. In beiden Fällen verfügen die Batterielösungen, die den Bodentransport revolutionieren, einfach nicht über die Energiedichte, um sie auf Mittel- oder Langstreckenstrecken zu bewältigen. Und auf diesen längeren Strecken wird der meiste Treibstoff verbraucht.
Nachhaltiger Flugkraftstoff
Für die Luftfahrt ist nachhaltiger Flugtreibstoff (SAF) die einzige kohlenstoffarme Lösung, die kommerziell eingesetzt wird. Während SAF aus einer Vielzahl von Quellen hergestellt werden kann, darunter Ernterückstände, pflanzliche Abfallöle und CO2 selbst, Weltmarktführer SkyNRG vertreibt derzeit Biokraftstoffe aus Altöl.
Das Mission Mögliche Partnerschaft – eine Koalition von Organisationen, darunter RMI, die sich für die Dekarbonisierung der Schwerindustrie einsetzen – beschreibt SAF als die einzige praktikable kurzfristige Option zur Reduzierung der COXNUMX-Emissionen aus der Luftfahrt. Dies liegt daran, dass es als Drop-In-Ersatz für das in Verkehrsflugzeugen verwendete Kerosin dienen kann und auch mit der Betankungsinfrastruktur von Flughäfen kompatibel ist. Darüber hinaus weist SAF keine Reichweitenbeschränkungen auf.
Damit SAF jedoch eine wichtige Rolle spielen kann, muss es dramatisch skaliert werden, was erhebliche Investitionen erfordert. Derzeit kommt die weltweite Versorgung mit SAF aus einer Anlage in Südkalifornien, die von Global Energy betrieben wird und weniger als 0.01 Prozent des jährlichen Kraftstoffbedarfs der Branche decken kann.
Obwohl SAF kurzfristig eine wichtige Rolle spielen könnte, gibt es jedoch Einschränkungen hinsichtlich der potenziellen Versorgung der Luftfahrtindustrie mit Altöl und anderen biologischen SAF-Quellen. Ein Ansatz der nächsten Generation, bekannt als Power-to-Liquids (PtL), ist weniger ausgereift, birgt aber ein noch größeres Potenzial zur Kohlenstoffreduzierung. PtL verbraucht Strom und CO2 flüssige Kohlenwasserstoff-Brennstoffe zu synthetisieren, die wirklich kohlenstofffrei sein können, wenn der Strom aus erneuerbaren Energien stammt.
Wasserstoffbetriebene Himmel
Längerfristig prüft MPP eine Reihe von Optionen für die Luftfahrt. Die Organisation sagt, dass wasserstoffbetriebene Flugzeuge entscheidend für die Reduzierung der Emissionen von mittel- und langfristigen Flügen sein werden. Zu diesen Flugzeugen gehören sowohl Brennstoffzellen- als auch Wasserstoffverbrennungsflugzeuge.
Mehrere vielversprechende Startups sind bereits in diesem Bereich tätig, darunter ZeroAvia, das im Sommer 2020 einen Testflug für ein Passagierflugzeug durchführte. Darüber hinaus hat der europäische Flugzeughersteller Airbus vorgestellt eine Reihe von wasserstoffbetriebenen Konzeptflugzeugen.
Der europäische Flugzeughersteller Airbus hat eine Reihe wasserstoffbetriebener Konzeptflugzeuge vorgestellt.
Und während Flugzeuge, die nur Wasser ausstoßen, noch in weiter Ferne erscheinen, sagt MPP, dass Brennstoffzellen-Flugzeuge bis 2030 einen Teil der Mittelstreckenflüge übernehmen könnten und dass die Wasserstoffverbrennung bis 2035 sogar Langstreckenflüge antreiben könnte.
Wasserstoff auf dem offenen Meer
Für die Schifffahrt könnte Wasserstoff eine noch größere Rolle spielen. Koch Blank von RMI weist darauf hin, dass ein Großteil der verfügbaren Biokraftstoffressourcen an Fluggesellschaften gelenkt werden muss. „Wenn Sie keine Biokraftstoffe verwenden, sind Wasserstoff, Ammoniak oder E-Methanol Ihre kohlenstofffreien Optionen“, erklärt Koch Blank. Letztendlich könnten aber auch diese anderen Quellen Wasserstoff benötigen. Eine Hauptmethode zur Herstellung von Ammoniak erfordert Wasserstoff als Ausgangsmaterial, und E-Methanol wird aus Wasserstoff und CO gewonnen2.
Sowohl Wasserstoff als auch Ammoniak werden bereits als Kraftstoffe getestet, und die französische Reederei CFT plant, Wasserstoffbetriebenes Containerschiff einen Testlauf auf der Seine noch in diesem Jahr. Darüber hinaus hat der Versandriese Maersk Bestellungen für acht Schiffe, die mit Methanol betrieben werden können, die erste soll 2024 eingesetzt werden.
Damit die wasserstoffbetriebene Schifffahrt jedoch emissionsfrei ist, muss der Kraftstoff auf eine Weise hergestellt werden, die keine Treibhausgase ausstößt – nämlich durch Elektrolyse mit erneuerbarer Energie zur Herstellung von „grünem“ Wasserstoff. Damit grüner Wasserstoff die weltweite Schifffahrt antreiben kann, brauchen wir viel mehr Elektrolyseure als wir haben – und zwar schnell.
Tessa Weiss, Mitarbeiterin im Climate-Aligned Industries Program von RMI, schätzt, dass ab 3.6 jährlich zwischen 5.2 Millionen und 2030 Millionen Tonnen Wasserstoff je nach verwendetem Kraftstoffmix benötigt werden, um das Ziel von ICS zu erreichen, 5 Prozent der CO41-Emissionen zu dekarbonisieren Seehandel. Um so viel grünen Wasserstoff herzustellen, werden 60 bis 50 Gigawatt Elektrolyseure mit einem Kapazitätsfaktor von XNUMX Prozent benötigt.
Das ist etwa das 14- bis 20-fache der 0.3 Gigawatt an Elektrolyseuren, die derzeit in Betrieb sind, und mehr als die 40 GW an Elektrolyseurprojekten, die BloombergNEF verfolgt. Allerdings ist es nur ein kleiner Teil der 850 GW, die bis 2030 benötigt werden, damit grüner Wasserstoff seine Rolle in einer Netto-Null-Welt spielen kann. Über die Luft- und Schifffahrt hinaus werden große Mengen Wasserstoff auch für eine Reihe von Anwendungen benötigt, unter anderem für die Stahlproduktion.
Ein Lichtblick für die Schifffahrt ist, dass mit der Dekarbonisierung der Welt eine der Hauptfrachtgüter auf Langstreckenrouten verschwinden wird: Erdöl und andere fossile Brennstoffe. Koch Blank schätzt, dass fossile Brennstoffe 40 Prozent der über den Ozean transportierten Güter ausmachen, sodass die Dekarbonisierung die Nachfrage nach Energieträgern und den Energiebedarf dieser Schiffe verringern könnte.
Vision und Wille
Es gibt mehrere potenzielle Wege zur Dekarbonisierung sowohl der Luftfahrt als auch der Schifffahrt, es ist jedoch nicht notwendig oder überhaupt möglich, alle Details darüber zu kennen, wie sich dies auswirken wird. Wichtig ist der Wille, die Vision der Luft- und Seeschifffahrtsbranche umzusetzen.
In beiden Fällen erfordert dieser Wandel Investitionen in Forschung, Entwicklung und den frühzeitigen Einsatz kohlenstofffreier Lösungen. Dazu gehört nicht nur der Bau kohlenstofffreier Schiffe, sondern auch die Treibstoffproduktion und die Lieferketten, die sie versorgen.
Wir haben die Vision, die Luftfahrt, die Schifffahrt und andere Schwerindustrien auf einen nachhaltigen Weg zu bringen. Jetzt kommt die harte Arbeit, dies zu tun.
Quelle: https://www.greenbiz.com/article/shipping-and-aviation-plan-go-net-zero-how
